Guide d’Utilisation: Comment Sélectionnez de la Technologie de Découpe au Laser Moderne pour Vos Applications

Préface à Édition 2011

Il y a trios ans, nous avons publié le papier blanc «Guide d’Utilisation Laser — Comment Sélectionnez la Meilleur Technologie de Découpe Laser pour vos Applications ». À cette époque l’idée que la découpe laser pourraient être intégrées avec succès dans les opérations d’impression flexographie et numérique a été un rêve n’perçue que pour l’avenir très lointain. Mais déjà à l’heure actuelle, grâce à l’amélioration de la technologie de découpe laser, les meilleurs systèmes de découpe laser sont déjà intégrés en ligne dans les opérations d’impression flexographie et numérique, et à des prix très compétitifs.

Actuellement, les fabricants de premier plan du marché utilisent laser découpe en ligne avec les imprimantes flexo, sérigraphie et numérique. Les gérants insèrent ces systèmes de découpe à diverses étapes de la chaîne de production. Dans certains cas, le laser en ligne remplace les modules de coupe rotative. Dans les autres, on peu maintenant profiter des systèmes de découpe qui combinent la découpe laser et rotatif mécanique assurant une polyvalence sans précédent.

Les utilisateurs des systèmes qui combiner le découpe laser et les outils rotatifs peut réaliser le retour sur investissement très rapide en réduisant les coûts des outils rotatifs et le coût de leur conception le cas échéant. Les systèmes qui combinent la découpe laser et rotative permettent aux entreprises d’ajouter à leur gamme de produits un plus grand nombre de petits tirages et bénéficier de leurs marges plus élevées, tandis encore revenir au grands tirages en toute simplicité.
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En outre, les utilisateurs peuvent désormais choisir un système hybride qui combinent des mécanismes pour le transport des feuilles ou bobines à travers le même système de découpage – une polyvalence permettant aux utilisateurs d’alimenter soit feuille soit bobine que s’adapte le mieux à leur différentes exigences.

Les systèmes de découpe laser peuvent maintenant atteindre une vitesse de bobine dépassant 100 mètres par minute, tout sans dégradation de la qualité de la découpe. Les lectures de codes à barres intégrée facilitent le changement de tâche facile et rapide. Plus, ils permettent aux utilisateurs d’exécuter des tâches multiples à partir d’un seul bobine, et récupérer de données de d’emploi dans une base de données automatiquement.

Les évolutions et les améliorations précité de les systèmes Laser dire que la découpe laser peut maintenant être utilisé dans un plus grande éventail de processus d’impression, que ce soit numérique, flexographie, sérigraphie, offset, etc. Les transformateurs d’étiquettes ont déjà accueilli la découpe laser dans leurs opérations. Mais la liste des applications peut également inclure: commutateur tactile, circuit souple et d’autres produits électroniques, panneaux solaires, cartes en plastique de toutes sortes, emballage, conditionnement, l’étiquette d’identification RF, publicité sur le lieu de vente, les textiles, et les composants pour automobile, aérospatiale, appareils médicaux, sécurité, etc.

Les types de substrats qui sont découpées avec laser par les transformateurs continuent à se développer. On voit des emporte-pièce de plastiques avec Laser souvent maintenant — un grand changement depuis 2008. Il y a maintenant une longue liste de matières qui sont découpées sans défauts par les meilleurs systèmes de découpe laser — les films plastiques, polyesters, polycarbonates, le caoutchouc et mousse caoutchouc, plastique alvéolaire, textiles, papier, le bois, les stratifiés, les matériaux magnétiques, polypropylène, polyamides, les abrasifs, entre autres. En fait, la liste des nouveaux matériaux est si grande que les fabricants à point ont consacré en tant qu’un service à leurs clients, l’étude et l’essai des matériaux nouveaux pour déterminer si le mieux traitement soit le laser, mécanique ou la technologie hybride.

La première édition du Guide d’Utilisation Laser a expliqué des grandes différences dans la facilité d’utilisation entre les systèmes de découpe laser. Et cette différence n’a fait que croître au cours des années intermédiaires. Seuls certains fabricants ont amélioré le logiciel intégral de tous les composants du système, à la fois le logiciel sous-jacent et le logiciel dialogue homme-machine. S’il y a un argument de vente à souligné pour les lecteurs de cette édition 2011, il est — Examinez attentivement l’ingénierie du contrôles logiciel avant de l’achat. Par exemple — Des nombreuses fonctions de machines, quelles sont automatisées? Qu’est-ce qui sera nécessaire pour rendre ce nouveau système à produire constamment au maximum? Vos opérateurs vont-ils en mesure d’obtenir le maximum de votre nouveau système? Quelle dépense interne va être nécessaire pour réaliser le potentiel de la nouvelle machine. Un examen attentif révélera des différences énormes dans ces critères très importants.

Le papier blanc «Guide d’Utilisation Laser – Comment Sélectionnez la Meilleur Technologie de Découpe Laser pour vos Applications ». et cette mise à jour 2011, restent les meilleurs guides pour le découpe laser et pour le couplant d’un système à vos exigences d’application.

Pour une analyse gratuite de la finition, le marquage ou d’autre détaillage de vos taches spécifiques quant à les systèmes de découpe laser et mécanique, contactez Mike Bacon, Spartanics VP, à mbacon@spartanics.com.

Guide d’Utilisation: Comment Sélectionner la Technologie de Découpe au Laser Moderne pour Vos Applications

De Spartanics Département d’Ingénierie

Découpage au laser, parfois appelée découpage numérique, emploie des lasers de haute puissance pour vaporiser un matériau dans le faisceau du laser. L’activation et la manipulation du faisceau de laser, la manière dont le faisceau est contrôlé, influe beaucoup sur la façon dont le laser coupera un substrat. Les pièces internes, les déchets, sont vaporisé, permettant d’éviter les éliminer par moyens manuel ou autre méthodes d’extraction compliqué, souvent nécessaires pour les petits déchets internes.

