Extrusion Russian Edition 1-2020

55 ЭКСТРУЗИЯ ПЛЕНКИ ЭКСТРУЗИЯ 1/2020 затрат применяется лишь в отдель- ных случаях. При измерении про- дольной полосы согласно ASTM D 1604 (стандартный метод измерения плоскостности пластиковых листов или сжатых труб; был отменен в 1982 году) плоскостность пленочной ленты определяется путем прямого измерения профиля длины по отно- шению к ширине ленты. Для этого образец пленки длиной 2540 мм раз- резается на полосы шириной 50,8 мм в направлении экструзии, после чего измеряется длина каждой отдельной полосы [7]. Поскольку причиной не- плоскостности прежде всего являются локальные различия длины пленоч- ной ленты, необходимым условием хорошей плоскостности является то, что все полосы должны иметь одина- ковую длину [3]. Если отдельные по- лосы имеют неодинаковую длину, это свидетельствует о неплоскостности пленочной ленты. На рис. 1 показан пример оптического представления двух возможных типов дефектов и со- ответствующие продольные профили по ширине пленки. Согласно ASTM D 1604 плоскост- ность образца пленки количественно оценивается в максимальном про- центном отклонении от исходной длины, при этом в области переработ- ки материала для этой цели вводится безразмерный индекс ровности, ука- зываемый с помощью единиц измере- ния I-Unit [4]. Одна единица I-Unit показывает относительное удлинение 10 мкм на 1 м длины ленты и может описываться следующей формулой: I – Unit = – 10 5 [ – ] ∆ L L Ref (уравнение 1). С помощью профиля длины, кото- рый визуализирует распределение длины отдельных полос по ширине ленты, дефекты плоскостности мо- гут характеризоваться по размеру и положению. Чем уже нарезанные по- лосы, тем точнее могут быть локали- зованы отклонения от плоскостности [3]. На рис. 2 показано распределение длины образца пленки длиной 1 м, которое было рассчитано путем из- мерения продольных полос с тремя разными значениями ширины полос (10 мм, 20 мм и 40 мм). Данная одно- слойная пленка толщиной 100 мкм из ПЭВД была изготовлена мето- дом экструзии рукава с раздувом в немецком Институте переработки пластмасс (IKV). Даже когда все из- мерения демонстрируют одинаковые показатели плоскостности по ширине пленки, зеленая кривая, относящаяся к полосе шириной 10 мм, позволяет более точно локализировать откло- нения за счет большого числа точек измерения. Несмотря на недостатки — боль- шие затраты времени и субъектив- ность, данные методы оценки пло- скостности стали стандартом из-за отсутствия альтернативных систем измерения [5]. В связи с этим мето- ды цифровой обработки изображения обладают большим потенциалом, так как повышают возможность автома- тизации процесса и дают воспроизво- димые результаты. Лазерная триангуляция и топография пленки С чисто математической точки зре- ния плоскостность может быть пред- ставлена как степень совпадения всех элементов поверхности [2]. Если с достаточной точностью распознать геометрический рельеф пленки, то на основании данных «топографии», являющейся результатом анализа плоскостности, можно определить уровень плоскостности. Основой для анализа топографии пленки по всей площади является распознавание по- верхности с помощью способов визуа- лизации, которые могут генерировать метрические данные трехмерных из- мерений. В связи с этим в Институте пере- работки пластмасс разрабатывает- ся оптический метод измерения для трехмерного распознавания фотогра- фии пленки на основе лазерной три- ангуляции, при котором не требуется трудоемкая подготовка полос пленки. Способ лазерной триангуляции отно- сится к наиболее часто используемым в промышленности методам трехмерно- го распознавания деталей [1]. Данное устройство состоит из лазерного мо- Рисунок 1. Диаграммы изменения длины контрольных полос пленки, проверяемой по стандарту ASTM D 1604 при различных видах нарушения плоскостности [3] Рисунок 2. Измерение плоскостности с помощью анализа продольных полос с тремя различными значениями ширины полосы Ширина пленки (мм) Отклонение от средней длины полос (мм)