Nelle linee di converting il nastro attraversa svolgimento, stampa, accoppiamento, taglio e riavvolgimento restando sempre in trazione. Quella trazione non è un dettaglio di regolazione: determina la planarità, il registro di stampa, la tenuta dell’accoppiamento e la stabilità della bobina finita. Sapere come misurare tensione di nastri e film in modo ripetibile significa poter difendere una regolazione con un numero anziché con un’impressione visiva.
Il materiale complica il problema. Film plastici estensibili, carta con fibre orientate, alluminio sottile facilmente deformabile e laminati multistrato reagiscono in modo diverso alla stessa forza applicata. Per questo il dato grezzo in newton dice poco finché non viene riferito alla larghezza reale del nastro e valutato insieme allo spessore. La grandezza che rende confrontabili materiali e formati diversi è la tensione specifica, espressa in newton per metro di larghezza.
La procedura che segue descrive un percorso completo: preparazione del materiale e scelta del tratto libero, selezione del metodo di misura e conversione della scala, esecuzione dei rilievi nelle diverse condizioni di marcia, lettura critica del risultato con i relativi criteri di accettazione e infine registrazione e verifica periodica della catena di misura. I riferimenti normativi citati riguardano il condizionamento e le prove di trazione sui materiali in nastro.
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Preparazione del materiale e scelta del tratto di misura
Prima di misurare occorre stabilizzare il materiale. La carta e i laminati con supporto cellulosico vanno condizionati secondo la ISO 187, in atmosfera controllata a 23 °C e 50 % di umidità relativa, perché il contenuto d’acqua modifica in modo sensibile il modulo e quindi la risposta alla trazione. Sul film plastico conta invece la storia termica recente della bobina.
Si rileva poi lo spessore medio con micrometro in almeno cinque punti lungo la larghezza e si misura la larghezza reale del nastro, che spesso differisce dal nominale per rifilo o ritiro. Si sceglie infine il tratto libero su cui operare: una campata rettilinea fra due rulli, lontana da zone di riscaldamento, da soffi d’aria e da punti di trascinamento, con lunghezza nota e accessibile in sicurezza a macchina in movimento.
Come misurare tensione di nastri e film: metodo e scala di riferimento
La scelta del metodo dipende da cosa è già installato e da quanto deve essere invasiva la misura. La cella di carico su rullo folle è il riferimento: legge la risultante delle forze sui cuscinetti e restituisce un valore continuo, purché l’angolo di avvolgimento sia noto e stabile. La misura a deflessione sul tratto libero, con sonda che impone uno spostamento laterale calibrato, è utile dove non esiste un rullo strumentato.
Come riscontro si preleva un campione e lo si sottopone a trazione con dinamometro o banco prova, secondo ASTM D882 per i film sottili, ISO 527-3 per le materie plastiche in film e foglia e ISO 1924-2 per la carta a velocità di allungamento costante. Ogni lettura in newton va poi divisa per la larghezza in metri: si ottiene la tensione specifica in N/m, l’unica scala che consente confronti fra formati diversi.
Esecuzione dei rilievi a regime e in transitorio
I rilievi si eseguono in tre condizioni distinte. La prima è il regime stabilizzato, a velocità di produzione costante, dove si registrano almeno dieci letture consecutive a intervalli regolari per stimare valore medio e dispersione. La seconda è la fase di accelerazione e di frenata, dove l’inerzia della bobina genera i picchi che più spesso provocano rotture e deformazioni permanenti.
La terza condizione riguarda il variare del diametro della bobina: si ripete la misura a bobina piena, a metà e in prossimità dell’anima, perché il braccio di leva cambia e con esso la coppia richiesta al motore. Ogni serie va annotata con velocità di linea, diametro corrente, temperatura ambiente e posizione del punto di misura, altrimenti i numeri non sono confrontabili fra una campagna e la successiva.
Lettura del risultato e criteri di accettazione
Il dato va letto insieme al comportamento del materiale. Se la tensione specifica supera il limite elastico si genera allungamento permanente: sul film questo si traduce in restringimento della larghezza, sulla stampa in distorsione del passo e in fuori registro progressivo fra i colori. Una dispersione elevata fra letture successive segnala eccentricità dei rulli, cuscinetti in sofferenza o regolazione del freno di svolgimento troppo aggressiva.
In riavvolgimento la conseguenza tipica di una tensione mal impostata è il telescopaggio, cioè lo scorrimento assiale delle spire, oppure la formazione di anelli lenti. I criteri di accettazione si fissano per materiale: valori più bassi per alluminio sottile e film estensibili, più alti per carta e laminati rigidi, sempre con una banda di tolleranza percentuale sul valore nominale concordata con la produzione.
Registrazione, tracciabilità e verifica periodica
La procedura si chiude con la registrazione. Ogni campagna produce un modulo con identificativo del materiale e della bobina, spessore e larghezza misurati, metodo impiegato, tratto libero scelto, serie di letture, valore medio in N/m, scarto e esito rispetto al criterio di accettazione. Il modulo va associato al lotto e conservato: è la base su cui si ricostruisce una non conformità a distanza di mesi.
La catena di misura richiede verifica periodica. Celle di carico, amplificatori e sonde portatili vanno controllati con pesi campione o su banco a intervalli definiti, azzerando a nastro fermo e ripetendo il riscontro dopo ogni manutenzione sui rulli. Per l’inquadramento del tema, degli strumenti disponibili e dei parametri da tenere sotto controllo si rimanda alla pagina dedicata alla tensione di nastri e film.
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