Ces faits au sujet de découpe au laser sont aussi vrais aujourd’hui que lorsque des systèmes laser ont commencé à apparaître dans les usines industrielles pendant les années 80. Mais récemment, le progrès réalisé dans la technologie de laser, et en particulier celles liées à la sophistication de l’ingénierie logiciel qui contrôle le laser a créé des améliorations intéressent pour les fabricants en ce que l’on peut attendre d’un système de découpe laser. Aujourd’hui, des systèmes laser de moindre coût, fabriqué des composants moins chers, montre les caractéristiques supérieures par rapport aux systèmes plus coûteux qu’il n’y a seulement quelques années. Aujourd’hui, systèmes laser haut de gamme sont en mesure de découpé avec cohérence dessins et modèles plus complexes, dans une plus large gamme de substrats, avec des tolérances plus strictes, que jamais auparavant.

L’enjeu pour ceux qui cherchent à acheter des équipements de découpe laser est de sélectionner une machine bien adaptée à leurs besoins. On peut encore trouver des systèmes à la vente qui force de compromis dans la qualité ou la vitesse de production. L’acceptation de ces limites n’est plus nécessaire depuis les récentes avancées en ingénierie laser. Dans ce guide, nous allons voir comment faire correspondre la technologie laser moderne avec les exigences de vos applications, et montrer comment les divers éléments de systèmes de découpe laser affecteront la qualité et le débit, comme résumer dans la figure 1 – Table de Comparaison de Découpage au Laser.

Un examen préliminaire de l’approvisionnement de technologie de découpe laser, est de déterminer si les capacités laser actuel seront un bon complément pour votre secteur de travaille.

Un de principal avantage d’un système laser est l’absence d’une matrice pour couper les morceaux. Comme il n’y a pas d’outils, il n’y a pas de frais d’outils ou le temps pour les construire. Cette caractéristique donne au système laser un créneau pour le prototypage rapide. On

La figure 1: Table de Comparaison Découpage au Laser

pourrait se référer à des systèmes laser comme les « coupeurs numérique », car ils ne faut que télécharger tout modèle vectoriel dans leur système d’exploitation pour mettre en place très vite la prochaine tache. La meilleure machines de ce type laser peut mettre en place une tâche en seulement quelques minutes. Cet avantage numérique peu être plus exploitée s’il est combiné avec une imprimante numérique. Cette combinaison permet de passer du dessin-clé au produit fini en quelques heures, même moins pour les très courtes séries.

Un laser fait des coupes dans une toute autre manière vis-à-vis un outil de découpe mécanique. Quelque bénéfice serait gagné: beaucoup de tâches qui sont problématiques pour les outils mécaniques sont pratique pour un laser. Un exemple, le coupage des adhésifs. La tendance que les adhésifs ont à adhérer sur les surfaces des outils mécanique est évitée. Profitant de la douceur de la touche d’un laser, les matériaux minces et flexibles peut être mettre en place plus facilement et couper avec précision. Les lasers sont très bien adaptés à couper les matériaux abrasifs tels que le papier de verre. Les abrasifs s’usent si rapidement les outils mécanique que afin les rendre trop coûteux à utiliser. Il n’existe pas ce problème lorsqu’on coupe avec un faisceau de lumière.

La figure 2: Une Machine Laser Coupe une Étiquette

La facilité avec laquelle les systèmes de laser permettent de créer des caractéristiques spéciales est également un de ses avantages. En plus de la coupe normale, les perforations, les rainures et des tracés, le découpage par effleurement, la numérotation séquentielle, personnalisation et d’autres caractéristiques peuvent être faits tout naturellement par les systèmes de découpe laser. C’est particulièrement le cas aujourd’hui avec la technologie de découpe laser qui utilise beaucoup plus supérieure génie logiciel pour contrôler précisément le mouvement du faisceau du laser. Un facteur déterminant dans les systèmes de découpe au laser est la largeur du faisceau. Aujourd’hui, en des systèmes de hautes de gammes avec un champ de travail de 200mm x 200mm ou plus, le diamètre du faisceau peut être aussi petite que 210 microns. Alors que la coupe mécanique peut être contestée pour faire les coins de rayon inférieur à 30 degrés, ces formes sont tout à fait dans les capacités des systèmes de laser moderne. Technologie de découpe au laser peut également éliminer la nécessité de laisser les petits liens pour tenir les morceaux dans le substrat pour faciliter l’extraction des pièces.

La figurer 3: Enchantions de Gamme Laser

La découpe laser a certaines limites, mais la perception de la réalité de ces limites est souvent erroné. Systèmes lasers sont parfois perçus comme des outils de prototypage et pas à la hauteur des exigences de la production de séries. Bien qu’il existe de nombreuses applications où la découpe laser sont lents par rapport à des presse à platine, rotatives ou optiquement enregistré, ils sont plus rapide que les systèmes de découpe laser de quelques années, qui dominent aujourd’hui les usines. En fait, déjà, de nombreux fabricants utilisent leurs systèmes de découpe laser pour la production de séries, ce qui est rendue possible et pratique par les nouveaux lasers galvanomètre (galvo). Ces systèmes galvo visent le laser avec des miroirs. Le faisceau du laser est contrôlé par ajustements minuscules de l’angle des miroirs pour déplacer le faisceau sur le substrat. Un mécanisme galvométric est plus rapide que les systèmes qui utilisent les traceurs portiques x/y, qui se déplacent le laser ensemble ou la feuille de matériau étant coupé, plutôt que seulement le faisceau de laser. La technologie la plus récente, réglé par des logiciels de contrôle, réduit par millisecondes, la plupart des mouvements du laser, avec un effet combiné d’une amélioration significative de vitesse. Les Lasers de 200 watts et 400 watts, d’un coût prohibitif il n’y a seulement cinq ans, sont maintenant disponibles à des prix compétitifs. Ces nouveaux lasers produit une meilleure qualité de faisceau laser, qui à son tour assurer une bonne qualité de découpe qui est maintenue même à grande vitesse. Le résultat de toutes ces améliorations de la vitesse est qu’aujourd’hui les systèmes de découpe laser faire beaucoup plus de les prototypes – il peut maintenant être utilisé pour les séries de production, sans créer de goulets d’étranglement. (Note: La vitesse de découpe indiquée par quelques fabricants n’est pas toujours significative. La quantité de produit est ce qui est important. Vitesse de découpe, ou effectivement le débit de travail, est complexe à calculer ; débit provient d’une combinaison de l’énergie du laser, le substrat, la complexité de trace de l’œuvre d’art, et la capacité du logiciel de contrôle et optimiser le traçage de cette géométrie, comme expliqué ci-dessous.)

