Na indústria têxtil, A máquina de cardagem ocupa posição estratégica: é nela que a matéria-prima, seja algodão, fibras sintéticas ou misturas, é individualizada, alinhada e preparada para se transformar em produto final.
Sem um processo de cardagem que não for bem controlado, toda a linha de fiação sofre impacto, resultando em variações de gramatura, irregularidades e custos elevados.
Neste post, vamos explorar essas ações fundamentais, entender por que a automação, incluindo o uso de um inversor de frequência, torna-se um diferencial competitivo, e apresentar um case real de aplicação do inversor INVT GD200A em uma máquina de cardagem industrial.
O objetivo da Kalatec é demonstrar como controle técnico, confiabilidade e desempenho elevam o nível de produtividade e qualidade nas operações têxteis.
O que é uma máquina de cardagem? Qual sua função?
A máquina de cardagem é um equipamento utilizado na preparação de fibras na indústria têxtil.
Sua função principal é desembaraçar, limpar, paralelizar e distribuir as fibras de forma homogênea, transformando o material bruto em uma manta contínua, chamada web, que posteriormente será convertida em mechas de fibras.
Segundo referências técnicas do processo de carding na Wikipédia, a cardagem é considerada uma das etapas mais importantes da fiação porque:
- remove impurezas e partículas finas,
- separa fibras aderidas entre si,
- alinha fibras em direção única,
- equaliza a massa e a densidade,
- prepara o material para alcançar regularidade na etapa de fiação.
A máquina opera com um conjunto de cilindros revestidos com guarnição metálica que trabalham com diferenças controladas de velocidade para promover abertura mecânica gradual sem danificar as fibras.
A qualidade dessa etapa é crítica porque qualquer irregularidade, como variações de velocidade, carregamento excessivo ou má sincronização, resulta em flutuações na gramatura das mechas de fibras, perda de uniformidade e custo adicional no processo posterior. Por isso, a cardagem depende fortemente de controle preciso, estabilidade mecânica e ajustes finos de velocidade.
Como funciona o processo de cardagem?
Alimentação e abertura das fibras
- As fibras chegam em flocos ou lap e são alimentadas de forma dosada por esteira ou cilindro.
- Cilindros de abertura reduzem aglomerados e realizam pré-limpeza.
- O objetivo é garantir fluxo estável para evitar sobrecarga no tambor principal.
Zona de cardagem: cilindros, pistas planas e rolos
- O tambor principal realiza abertura profunda e individualização das fibras.
- Os flats (pistas planas superiores) removem fibras curtas e impurezas finas e ajudam no alinhamento.
- Rolos auxiliares estabilizam a transferência e o fluxo de fibras.
- A intensidade da cardagem depende das diferenças de velocidade entre tambor, flats e rolos.
Formação do web e transformação em sliver
- As fibras formam uma manta contínua (web) sobre o tambor.
- O doffer remove essa manta de modo uniforme, garantindo regularidade.
- O web passa por condensação e segue ao coiler.
- O coiler transforma o web em sliver e o deposita de forma organizada no recipiente.
Tipos de máquinas de cardagem
As máquinas de cardagem podem variar em configuração, capacidade e tipo de fibra para a qual foram projetadas. A seguir, uma classificação técnica das principais categorias utilizadas na indústria têxtil.
Carda cilíndrica
- Possui um tambor principal e múltiplos cilindros auxiliares ao redor.
- Processo contínuo, com alta eficiência de abertura e individualização.
- Indicada para fibras curtas e médias, como algodão e fibras sintéticas de pequeno comprimento.
Aplicações: fiação de algodão, blends com poliéster, têxteis domésticos e malharia.
Carda plana (flat card)
- Utiliza pistas planas (flats) que trabalham sobre o tambor principal.
- Permite ação mecânica mais refinada na individualização das fibras.
- Usada para fibras mais delicadas ou que exigem maior controle de regularidade.
- Indicada para fibras longas, como lã e acrílico.
Aplicações: fiação de lã, fibras especiais, linhas premium.
Carda dupla (double carding)
- Combina duas zonas principais de cardagem ou dois tambores, ampliando a intensidade do processo.
