روغن‌کاری در خطوط بسته‌بندی آلومینیومی؛ جلوگیری از خط و خش سطح

روغن‌کاری در خطوط بسته‌بندی آلومینیومی؛ جلوگیری از خط‌وخش سطح

من، سارا مرادی، تحلیل‌گر ارشد روانکاری صنعتی در موتورازین، در این مقاله به نقش استراتژی روغن‌کاری در جلوگیری از خط‌وخش سطح فویل‌ها و قوطی‌های آلومینیومی می‌پردازم. در صنایع غذایی، دارویی و نوشیدنی، ظاهر سطح معادل «اعتبار برند» است؛ یک خراش موئی روی فویل قرص یا قوطی نوشابه می‌تواند منجر به مرجوعی، افت فروش و شکایت مصرف‌کننده ایرانی شود. کلید پیشگیری، طراحی دقیق سیستم روغن‌کاری در خط فرمینگ، استمپینگ و هندلینگ است؛ جایی که هر تماس فلز با فلز یا فلز با پولیمر می‌تواند آغازگر سایش چسبنده (Galling) و خش (Scuffing) باشد. این نوشتار، نقشهٔ راهی عملی از انتخاب ویسکوزیته و نوع پایه تا تنظیمات مکانیکی و پایش عیوب ارائه می‌دهد تا در نهایت، کیفیت سطح، پایداری تجهیز و رضایت مشتری نهایی تضمین شود.

• کلیدواژه کانونی: روغن‌کاری در خطوط بسته‌بندی آلومینیومی
• دامنه کاربرد: فویل‌سازی، بدنه‌سازی قوطی، خطوط پرکنی و کارتونینگ
• تمرکز: جلوگیری از خط‌وخش، Galling و Scuffing با فیلم روغن بهینه

«ظاهر سطح آلومینیوم یک KPI کیفی است؛ روغن‌کاری درست یعنی انتقال از اصلاح عیب به پیشگیری از عیب.»

نقاط بحرانی تماس در فرمینگ، استمپینگ و هندلینگ؛ نقش فیلم روغن

در زنجیرهٔ تولید فویل و قوطی آلومینیومی، چند گلوگاه تماس وجود دارد که بیشترین سهم را در ایجاد خط‌وخش دارند. نخست، ناحیهٔ فرمینگ و کشش که ورق یا بلنک آلومینیوم تحت فشار و تنش سطحی بالا از روی قالب‌ها عبور می‌کند. در اینجا، اگر فیلم روغن یکنواخت و کافی نباشد، تماس مرزی پدید می‌آید و به‌دلیل نرمی آلومینیوم، ذرات ریز از سطح جدا و به قالب می‌چسبند؛ چرخهٔ خودتقویت‌گر Galling از همین نقطه آغاز می‌شود.

فرمینگ و کشش عمیق

در کشش عمیق قوطی، زاویهٔ لبه‌ها، زبری قالب، و سرعت کشش، تعیین‌کنندهٔ ضخامت فیلم روغن هستند. روانکار باید فشارهای موضعی را تحمل کند و با افزودنی‌های ضدسایش (AW) و فشار شدید (EP) سازگار با آلومینیوم، از تماس فلز-فلز جلوگیری کند. ناپایداری فیلم، به‌سرعت به کشیدگی خطوط موازی (Draw Marks) و در نهایت خش‌های قابل‌مشاهده می‌انجامد.

استمپینگ، فلنجینگ و بدنه‌سازی

در استمپینگ لبه‌ها و ناب تبدیل، نابهنجاری در هم‌راستایی (Alignment) یا پلیسهٔ قالب، حتی با روغن مناسب، به ترک‌خوردگی موضعی و خط‌وخش منجر می‌شود. اینجا کیفیت روغن، تمیزی مسیر و شرایط مکانیکی هم‌زمان باید کنترل شوند. فیلم روغن باید «لغزش کنترل‌شده» ایجاد کند؛ نه آنقدر کم که تماس مرزی رخ دهد و نه آنقدر زیاد که لغزش بیش از حد و لکه‌چربی روی قطعه شکل بگیرد.

هندلینگ و انتقال

در کانوایرها، رولرهای لاستیکی/پلی‌اورتان و فک‌های رباتیک، خراش‌های مویی اغلب از آلودگی ذره‌ای (گرد آلومینیوم یا گرد کاغذ) یا خش‌دار شدن سطوح تماس ناشی می‌شود. روغن‌کاری بسیار سبکِ ضدخش روی نقاط حساس، به‌همراه نظافت دوره‌ای مسیر و فیلتراسیون مؤثر، مانع ایجاد «اثر هاله‌ای» و مات‌شدن سطح می‌شود.