Une autre idée fausse est que les systèmes de découpe laser sont dangereux et qu’ils seraient un risque pour la sécurité au travail. En fait, les systèmes de découpe laser sont plus sûres, à certains égards, que l’outillage traditionnel. La mise en place initiale d’un système laser prend soin d’éviter que les rayons laser s’échapper de l’enceinte de découpe, où ils pourraient être dangereux aux travailleurs qui ne porter pas des lunettes de sécurité. D’autre part, les systèmes fondés sur des outils, peut poser un risque de blessure grave si elles ne sont pas faire fonctionner correctement. Même si que tels accidents sont rares, elles peuvent être catastrophiques. Plus fréquent est dommages à des outils eux-mêmes, par exemple quand un technicien laisse une petite vis ou clef dans la zone de découpage. Ces accidents peuvent détruire une cavité ou un outil entier.

Elle est aussi la pensée, et à juste titre, que les systèmes de découpe au laser ne peuvent pas traiter tous les substrats. Mais, cette limitation continue à diminuer comme l’ingénierie s’améliore. Par exemple, la découpe de polycarbonate une fois produits les bords bruns ou brûlé. Cela est encore vrai de polycarbonates épais, mais pas pour les substrats PC minces. (Note: Malheureusement, on peut toujours trouver les systèmes de découpe au laser sur le marché qui se décolorent PC mince, mais il n’y a aucune raison de se contenter de cette sous-technologie). Beaucoup pensent toujours que le PVC (chlorure de polyvinyle) ne peut pas être coupé avec un laser, mais cette notion n’est pas à jour. Il est possible de couper des matériaux en PVC, tant que les éléments supplémentaires sont ajoutés afin de protéger les composants de la machine à proximité du faisceau laser de l’action corrosive des sous-produits de la coupe de PVC et que les systèmes de filtrage sont ajoutés pour protéger les opérateurs des émanations délétères. Ces deux sont maintenant une partie de les meilleurs systèmes modernes.

Un système laser n’est pas le choix pour de nombreuses tâches, qui ne sont pas au-delà des capacités de coupe mécanique. C’est pourquoi que la plupart des entreprises qui utilisent le laser, également utiliser l’outillage conventionnel aussi. Si la géométrie de coupe est facile à atteindre par un emporte-pièce, si le substrat n’est pas trop fine, trop collant, trop abrasifs ou dans une autre façon gênante pour une matrice, et en particulier pour les tirages longues où le coût de la matrice devient négligeable, un système d’outillage mécanique (les presses à platine, rotative, électro-optique contrôlé) est souvent le meilleur choix.

Qualité de la Coupe

Il reste les anciens systèmes de découpe laser qui ont été conçus il n’y a quelques années qui sont encore vendus aujourd’hui et qui ne sont pas capable de couper des formes complexes, surtout quand il existe de nombreux d’angles précises dans la forme de la géométrie. On peut encore trouver ces systèmes de qualité inférieure, qui sont en proie à des problèmes de qualité, attestée par piqûres ou brûlure perforante au démarrage et l’arrêt des traces de découpage.
La figure 4 montre les difficultés rencontrées par une machine laser moins sophistiquée quand ils doivent rediriger le faisceau laser pour faire un brusque virage. Ici vous pouvez voir le témoin d’une brûlure perforante à un coin. La raison: le laser attardé trop longtemps au coin.
La figure 4. Brûlure perforante
On pouvait penser que l’analogie de la voiture qui fait un virage, et l’besoin de ralentir afin de faire le tour. Ici, le ralentissement du faisceau laser au coin a été tellement fort qu’elle a brûlé un trou dans le substrat.

La Figure 5 montre une machine de découpe laser, qui a le problème inverse. En tentant d’éviter un trou, le laser a été accéléré.

La figure 5: Coins Arrondis
Mais, le contrôle de cette accélération n’était insuffisant. Au lieu d’un coin nette, selon les requis du modèle, les bords sont arrondis. Ici, en raison de ce mécanisme de contrôle de laser inférieur, le mouvement du faisceau laser a été trop rapide pour faire un coin de la bonne forme.

Améliorations dans le génie logiciel des nouvelles machines de découpe laser d’éviter ces problèmes de qualité de machines plus anciennes. Le « Marquage Doux » c’est le terme donner a cette action. Le marquage doux, où les mouvements du faisceau laser sont mieux synchronisé avec la géométrie des morceaux et aussi plus précisément contrôler pendant toute la séquence de la coupe, éliminer les brûlures perforante en réalisant les angles aigus, comme indiquer dans la figure 6 en plan serré, et en la figure 7 avec une image d’un morceau fini.

La figure 6: Marquage en Douceur

Les systèmes plus anciens souvent produites les trous au début d’une coupe en raison du retard à bouger la tête de laser du point de la départ initial. En revanche, de l’amélioration de la qualité des systèmes laser on peut maintenant obtenir un système qui crée de meilleurs bords, ne laissent pas de trous au début ou fin de la coupe, et ne laissent pas les marques de brûlures aux coins aigus.
La figure 7: Un Morceau Fini

Ce n’est pas grâce à une amélioration des lasers, mais plutôt il vient des meilleurs algorithmes de contrôle des miroirs qui dirigent le faisceau. La réalisation dans le logiciel de contrôle de Marquage Doux n’est pas un facile exploit – c’est seul le fabricant de systèmes de découpe laser qui a mis d’importants investissements en R&D en génie logiciel, qui peut livrer une vrais Marquage Doux sans défaut pour la plupart des applications.

