Les fabricants d’emballages sont aujourd’hui constamment sous pression pour produire un film étirable et un film à bulles plus résistants et plus homogènes, à un coût opérationnel réduit. Alors que les réseaux logistiques gagnent en rapidité et en automatisation, les équipements de production de film étirable et de film à bulles doivent suivre le rythme, non seulement en termes de volume de production, mais aussi de précision et d’efficacité énergétique. C’est l’une des raisons pour lesquelles nous concevons nos machines à film étirable et nos machines à film à bulles autour de systèmes d’entraînement à moteur synchrone à aimants permanents (PMSM), plutôt que de recourir à des technologies de moteur plus anciennes.
Les limites des entraînements moteurs conventionnels dans la production de film étirable et de film à bulles
La plupart des équipements d’extrusion et d’emballage de film étirable et de film à bulles hérités reposent encore sur des moteurs à induction. Bien que ces moteurs soient simples et peu coûteux, ils présentent des inconvénients réels dans un environnement de production de film étirable ou de film à bulles. Un moteur à induction génère son champ magnétique rotorique par courant induit, et ce courant produit des pertes cuivre au rotor qui se traduisent par une énergie gaspillée et un excès de chaleur. Dans une ligne de production fonctionnant en longues équipes, cette chaleur doit être gérée par un refroidissement supplémentaire, ce qui ajoute des coûts et une complexité mécanique.
Le problème plus important pour les équipements de fabrication de film étirable et de film à bulles en particulier concerne ce qui se produit à basse vitesse ou en charge partielle. Les rouleaux de pré-étirage du film étirable et les lignes d’extrusion de film à bulles fonctionnent rarement à une vitesse constante unique ; ils s’ajustent constamment à différentes largeurs de rouleau, réglages de jauge et vitesses de ligne. Les moteurs à induction ont tendance à perdre en efficacité précisément dans ces conditions variables, et leur réponse aux commandes de vitesse et de couple est comparativement lente. Pour un processus où la tension du film étirable et l’épaisseur du film à bulles doivent rester dans des tolérances serrées, ce retard se traduit directement par une qualité incohérente du film étirable et du film à bulles.
Pourquoi nous concevons autour de systèmes d’entraînement PMSM
Les moteurs PMSM adoptent une approche différente. Étant donné que le champ rotorique provient d’aimants permanents plutôt que d’un courant induit, il n’y a pas de courant d’enroulement rotorique pour générer des pertes cuivre, de sorte que le moteur fonctionne plus froidement et plus efficacement sur toute sa plage de fonctionnement. Cet avantage en termes d’efficacité ne se limite pas au fonctionnement à pleine vitesse ; il se maintient à basse vitesse et en charge partielle, ce qui est très important dans la production de film étirable et de film à bulles où les vitesses de ligne changent constamment.
La densité de puissance plus élevée des moteurs PMSM nous permet également de construire des unités d’entraînement plus compactes et plus légères sans sacrifier le couple de sortie, ce qui favorise une empreinte machine globale plus serrée. Lorsque nous associons ces moteurs à une commande vectorielle, nous obtenons une régulation précise et quasi instantanée du couple et de la vitesse, ce qui permet à nos machines de maintenir les objectifs de tension et d’épaisseur même lorsque les conditions de production changent. Des pertes plus faibles signifient également moins de génération de chaleur, de sorte que nos systèmes d’entraînement imposent une charge plus légère au refroidissement et exercent moins de contrainte thermique sur les composants environnants pendant des années de fonctionnement continu.
Ce que cela signifie pour nos machines de fabrication de film étirable et de film à bulles
Sur nos machines de fabrication de film étirable, les moteurs PMSM entraînent les rouleaux de pré-étirage et le système principal de distribution du film étirable, et c’est là que le contrôle de la tension a l’impact le plus direct sur le produit fini. Parce que le moteur répond rapidement et avec précision aux signaux de commande, nous pouvons maintenir les rapports de pré-étirage stables même lorsque le diamètre du rouleau et la vitesse de ligne changent au cours d’une course. Le résultat pratique est un film étirable qui se déroule et s’étire de manière plus homogène du premier au dernier mètre, avec moins de points faibles ou de sections irrégulières.
Cette cohérence se manifeste directement dans les performances du film étirable. Le film étirable produit avec un pré-étirage stable et bien contrôlé a tendance à présenter un rapport d’étirage utile plus élevé et une meilleure résistance à la perforation, car les chaînes polymères sont étirées de manière plus uniforme plutôt que d’être sur-étirées dans certaines zones et sous-étirées dans d’autres. Pour les clients, cela signifie que chaque rouleau de film étirable couvre plus de palettes avant de s’épuiser, et que chaque film d’emballage résiste mieux aux arêtes vives et à la manipulation brutale. Nous avons également constaté que la chaleur réduite et le profil de charge plus lisse des entraînements PMSM se traduisent par moins d’arrêts imprévus pour l’entretien du moteur, ce qui maintient nos machines de fabrication de film étirable plus proches de leur capacité nominale sur une équipe de production complète.