ویژگی‌های روانکار مناسب؛ ویسکوزیته، پایه، افزودنی‌ها و سازگاری با فلزات نرم

انتخاب روانکار برای آلومینیوم باید با دو لنز دیده شود: عملکرد تریبولوژیکی و انطباق بهداشتی. برای خطوط بسته‌بندی مواد غذایی/نوشیدنی، روانکار H1 مطابق الزامات NSF/HACCP ارجح است تا ریسک تماس تصادفی کاهش یابد. از منظر عملکرد:

• ویسکوزیته: اغلب بازه‌های سبک تا متوسط در دمای عملیاتی (مثلاً محدودهٔ 10 تا 46 cSt در 40°C بسته به فشار و سرعت) پاسخگو هستند؛ ویسکوزیته بالاتر، فیلم قوی‌تر می‌دهد اما خطر لکه و تجمع را بالا می‌برد.
• نوع پایه: روغن‌های سفید پارافینیک (White Oil) با پایداری اکسیداسیون خوب و PAOهای H1، دو انتخاب پرتکرارند. در عملیات‌های فرمینگ شدید، استرهای سنتتیک سازگار با H1 به‌دلیل چسبندگی سطحی و ضریب اصطکاک پایین، فیلم پایدارتری می‌سازند. برای مسیرهای شست‌وشوی بعدی، قابلیت تمیزشوندگی نیز مهم است.
• افزودنی‌ها: بسته‌های EP/AW باید «بدون گوگرد فعال» و «کم‌خورنده» باشند تا لکه‌زایی یا تیره‌شدن سطح آلومینیوم رخ ندهد. افزودنی‌های مرزی بر پایهٔ استرهای چرب، فسفات‌های بی‌خاکستر و اصلاح‌کننده‌های اصطکاک با فلز نرم سازگارترند.
• سازگاری: آلومینیوم نسبت به هالوژن‌ها و گوگرد فعال حساس است؛ همچنین برخی الاستومرهای مسیر به روغن‌های معطر حساس‌اند. برگهٔ دادهٔ فنی (TDS) را با مواد فصل مشترک (اورینگ، نوار نقاله، پوشش قالب) تطبیق دهید.
• تمیزی و پایداری کف: روغن با تمایل کم به کف و رهایش هوای سریع، خطر میکروحباب در اپلیکاتور و قطع فیلم را کاهش می‌دهد. در مدارهای گردشی، فیلتراسیون ریز (۳–۱۰ میکرون) پیشنهاد می‌شود.

در برخی خطوط فرمینگ قوطی، از امولسیون‌های روغن-در-آب استفاده می‌شود که نیازمند کنترل غلظت، pH و سختی آب هستند؛ اما در هندلینگ نهایی و تماس‌های سطحی حساس، معمولاً لایه‌های بسیار نازک روغن H1 با تبخیر کنترل‌شده یا تمیزشوندگی بالا ترجیح دارد تا اثر باقیماندهٔ قابل‌رویت روی سطح باقی نماند.

تنظیمات مکانیکی ماشین؛ فشار، سرعت و Alignment در کنار نیاز روغن‌کاری

روغن مناسب، بدون تنظیم مکانیکی صحیح، معجزه نمی‌کند. فشار قالب، سرعت خط و هم‌راستایی اجزا باید با هدف «فیلم یکنواخت» بهینه شوند. در فشارهای بالا، به‌ویژه در گوشه‌های قالب، ضخامت فیلم به‌شدت کاهش می‌یابد و خطر تماس مرزی بالا می‌رود؛ کاستن اندک از سرعت یا بهبود صافی سطح قالب، می‌تواند به تشکیل فیلم پایدار کمک کند.

• فشار و کلیرنس: کلیرنس ناکافی میان پانچ و دای، خط‌وخش مارپیچی ایجاد می‌کند. تنظیم کلیرنس در کنار روغن با ویسکوزیتهٔ کمی بالاتر، عیب را مهار می‌کند.
• سرعت و دما: افزایش سرعت، دما را بالا برده و ویسکوزیته را کاهش می‌دهد. در این حالت، یا باید یک درجه ویسکوزیته بالاتر انتخاب شود یا نرخ تزریق/پترن پاشش اصلاح گردد.
• Alignment: ناهم‌محوری موجب بارگذاری غیرمتقارن و سایش لبه‌ای می‌شود. پایش ارتعاش و بررسی خطوط تماس روی نمونه‌های تست، راهنمای تنظیم مجدد است.
• اپلیکاتور: رولرکوات و میکرو-اسپری وقتی درست کالیبره شوند، فیلم‌های یناکس و یکنواخت ایجاد می‌کنند. الگوی پاشش باید «همپوشانی کنترل‌شده» داشته باشد تا راه‌راه‌های چرب روی قطعه باقی نماند.