Pour expliquer comment la vitesse de coupe affecte potentiellement la qualité de la coupe, examiner les figures 8, 9, 10 et 11, qui montrent la découpe laser d’un petit carton plié. Dans la figure 8, la fréquence du laser est tellement lent, 10 kHz, que les impulsions du laser a produit une apparence d’une série de tirets par opposition à une ligne continue qui est souhaité. La figure 9 montre une coupe au laser qui n’a pas été contrôlé par des algorithmes pour optimiser le déplacement du faisceau pour la géométrie et la vitesse de coupe. Ici, la vitesse de coupe est trop rapide pour que les miroirs de la tête laser d’être en mesure de suivre les contours du modèle dans une manière synchronisée.

Le résultat: des coupures inexactes. Les contours qui devraient être carré sont plutôt arrondis. Ce que vous voyez sont les traces faites par un système laser moins sophistiqué, où la masse des miroirs de la tête du laser, et la puissance qu’il faut pour déplacer cette masse, ne sont pas suffisamment traitées par le logiciel. Ces problèmes sont encore plus prononcés lorsque la vitesse de coupe est doublée, comme témoignée en la Figure 10. En revanche, ce que l’on peut attendre d’un système de découpe laser qui peux faire correspondre la vitesse de coupe à la géométrie de la model, et qui peut optimiser l’activation et la désactivation du laser en conséquence de ces deux, est attestée par la forte amélioration de la qualité de la coupe montré à la figure 11. Ici, les algorithmes utilisés par le logiciel de découpe ont synchronisés la vitesse de découpe avec la forme dans un mode optimisé.

La figure 8: Laser de Fréquence Basse

La figure 9: Un Laser Manquant de Logiciel Optimisé

La figure 10: Identique à la figure 7, mais avec la vitesse de coupe doublé.

Au-delà des bords d’une qualité supérieure, et les formes plus précise maintenant disponibles dans les systèmes laser, il y a aussi plus précision et plus de cohérence de la coupe par rapport à le morceau imprimée (c’est-à-dire, la coupée à l’impression) dans le meilleur des nouveaux systèmes. Les systèmes laser précédents n’avaient pas les moyens de détecter ou de compenser pour une rotation du substrat tout en travers le zone de découpage laser. Par rapport, aujourd’hui, les meilleurs systèmes laser utilisent des caméras de haute résolution pour détecter la position de l’impression, et ajuster la coupe á l’impression par l’intégration de cette information au laser est le logiciel qui contrôle le laser.

La figure 11: Coupe Optimisé

Dans la pratique, pendant que les caméras déterminer les valeurs X et Y, elles les communiquent au logiciel de contrôle, qui, à la volée, ajuste la coupe. Si une machine de découpe laser n’intégrer pas les signales d’entrées d’un système de caméra avec le système de contrôle, il ne peut pas faire ces corrections. Par cette intégration, où un composant (la caméra) communique avec l’autre (de la tête laser), un produit de meilleure qualité s’produit aujourd’hui des meilleurs systèmes laser.

La qualité de la source laser affecte également la qualité des coupes. Les nouveaux lasers avec des faisceaux de petit diamètre (par exemple 210 microns) faciliteront les coupes plus nettes, si le logiciel utilise des algorithmes avancés pour diriger ce faisceau d’une meilleure forme et de taille plus petite. Lasers de meilleure qualité, combinés avec logiciel de contrôle de laser de pointe, peut prévenir un excès de chaleur de faire fondre les adhésif sur l’intercalaire, qui peut le rendre difficile à supprimer automatiquement les étiquettes du papier anti-adhésif dans les étapes de production ultérieures.

Le type de tube laser (ie, ouvert ou fermé) a également des répercussions sur la façon dont le laser peut être contrôlé. Même si les lasers non-scellé/ouverts s’améliorent, ils sont encore rarement aux exigences de nombreuses applications. Il y a plusieurs de problèmes intrinsèques avec un tube laser du design non-scellé. Le CO2 est normalement l’une des gaz utilisés dans les tubes laser, avec l’hélium, l’azote et l’hydrogène les autre. La proportion de chacun de ces gaz dans le mélange va influencer la puissance du laser. Ce rapport est susceptible de fluctuer dans un tube laser ouvert. Avec les tubes ouverts, il est nécessaire de changer fréquemment les réservoirs de CO2. Cela rend le maintien des réglages presque impossible, car de différence taux de mélange des gaz entre les réservoirs de CO2. Un changement du mélange de gaz influe sur la façon dont le laser activer et désactiver, ce qui affecte la qualité de le coupe. Afin de maintenir la même qualité de coupe, un opérateur devra mettre des attentions délicates chaque fois les réservoirs sont changés, et même alors, il y aura probablement des variations. En revanche, le ratio de gaz de tubes laser-scellés ne sont pas de nature à modifier leur composition, et seulement besoin d’être remplacer tous les 10.000 + heures de fonctionnement. Celui-ci permet d’obtenir une bien meilleure capacité de contrôle le coupe pour obtenir un résultat cohérent, sans parler de moins de temps pour l’opérateur.

Vitesse de coupe, par rapport à la vitesse de la bobine

Systèmes de découpe laser d’aujourd’hui sont plus rapides pour plusieurs raisons. D’abord, les plus puissant, plus rapide lasers sont plus abordables, tels que la plupart des utilisateurs de la technologie de découpe laser d’aujourd’hui opter pour une 200 watts + système. Deuxièmement, des algorithmes plus sophistiqués utilisés dans les meilleures machines de découpe laser moderne, suprimer de millisecondes de chaque coupe, ce qui permet de couper plus vite cumulative. La troisième et la plus importante raison pour laquelle les récents systèmes haut de gamme laser sont plus rapides, est-ce qu’ils sont en mesure de mieux optimiser la séquence de la coupe. Celle-ci aboutit à une vitesse bien plus rapide de la bobine. Pour illustrer l’impact de logiciel, qui permet d’optimiser pour la vitesse de la bobine, voir le premier exemple de la carte des États-Unis dans les figures 12 et 13. Dans chacune des figures, les bleus lignes pointillées montrent où la coupe est arrêté alors que le laser repositionne pour une prochaine coupe.