- Aumenta a remoção de impurezas e a regularidade do web.
- Adequada para fibras com maior contaminação ou que exigem alto grau de abertura.
- Indicada tanto para algodão quanto para fibras sintéticas.
Aplicações: linhas de fiação de alto volume, têxteis técnicos e misturas complexas.
Cardas específicas para algodão
- Projetadas para fibras curtas e de alta finura.
- Guarnição metálica e cilindros otimizados para separação e limpeza intensiva.
Aplicações: fiação de algodão penteado e cardado, blends com poliéster.
Cardas para lã
- Desenvolvidas para fibras longas, mais volumosas e com maior elasticidade.
- Utilizam cilindros com menor agressividade e flats ajustados para preservação da fibra.
Aplicações: fiação de lã penteada, lã cardada e artigos de inverno.
Cardas para fibras sintéticas
- Adaptadas para fibras como poliéster, polipropileno, viscose e acrílico.
- Requerem controle preciso de carga eletrostática e transferência de fibra.
Aplicações: fiação para malharia, não-tecidos, enchimentos e têxteis técnicos.
Manutenção e cuidados essenciais
A máquina de cardagem opera com grande quantidade de componentes mecânicos sensíveis, sujeitos a desgaste e variação de carga. Por isso, a manutenção adequada é determinante para manter a qualidade da manta reduzir paradas e prolongar a vida útil das guarnições e dos cilindros. Os principais cuidados incluem:
- Inspeção regular da guarnição metálica dos cilindros e flats, verificando desgaste, contaminação e nivelamento.
- Verificação do diferencial de velocidade entre tambor, flats e rolos, corrigindo desvios que possam afetar a individualização das fibras.
- Monitoramento de rolamentos, mancais e tensões de correias, garantindo operação suave e sem vibrações.
- Limpeza periódica para remoção de fibras acumuladas, que podem causar sobrecarga ou instabilidade no processo.
- Ajuste e calibração dos sistemas de remoção de impurezas, garantindo eficiência na limpeza inicial.
- Acompanhamento das condições térmicas do motor e do tambor, especialmente em processos de longa duração.
- Checagem dos sensores de densidade e segurança, fundamentais para evitar falhas ou sobrealimentação.
- Registro histórico de operação (tendências de torque, vibração e velocidade), permitindo manutenção preditiva, inclusive dos inversores.
- Aplicação correta das rampas de aceleração no inversor de frequência, evitando trancos e impactos mecânicos.
Uma máquina de cardagem bem ajustada opera com estabilidade de velocidade, menor desgaste das guarnições e maior regularidade na formação das mantas e das mechas.
A adoção de automação e controle com inversores, como o INVT GD350A, contribui significativamente para essa estabilidade ao permitir ajustes finos, compensação de carga e monitoramento mais preciso do processo.
Tipos de automação em máquinas de cardagem
A automação desempenha um papel fundamental nas máquinas de cardagem, garantindo estabilidade, precisão e repetibilidade em etapas sensíveis do processo têxtil. Com o uso de inversores, sensores e sistemas de controle, é possível manter velocidades constantes, monitorar a qualidade da manta (web) e reduzir intervenções manuais, elevando o desempenho e a confiabilidade da linha de fiação.
Case: Aplicação do inversor INVT GD350A em Retrofit de máquina de cardagem
Introdução do case
A máquina de cardagem trabalha abrindo as fibras, eliminando impurezas e alinhando o material para a fiação. No projeto apresentado, o inversor de frequência INVT GD350A foi empregado para controlar etapas críticas da cardagem, oferecendo estabilidade e melhor desempenho operacional
Desafios do cliente
- A alta inércia do cilindro principal exigia alto torque em baixa frequência para partida suave.
- A necessidade de estabilização rápida após parada, para minimizar variação de velocidade no início do processo.
- Exigência de controle de velocidade analógica e comunicação com PLC existente.
- Ambiente industrial têxtil com altas temperaturas e presença de fibras, exigindo alta robustez nos equipamentos.
Solução adotada
A partir do diagnóstico das necessidades da máquina de cardagem, envolvendo alta inércia, variações de carga e a exigência de estabilidade na formação do web. Foram definidas soluções específicas para garantir controle preciso, segurança e compatibilidade com o sistema existente.