در نهایت، روغن‌کاری باید با «پنجرهٔ فرآیندی» ماشین هم‌خوان شود؛ یعنی فشار، سرعت، دمای ابزار و الگوی تماس به‌گونه‌ای باشد که فیلم روغن نه فروبپاشد و نه اضافه بیفتد.

پایش عیوب سطحی؛ از کیفیت روغن تا تمیزی مسیر و زمان تعویض

پایش به‌موقع عیوب سطحی، حلقهٔ بازخورد حیاتی برای تصمیم‌های روغن‌کاری است. عیب‌یابی تنها با نگاه کردن به قطعه تمام نمی‌شود؛ باید دادهٔ روغن و مسیر را هم دید.

نشانه‌های عیوب سطحی و ریشه‌یابی

• خراش‌های موازی با جهت حرکت: احتمال کمبود فیلم، زبری قالب یا ذرات سایش در مسیر.
• ماتی سطح یا هاله‌های چرب: اغلب به‌دلیل روغن‌کاری بیش‌ازحد، آلودگی گرد و غبار چسبیده به فیلم یا کف و حباب در اپلیکاتور.
• نقاط تیره/لکه: ناسازگاری افزودنی با آلومینیوم یا آلودگی آب/نمک در روغن.

ابزارهای پایش و معیارها

• بازرسی چشمی تقویت‌شده با نور مورب و ذره‌بین ۱۰× برای خط‌وخش موئی.
• گلاس‌متر و آزمون Ra/Rz سطحی روی نمونه‌های شاهد برای مقایسهٔ قبل/بعد تنظیمات.
• آنالیز روغن: شمارش ذرات طبق ISO 4406، رطوبت، ویسکوزیته و حضور فلزات نرم (Al) در حدّ زمینه‌ای. افزایش ذرات یا آب، به‌سرعت به شکست فیلم می‌انجامد.
• پاکیزگی مسیر: برنامهٔ نظافت رولرها/گریپرها و بررسی رسوب چسبیده به قالب (Built-Up) با لاجیک توقف کوتاه.

زمان تعویض یا احیای روغن در مدارهای گردشی باید مبتنی بر وضعیت باشد: وقتی ویسکوزیته از حدود طراحی خارج شد، کد پاکیزگی از هدف بالاتر رفت، یا آستانهٔ رطوبت افزایش یافت. در امولسیون‌ها، پایداری، pH و باکتریولوژی شاخص تصمیم‌اند. پیوند دادن داده‌های کیفیت سطح به داده‌های روغن، مسیر اصلاح سریع را هموار می‌کند.

مقایسهٔ سناریوهای روغن‌کاری: کم، مناسب و بیش‌ازحد

در عمل، سه وضعیت تکرارشونده مشاهده می‌شود. جدول زیر، اثر هر سناریو را بر کیفیت سطح، مصرف روغن و تمیزی خطوط جمع‌بندی می‌کند تا تیم‌های بهره‌برداری، نگهداری و کیفیت در یک صفحه قرار بگیرند.

هدف راهبری، نگه‌داشتن خط در «پنجرهٔ روغن‌کاری مناسب» است؛ یعنی ضخامت فیلم کافی برای جلوگیری از تماس مرزی، بدون برجای‌ماندن بقایای چربی. این هدف با کالیبراسیون اپلیکاتور، انتخاب ویسکوزیتهٔ درست، فیلتراسیون مؤثر و بازخورد مستمر کیفیت حاصل می‌شود.