Le Figure 12: Absence d’optimisation de découpe

La figure 12 montre une séquence de coupe où aucune optimisation n’a été faite par le logiciel dans la façon dont la séquence de découpage devrait procéder. Dans cette coupe non-optimisé, le trace de la coupe suivant les lignes de l’image vectorisée comme ils ont été créés dans le logiciel Solidworks ou un logiciel équivalent. Cette séquence de coupe non-optimisé serait tellement si lent que la bobine ne serait capable de faire avancer que par intermittence.

La figure 13 montre un schéma de découpe optimisée, créée automatiquement par des algorithmes sophistiqués, qui permet une augmentation significative de la vitesse de la feuille en continu. Cette vitesse du mouvement de la bobine est déterminée au cours de la mis en place de la tâche, avant qu’il ne soit exécuté.

La figure 13: Optimisation de découpe

Une deuxième étape dans l’optimisation de la vitesse de la bobine, au cours de la mis en place, est montré dans les Figures 14 et 15, où la vitesse de la bobine est 17% plus élevé. Ici, la vitesse est obtenue en divisant l’image unique en deux images, et puis, la vitesse de la bobine est optimisée pour l’image divisée. Cette optimisation est effectuée automatiquement par le logiciel.

La figure 14: Segmentation de l’image
Le logiciel peut déterminer automatiquement s’il est préférable de couper la géométrie comme une seule image, deux images, quatre, etc. Aujourd’hui, la meilleure technologie de découpe laser peut joindre, d’une façon transparente, plusieurs images en même temps. Ceci est fait, dans le cas de cette carte d’États-Unis, afin pour maximiser la vélocité de la bobine, et dans d’autres cas pour couper les formes plus longs que la zone de travail du laser.

La figure 15: Segmentation de l’image

Il est important de ne pas être confondu par des créances de la vitesse de coupe par certains fabricants du système laser, comme la vélocité de coupe et la vélocité de la bobine ne sont pas la même chose. Du point de vue du fabricant des étiquettes, c’est la vitesse de la bobine (taux de production) qui est pertinent. Les figures 16 et 17 montrent un bord cannelé créé avec une ancienne technologie laser qui n’optimiser pas la vitesse de la bobine, puis le même bord cannelé créé par un meilleur système laser avec des séquences optimisées pour obtenir une plus grande vélocité de bobine. Notez que la vitesse de coupe est 0,6 seconde dans les deux cas. Cependant, la séquence de coupe à la figure 16 ce qui n’est pas optimisé pour la vitesse de bobine, ne produit qu’environ 9% de la bobine de la Figure 17, où la séquence de découpage est optimisé pour la vélocité de bobine.

La figure 16: L’absence d’Optimisation de Découpe

La figure 17: Optimisation de Découpe

Les figures 18, 19 et 20 indiquent comment le coupe des trois rangées de logos de la société Spartanics comparé. La coupe de la première range n’est pas optimisé, le second est optimisé uniquement pour la vitesse de coupe, et la troisième est optimisé pour un maximum de vélocité de la bobine. La séquence de la coupe de la non-optimisé Figure 18 suit la trace du dessin original. C’est le pire des cas et montre comment les anciens systèmes laser sans améliorations de logiciel procéder.

La figure 18: Aucune Optimisation de Vitesse

Dans cet exemple, la coupe est de 37% de la vitesse de coupe de la figure 19 montre, où la séquence de la coupe a été optimisé pour la vitesse de coupe la plus rapide. Jusqu’à récemment, cela a été le meilleur ce que les systèmes laser peuvent faire.

La figure 19: La Vitesse de Coups Optimiser
Algorithmes de pointe, maintenant disponible dans les meilleures machines laser, prennent compte de la vitesse de la bobine dans leur calcul de la séquence de coupe. Si la bobine s’déplacé de la droite vers la gauche, la géométrie de détails sur l’extrême gauche doit être coupé au premier avant qu’elle quitter la zone de coupe. Cela est montré dans la figure 20, où la séquence de la coupe est à la fois optimisée pour la vitesse de la bobine et la vitesse de coupe. Le résultat est une vélocité 350% plus rapide de la bobine. L’optimisation de la vitesse de coupe ne suffit pas pour donner la production maximum.

La figure 20: Optimisation de la Vélocité de la Bobine

Ainsi, les acheteurs de systèmes de découpe laser sont bien avisé d’ignoré la vitesse de coupe et se concentrent plutôt sur les spécifications du débit de la bobine à travers la machine, qui se traduit directement au taux de production. Ces optimisations de la vitesse de la bobine se fait automatiquement par certaine de système de découpe laser, sans nécessitant pas aucune formation de la part des opérateurs.

Plus que seulement une plus grande vitesse de la bobine, le logiciel dans les meilleurs systèmes laser fournir une capacité de traiter les images dont la taille dépasse la moitié du champ de laser. Systems plus âgés et moins capables, limite la taille des images coupable d’être non plus grande qu’une moitié du champ de laser. Ces mêmes algorithmes, qui permettent d’optimiser la vitesse de bobine, réduire par autant de 90% la nécessité pour « les coupes dur / segmentation » et, par conséquence, les problèmes de qualité qui se posent si l’on tente de joindre deux images avec les coupures non-continue. Ils le font automatiquement, contrairement aux systèmes obsolètes, ce qui exigé des opérateurs de réinitialiser manuellement les séquences de découpage pour éviter les Coupes Durs.

Le manque de l’avantage de laser à deux têtes

Une autre source de confusion pour ceux qui ne comprennent pas le génie des scanners laser, est que les systèmes équipés d’une, soi-disant « double tête » permettra une doublement de la production tout en maintenant la qualité. En fait, scanners cher de double-tête, sont parfois moins vite par rapport aux lasers à tête unique qui utilisent des lasers d’une puissance supérieure couplée à des algorithmes sophistiqués dans le logiciel de contrôle de laser. Bien que l’augmentation de la vitesse semble logique (c’est-à-dire, utiliser deux lasers simultanément pour doubler la vitesse de production) la réalité est une réduction de la qualité du produit, et des limitations de vitesse en raison de contraintes physiques d’en mettre deux têtes laser à côté de l’autre, et les compromis que celle-ci oblige de faire.