La même technologie d’entraînement joue un rôle légèrement différent mais tout aussi important sur nos machines de fabrication de film à bulles. Ici, les moteurs PMSM contrôlent les sections d’extrusion et de traction, où même de petites fluctuations de vitesse peuvent se manifester par des variations visibles de la taille des bulles ou de l’épaisseur du film à bulles. Parce que les moteurs PMSM maintiennent un couple et une vitesse stables même à l’extrémité inférieure de la plage de fonctionnement, nos machines de fabrication de film à bulles peuvent maintenir la jauge et l’uniformité des bulles stables pendant le démarrage, les changements de jauge et les productions plus lentes, et non seulement à la vitesse de pointe.
Cela importe car le film à bulles est souvent jugé sur la cohérence de l’amortissement plutôt que sur la vitesse de production brute. Un rouleau avec une hauteur de bulle et une épaisseur de paroi uniformes protège les marchandises fragiles de manière plus fiable qu’un rouleau présentant des variations visibles d’une section à l’autre. En maintenant les moteurs d’extrusion et de traction précisément synchronisés, nos machines réduisent ces variations et aident les clients à obtenir des performances de protection plus prévisibles à partir de chaque rouleau. La consommation d’énergie plus faible des moteurs PMSM pendant les passages à vitesse réduite ou en charge partielle maintient également les coûts d’exploitation à un niveau bas pour les clients qui produisent une large gamme de spécifications de film à bulles plutôt que de faire fonctionner une seule taille en continu.
Où ces améliorations se manifestent sur le terrain
Pour les entreprises fournissant du film étirable dans les secteurs de la logistique, de l’entreposage et de la distribution alimentaire et des boissons, la valeur pratique du contrôle de pré-étirage piloté par PMSM est simple : les palettes restent sécurisées à travers plusieurs étapes de manutention et de transport, l’utilisation de film étirable par palette diminue car le rapport d’étirage est plus efficace, et les chargements endommagés ou rejetés deviennent moins courants. Les opérations d’entreposage et de préparation de commandes de commerce électronique bénéficient en particulier d’un film étirable qui se comporte de manière prévisible sur différentes formes et poids de palettes, car un étirage incohérent est l’une des causes les plus courantes de déplacement de charge pendant le transport.
Pour les clients du film à bulles desservant l’électronique, les instruments de précision, la verrerie et le transport maritime de commerce électronique transfrontalier, la priorité tend à être la fiabilité de l’amortissement plutôt que la vitesse de production brute. Le film à bulles avec une hauteur de bulle et une épaisseur de paroi cohérentes se comporte de manière plus prévisible en tant qu’absorbeur de chocs, ce qui compte le plus lorsqu’un seul envoi endommagé peut dépasser les économies de coûts d’une production légèrement plus rapide. Les fabricants produisant du film à bulles pour ces marchés bénéficient également de la consommation d’énergie plus faible que les moteurs PMSM offrent lors des changements fréquents de jauge ou de largeur, car de nombreuses productions de film à bulles sont plus courtes et plus variées qu’une seule course continue.
Notre approche de la technologie des moteurs dans toutes les gammes de produits
Nous considérons la technologie PMSM comme une base d’ingénierie partagée plutôt que comme une fonctionnalité limitée à un seul type de machine. Les mêmes avantages sous-jacents, à savoir des pertes rotoriques plus faibles, une densité de puissance plus élevée et une commande vectorielle précise, s’appliquent que le moteur entraîne un rouleau de pré-étirage sur une machine de fabrication de film étirable ou une vis d’extrusion sur une machine de fabrication de film à bulles. Construire les deux gammes de produits autour de cette technologie d’entraînement nous permet d’offrir le même niveau d’efficacité énergétique, de stabilité thermique et de précision de contrôle aux clients, qu’ils produisent du film étirable ou du film à bulles.
Alors que les fabricants d’emballages continuent de rechercher des équipements qui réduisent les coûts d’exploitation sans compromettre la qualité du film étirable ou du film à bulles, nous continuons d’investir dans l’affinement de la façon dont nos systèmes d’entraînement, nos logiciels de contrôle et notre conception mécanique fonctionnent ensemble. Nos machines de fabrication de film étirable et nos machines de fabrication de film à bulles sont construites sur ce même engagement, et nous sommes ravis de pouvoir présenter aux clients potentiels les configurations spécifiques disponibles pour leurs besoins de production.