چک‌لیست هم‌راستاسازی تیم مکانیک و کیفیت در موضوع روغن‌کاری

• مالکیت مشترک KPI: درصد خط‌وخش مجاز، براقیت حداقل و نرخ مردودی به‌صورت شفاف تعریف و بین تیم‌ها مشترک شود.
• نقشهٔ روغن‌کاری (Lube Map): نقاط تماس، نوع روغن، ویسکوزیته، دبی و الگوی پاشش برای هر ماشین مستندسازی گردد.
• کالیبراسیون دوره‌ای اپلیکاتورها: رولرکوات/اسپری با کارت‌های تست و تراز لبه تنظیم شوند.
• هدف پاکیزگی روغن: تعیین کد ISO 4406 هدف و نصب فیلترهای با ریزدانگی مناسب (مثلاً ۳–۱۰ میکرون) و نشانگر اشباع.
• برنامهٔ آنالیز وضعیت روغن: پایش ویسکوزیته، آب، شمارش ذرات و فلزات نرم؛ تعریف آستانه‌های اقدام اصلاحی.
• هماهنگی با کیفیت برای آزمون‌های سطح: زمان‌بندی گلاس‌متر/Ra و نمونه‌برداری شاهد قبل و بعد از هر تغییر روغن یا تنظیم مکانیکی.
• انتخاب روغن H1/NSF: در خطوط غذایی/نوشیدنی، از روانکارهای Food Grade با سازگاری تاییدشده با آلومینیوم استفاده شود.
• نظافت پیشگیرانهٔ مسیر: برنامهٔ پاکسازی رولرها، گریپرها و قالب‌ها با چک‌لیست تصویری عیوب رایج.
• آموزش اپراتور: تشخیص بصری عیوب سطحی، علائم روغن‌کاری کم/زیاد و نحوهٔ گزارش سریع.
• اجرای آزمون A/B: پایلوت تغییر ویسکوزیته یا الگوی پاشش در شیفت کنترل‌شده و مقایسهٔ دادهٔ کیفی.
• یکپارچه‌سازی داده: اتصال نتایج کیفیت سطح با نتایج آنالیز روغن در داشبورد واحد برای تصمیم‌سازی سریع.
• مدیریت تامین: توافق با تامین‌کننده برای شاخص‌های عملکردی (Cleanliness, Foaming, Sheen) و پشتیبانی فنی در محل.

پرسش‌های متداول و جمع‌بندی اجرایی

برای جلوگیری از خط‌وخش روی فویل آلومینیوم، ویسکوزیتهٔ بهینه چگونه انتخاب شود؟

از بار و سرعت شروع کنید: هرچه فشار موضعی بالاتر و سرعت کمتر، ویسکوزیتهٔ بالاتر به فیلم قوی‌تر کمک می‌کند. اما افراط در ویسکوزیته به لکه و جذب ذرات می‌انجامد. با آزمون پله‌ای و کارت‌های توزیع، کمترین ویسکوزیته‌ای که خط‌وخش را حذف می‌کند انتخاب و در دمای کارکرد صحه‌گذاری شود.

آیا استفاده از افزودنی‌های EP قوی روی آلومینیوم خطر لکه‌زایی دارد؟

برخی بسته‌های EP گوگرد فعال یا هالوژنه می‌توانند موجب تیرگی یا لکه شوند. راه‌حل، استفاده از بسته‌های EP/AW «بی‌خاکستر» و «کم‌خورنده» سازگار با آلومینیوم است. همیشه TDS/سازگاری را بررسی و روی قطعات شاهد تست کوتاه اجرا کنید.

فیلتراسیون روغن در این خطوط تا چه حد حیاتی است؟

بسیار حیاتی. ذرات ریز آلومینیوم مانند سنبادهٔ میکروسکوپی عمل می‌کنند و فیلم را می‌شکنند. هدف‌گذاری کد پاکیزگی مناسب ISO 4406 و استفاده از فیلترهای ریزدانگی، با گِیج اختلاف فشار و برنامهٔ تعویض، نرخ خط‌وخش را به‌طور محسوسی کاهش می‌دهد.

چگونه بفهمیم روغن‌کاری بیش‌ازحد است؟

نشانه‌ها شامل هالهٔ چربی قابل‌رویت، جذب گردوغبار روی قطعه، افزایش نیاز به نظافت مسیر و ماتی موضعی است. با کاهش دبی، اصلاح الگوی پاشش و انتخاب روغن با تمایل کمتر به باقی‌ماندن اثر، مشکل رفع می‌شود.

در خطوط غذایی ایران، انتخاب Food Grade H1 الزام است؟

در نقاطی که احتمال تماس تصادفی با محصول وجود دارد، استفاده از روانکار H1 مطابق NSF و همسویی با نظام HACCP، بهترین رویهٔ صنعتی است. این انتخاب ریسک‌های کیفی و حقوقی را کاهش می‌دهد و پذیرش مشتریان برند را بالا می‌برد.

جمع‌بندی: طراحی درست سیستم روغن‌کاری در خطوط بسته‌بندی آلومینیومی، ترکیبی از انتخاب روغن صنعتی سازگار (ویسکوزیته، پایه، افزودنی)، تنظیمات دقیق مکانیکی (فشار، سرعت، Alignment) و پایش وضعیت (کیفیت سطح و آنالیز روغن) است. این نگاه سیستمی، تماس مرزی و Galling را حذف، نرخ ضایعات را کاهش و پایداری تجهیز را افزایش می‌دهد. نتیجهٔ مستقیم، افزایش OEE، کاهش توقف‌های نظافتی و تثبیت کیفیت ظاهری است؛ همان چیزی که برندهای بسته‌بندی در بازار رقابتی ایران از شما انتظار دارند.