Pour de nombreuses mises en page, les deux côtés de la bobine ne jouissent pas des mêmes coupes, comme le montre la Figure 21. Dans ce cas la, avec une machine de double tête, vous ne pouvez exécuter plus vite que le moins lent des deux côtés.

La figure 21: Déséquilibre de Coupe à Travers le Substrat

Pour résoudre ce problème, les fabricants de systèmes à double tête généralement placent les deux têtes aussi proches que possible et ainsi bénéfice de certains chevauchements entre les deux champs de coupe. Mais cette méthode est limitée. Toutefois, pour le matériel plus large, il y a toujours une interaction entre la taille de la tête laser, combien ils peuvent être placés à proximité, la taille du faisceau résultant à la niveau (table) de découpe, la mesure dans laquelle il y a un chevauchement dans la zone de coupe et le joindre les coups de les deux têtes.

Les gros scanners préviennent un proche placement des têtes, ce qui entraîne moins de chevauchement dans la zone de coupe, donc plus besoin de joint des coupures et des défis importants résultant de la qualité de coupe, comme le montre la figure 22.

La figure 22: Deux têtes balayage combiné

Par ailleurs, si les plus petits scanners sont utilisés, et placé plus proche l’une à l’autre pour obtenir plus de chevauchement, le diamètre du faisceau va être beaucoup plus grand, autant que 280 + microns, ce qui réduit la qualité de coup.

Une troisième option, ce qui compromet aussi la qualité, serait d’utiliser de plus petites scanners montés plus éloignées afin d’obtenir un faisceau de taille plus fin, mais cela nécessite encore beaucoup de joindre des coupures comme illustré dans la Figure 23.

La figure 23: Deux Scanners Combiné

Une autre contrainte importante conduisant à des coupures imparfaites, sont des morceaux qui sont au-delà de la zone de l’une ou l’autre faisceau, comme la figure 24 illustré, dont les coupes de la même moreau, coupée par les différents scanners, doivent être jointes. Cette pratique compromet la qualité toujours: Il y a très peu d’applications de découpe laser qui permettent le joindre des coupures faites par les différents têtes de laser.
La figure 24. Les zones jaunes ne doivent pas couper qu’avec le scanner supérieur ou le scanner inférieur, pas tout les deu.

Il ne s’agit pas seulement les applications avec une coupe à l’impression rigoureuse qui fait un défi pour la nécessité de joindre les coupes fait par des différentes têtes. Par exemple, s’il y a un écart entre deux coupures de plus de 0,1 mm, qui doit être continu, ce qui peut créer un petit lien, ce qui conduira à des problèmes d’élimination des déchets á le stripeur.

Ainsi, le coût plus élevé des scanners de la double tête n’est pas justifiée par rapport à un scanner d’une seule tête qui a été optimisé pour la vitesse de la bobine. Souvent, les scanners de double tête ne peuvent pas utiliser les lasers à faisceau 200-210 microns. Cela provoque l’excès de chaleur, qui peut causer des problèmes tels que les trous brûlé, et les problèmes d’soulever les déchets de l’intercalaire en raison la fonde des collants adhésifs. En outre, les coûts d’un scanner de haute puissance seule tête est beaucoup inférieur à celui d’un scanner à double tête, mais leur production est généralement le même ou un peu plus.

L’Intégration de systèmes, la Facilité d’emploi et le Rendement

L’amélioration de la qualité des produits provenant grâce á la communication de caméras de haute résolution et le logiciel de contrôle du laser afin de faire les ajusts x / y, est seulement ‘un exemple des avantages de l’intégration de systèmes de haut de gamme laser. La mesure de l’intégration d’un système laser détermine la convivialité et la facilité d’exploitation du système et influe profondément sur les taux de production. Dans les anciens systèmes les utilisateurs ont besoin d’obtenir un système de caméra. Il fallait que les opérateurs maîtrisent un logiciel de contrôle unique pour la caméra. En revanche, les systèmes laser de pointe ont des caméras déjà intégré avec le logiciel laser. Les opérateurs n’ont aucune formation pour un système de caméras unique – ce qui est maintenant effectué directement du logiciel de contrôle de laser. Avec les meilleurs systèmes modernes, il n’exige que trois étapes.

Seulement les systèmes de découpe laser, qui ont une intégration complète de tous ses composants, peuvent fonctionner sans problème avec les images variables produites par les imprimantes numériques. Ces systèmes laser permettent d’exécuter des tâches avec de multiples images, avec des géométries différentes, et les mis en places uniques. Cela n’est possible que dans le système laser moderne, pleinement intégrée, dans lesquels il existe une communication continue entre la PLC et le système de caméra. Les systèmes qui manque à cette intégration, ne peut pas répondre à la demande de données variables, et les images variables, pour lesquelles la technologie l’impression numérique est parfaitement adapté.

La capacité de fait à la volée les ajusts pour des légères modifications de la taille d’image, causée par le retrait d’encre, etc., est possible dans les systèmes qui intègrent des caméras avec les contrôleurs de la machine laser. Ces systèmes lasers meilleurs peuvent compenser automatique pour les variations de l’avance des tâches variables, parce que les caméras et contrôleur peuvent parler et ajuster le coup en temps réel. La communication entre le système de caméra laser et le logiciel peut déterminer automatiquement l’avance pour chaque dessin. Les entrées de l’opérateur n’sont pas obligatoires. Les compensations des variations de différents tâches, auparavant fastidieux, est maintenant une fonction automatique des machines.

Il existe plusieurs façons de arrête la production dans les systèmes modernes hautement intégrés. Ces systèmes modernes peuvent s’arrêter basés sur le total des morceaux coupées, le diamètre de l’enrouleur et la longueur du rouleau rembobinée, comme le montré la Figure 25. L’intégration complète de toutes les parties du système permet à les options suivantes de mise en lot.