Nesse cenário, o inversor mais adequado para atender essas demandas foi o INVT GD350A, que oferece os seguintes benefícios na aplicação:
- Instalação de um inversor INVT GD350A para controle da velocidade do doffer e alimentação da máquina de cardagem.
- Parametrização para controle vetorial aberto (V/F) com “auto-tuning” dos parâmetros do motor para melhor resposta e precisão.
- Configuração de rampas de aceleração e desaceleração personalizadas para proteger o cilindro cardador e flats.
- Macros de parâmetros que permitem configurar diferentes métodos de frenagem, proporcionando desaceleração rápida e controlada dos tambores.
- Integração da comunicação Modbus-ASCII com o PLC existente, garantindo compatibilidade operacional (opcional também para ProfiNET e Ethernet-IP)
- Normatização para atender Norma de Segurança NR12, TUV e CE.
- Proteções avançadas ativadas no inversor: sobrecorrente, subtensão, sobre temperatura, perda de fase, adequadas ao meio do ambiente têxtil.
- Design de duto de ar otimizado para proteção e maior resfriamento para melhor usabilidade e a adaptabilidade ao ambiente
Resultados obtidos
A solução proporcionou maior torque de partida, controle de velocidade mais preciso e estabilidade no processo de cardagem. Houve redução das variações na formação da manta (web), menor necessidade de ajustes manuais e maior confiabilidade do sistema mesmo em ambiente têxtil agressivo.
Outro ponto importante nessa aplicação foi a compatibilidade do GD350A com o sistema existente que reduziu o tempo de retrofit e tornou a atualização mais simples e eficiente.
Benefícios de adotar automação na máquina de cardagem
A automação na máquina de cardagem melhora diretamente a eficiência, a regularidade e a qualidade do processo têxtil.
Com controles eletrônicos precisos, como inversores de frequência, sensores indústrias e integração com PLC, a cardagem passa a operar com maior estabilidade e previsibilidade.
Entre os principais benefícios estão a redução de variações de velocidade, melhor uniformidade da manta (web) e da mecha (sliver), menor desgaste das guarnições e diminuição de paradas não planejadas.
Além disso, hoje soluções Kalatec, permitem integrar a carda a sistemas digitais e recursos de Indústria 4.0, facilitando monitoramento, rastreabilidade e manutenção preditiva.
Desafios e boas práticas ao implementar automação
A automação em máquinas de cardagem exige atenção a detalhes técnicos que influenciam diretamente a uniformidade da manta (web), a estabilidade do tambor e a vida útil das guarnições.
A implementação correta depende de ajustes finos e integração adequada entre inversor, motor elétrico e PLC. Para facilitar, veja abaixo os principais desafios e as boas práticas recomendadas:
Desafios
- Configurar rampas adequadas para evitar impactos mecânicos.
- Calibrar torque e velocidade para responder às variações de carga.
- Garantir sincronização entre alimentação, tambor e doffer.
- Integrar o inversor ao PLC existente.
- Manter estabilidade em ambientes com poeira e alta temperatura.
Boas práticas
- Monitorar continuamente velocidade, torque e densidade.
- Registrar tendências operacionais para apoiar manutenção preditiva.
- Configurar proteções elétricas e térmicas compatíveis com o ambiente têxtil.
- Adotar rampas suaves de partida/parada para preservar componentes.
- Utilizar inversores com compensação de carga e controle vetorial.
Conclusão
A cardagem é um processo que depende de estabilidade, controle preciso e sincronismo entre todos os componentes da máquina.
A adoção de automação adequada, especialmente com inversores como o INVT GD350A, melhora o controle de velocidade, reduz variações e aumenta a uniformidade da manta, refletindo diretamente na qualidade da mecha e do fio produzido.
Se você deseja melhorar o desempenho da sua máquina de cardagem, reduzir variações de velocidade e aumentar a regularidade da manta, fale com a Kalatec.
Nossa equipe técnica é especializada em inversores INVT e pode orientar desde a seleção até a parametrização completa para sua aplicação têxtil.