La figure 25: Un écran tactile de l’operateur

Une Pleine intégration de systèmes facilite également l’installation rapide de travaux répétitifs. Parce que tous les paramètres de la tâche, comme la vitesse de la bande, la pression du rouleau compensateur, les paramètres de la caméra, etc., sont sauvegardés dans un fichier unique, vous pouvez vous attendre à une proche précision de coup-á-impression dès le départ d’une tâche répétitive, sans nécessité d’ajuster et de recharger les paramètres pour les différents composants du système séparément.

La mise en lot automatique est un avantage important: les arrêtes activé automatiquement d’après la détection d’un problème est un autre. Avec les systèmes de laser moderne, disponibles aujourd’hui, les conditions telles qu’une brisé de bobine, un rouleau compensateur positionné hors limite, et le plein des rebobineuses sont surveillées tout le temps. Quand il ya une faute ou une condition pleine détectée n’importe où, le système entrera dans un état de pause et affichera un message approprié. L’intégration transparente de le logiciel d’exploitation pour l’enregistrement, les lasers, pelliculeuses, fendeurs et rebobineuses vous permettra d’atteindre une production maximale avec un minimum de déchets.

L’estimation des temps de production est maintenant automatisé par les meilleures machines de découpe laser. Le logiciel de ces nouveaux systèmes crée une base de données qui stocke les paramètres laser pour des différents types de coupes (par exemple, le découpage par effleurement et le rainage ) pour le substrat de la coupe. Grâce à ces données, le même logiciel qui optimise la vitesse de la bobine peut calculer le taux de production qui est possible. Cette technique de simulation peut être faite par le logiciel avant qu’une nouvelle tâche est exécutée, et permet aux utilisateurs des meilleurs systèmes laser une capacité à faire des projections de temps (donc coûts) très précise avant de courir une tâche.

Sélection de Composant Pour un Système

Vous pouvez vous attendre à une différence de coût de 20% entre les systèmes de découpe laser des composants haut de gamme comparé ceux qui sont fabriqués avec des composants de moindre qualité. Comme un fabricant de systèmes laser haut de gamme et à moindre coût, touts les deux, la société Spartanics estime que près de quatre fois plus d’utilisateurs seront suffisamment servi par un système de baisse des coûts, avec le reste vraiment bénéficier d’un système haut de gamme. Il est important de savoir que votre source de la technologie de coupe au laser n’est pas lié á un fournisseur laser particulier. Les composants le mieux adapté pour des applications particulières (source laser, la tête de balayage laser, etc.) peuvent être obtenues dans le monde entier. Si le logiciel d’ingénierie et l’intégration de systèmes sont fait par les experts, les systèmes de faible coût peut faire un produit de haute qualité.

Le Figure 26 (Graphique de Comparaison. La Technologie de Coupe au Laser) élabore quelques-unes des différences principales entre les systèmes de moindres coûts et hautes de gammes, á la technologie obsolète de ces deux ont remplacé.

La connaissance réelle de vos exigences de qualité est la première étape pour sélection un système laser. Une exigence de base pour les applications d’étiquette colle de contact, est l’absence de trou brûlée et un coupe nette et étroite. Une machine de découpe laser doit avoir une source laser de haute qualité avec une petite taille de spot laser pour obtenir ces bonnes résultats. Il s’agit d’une exigence de base, parce que sans un petit spot, les trous brulés et la fusion d’adhésif feront difficile la séparation des étiquettes au stripeur, parce que l’adhésif fondu causera les étiquettes et les déchets à collent l’un à l’autre. Ainsi, il perturbe la production. Les trous brulés reflètent généralement une moins bonne qualité de l’ingénierie logicielle pour exploiter la puissance du laser et une source laser qui n’produit pas un spot d’une petite diamètre. Le « Marquage Douce » désigne la capacité de faire les coupes nettes, exempte de colle, sans de trous brûlés. Le Marquage Douce est essential pour une opération sans secousse. Il existe des systèmes cher and bonne marché qui offrent ce niveau de qualité (et aussi les systèmes à tous niveaux de prix qui manque ces capacité crucial).. Clairement, il est extrêmement important de recherche et puis choisi un système avec Marquage Douce.

La figure 26: Table Comparaison Découpage Laser (Veuillez référer à La figure 1)

On doit être examinée attentivement la puissance du laser. Une bonne partie des lasers disponible produit leur meilleure qualité des faisceaux seulement à pleine puissance. Si l’on n’utilise que 10% ou moins de la puissance de le laser, on peut s’attendre une diminution significative de la qualité du faisceau, donc le qualité de coup aussi. Un transformateur qui découpe par effleurement sur des matériaux minces qui ne nécessitent pas trop de puissance du laser, qui a un forte laser de 300 watts dans leur système en utilise seulement une petite partie de puissance de laser. Cette transformateur serait mieux servi par un laser de moins puissance. En revanche, un transformateur qui fait des découpe complet à l’emporte-pièce d’épaisse qui a besoin d’une laser de plus puissance, et qui a le besoin de haute vitesse de coupe, ce transformateur aura le besoin d’un laser de 300 watts.

Le plus petit le maximum zone de coupage laser, la plus petite sera la taille du spot laser, grâce á l’écart entre la tête laser est le substrat. Une plus petite taille de spot donne des mieux coupures parce que l’énergie est plus concentrée et il faut moindre de puissance du laser pour atteindre la même profondeur de coupe. L’utilisation de moins d’énergie équivaut à moins de transfert de chaleur á la matière coupé ce qui aboutit à de meilleures coupes.

La chaleur du laser est réduite par les systèmes de refroidissement. Certains fabricants utilisent un système refroidissement d’air qui a moindre coût mais qui est moins efficace, versus un plus cher système refroidissement d’eau qui est plus faible est plus efficace.

La taille du spot a des conséquences sur la qualité des bords des morceaux. Votre zone de découpe, le tâche et le niveau de qualité des morceaux, celui vous disent si vous pouvez avoir besoin d’un système à bas prix ou un système de prix plus élevés. Dans les systèmes laser modern avec un zone de coupe environ 200mm x 200mm, on peut avoir un spot de 210 microns, n’emport quelle niveau de prix. Mais comme la zone de coupe s’agrandi vers 300 x 300 mm, le spot d’un système á bas prix croit á 280 microns. Dans ce cas, il faut d’un système de prix élevé pour maintenir un spot de 210 microns. La qualité de borde vient d’un spot de 280 microns mai suffit pour un fabricant d’étiquettes génériques, mais pas pour une application plus exigeante telle que le RFID.

Autres critères d’évaluation du système laser sont si le système peut maintenir la qualité de borde et la précision de trace lorsque la vitesse de la bobine sera augmenté. D’abord, un petit spot améliore les coupes qui sont faire à grande vitesse. Plus, parmi les systèmes moins bien conçus, la précision de le coupe-á-l’impression diminuera pendant la cours de travail. Les meilleurs systèmes utilisent des caméras, plutôt que des capteurs, pour détecter la position de l’impression sur la bobine et envoyer ce donné au logiciel intégré qui maintiennent la qualité de la coupe et la précision de la trace à toute vitesse. Lorsque se produisent des changements de vitesse, la précision dépend bien sur le logiciel de contrôle.

Si l’on choisi d’un bon fournisseur modern, leur systèmes laser, de coût élevé et coût bas aussi, fournir un haut niveau d’intégration et convivialité pour l’utilisateur. Les arrêtes automatiques, la simulation des tâches, le partage d’image automatique, optimisation de la vélocité du bobine, critères de mis en place variable, et la préparation de tout paramètres de tâche en une seul étape, ils font pour les systèmes faciles à utiliser, même pour les travailleurs peu formés. Parce que le logiciel gère la plupart des opérations (ie, l’enregistrement, contrôle de bobine, puissance du laser, laminage, coupe longitudinale) sont faire en transparence, sans entrée de l’opérateur), le travail de l’opérateur est relativement simple – le logiciel fait automatiquement les ajusts difficiles. Ces mêmes meilleurs systèmes permettent le chargement de paramètres de tâche alors que le système continue à fonctionner.
La Figure 27. Écran tactile facile à utiliser

(Note: Les systèmes Spartanics offre une convivialité à un niveau plus élevé par les assistants vidéo pour la découpe laser. Comme le montre la figure 26 tout systèmes Finecut de Spartanics fourni ces assistants semi-interactive sur l’écran tactile. Ces assistants sont basés sur démonstrations graphiques qui conduiront à une formation rapide des opérateurs dans les compétences nécessaires pour exploiter le plus sophistique système de découpe laser. Les systèmes Finecut de Spartanics disposent de deux moniteurs. Les assistants vidéo sont affichent sur un écran, pendant que l’opérateur peut pratiquer sur l’autre moniteur. L’apprentissage est rapide.

Méthode Approvisionnement Suggérée de la Technologie de Coupe au Laser

Pour s’approvisionne la meilleure technologie de découpe laser pour votre usine et gamme d’applications, vous devez d’abord déterminer vos exigences en termes de complexité de la géométrie de coupe, les taux de production nécessaires; feuille ou. bobine, type de matériaux (PET, ABS, polycarbonate, etc.) vos projets pour l’avenir. Ensuite, mettre en rapport avec plusieurs fabricants de systèmes de découpe laser et demander que les échantillons soit coupé, en utilisant vos matériaux et plusieurs de vos géométries. Les fabricants devraient être en mesure de recommander le modèle de leurs systèmes qui sera le bien adapté pour vos exigences. Le fabricant qui peut offrir des systèmes à faible coût et à coût élevé á la fois, et qui permet de sélectionner et d’intégrer la plus large gamme de composants, sera probablement le meilleur choix, et peut offrir un système le mieux adapté à vos besoins.

Après le retour de vos échantillons coupé par des fabricants de systèmes découpe laser, et après la réception de leurs conseilles sur le bon modèle système pour vous, et de leur prix, à ce moment la c’est une bonne idée de rendre visite aux fabricants. Dans leurs installations, vous pouvez voir la découpe de vos matériaux et dessins. Si vous passez une journée à chaque fabricant vous devriez gagner une bonne idée de la difficulté qu’ils ont à en coupé vos tâches. Une visite offre également une excellente occasion de voir leurs usines, à faire connaître les gens avec qui vous pourriez travailler à l’avenir, et d’examiner la facilité avec laquelle les dessins de pièces peuvent être importés et convertis en géométrie du trajet prêt á l’emploi. Au total, la manière par qui la machine est mise en place.

Comme avec n’emporte quelle achat des immobilisations, il est conseillé de déterminer l’étendue de SAV disponible de chacun source, ce qui peut faire une différence importante de sa exploitation dans l’avenir. Les facilites, la réactivité, la disponibilité de la pièce de rechange, l’accès aux compartiments de la machine, et les dispositions pour les diagnostics à distance sont d’autre considérations importantes lors le choix d’un fournisseur.

Une autre option à partir de laquelle on peut gagner, est de contracter pour une production avec le fournisseur potentiel. Des longs tirages de vos tâches non seulement prouveront le concept et vous fournir de produits, mais aussi permettra à l’expert intégrateurs á perfectionner le système laser à vos exigences spécifiques.
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Depuis 1963, la société Spartanics a fabriqué les équipements automatisés. Notre gamme compris les systèmes de découpe laser, découpe mécanique, poinçonnage, sérigraphie, les compteurs pour matériaux plat, systèmes d’inspections, sécheurs et les cisailles. Nos produits sont utilisé mondialement par les fabricants d’étiquettes, transformateurs, imprimeurs, fabricants des cartes, parmi beaucoup d’autres. Le siège social de Spartanics est situé prés de Chicago, USA, avec direction commerciale et SAV en Europe. Nous nous félicitons vos demandes à www.spartanics.com, courriel : info@spartanics.com, téléphone : 1 847 394 5700

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