Vers l'usine numérique : Marquage flexible de pièces moulées par injection avec le laser
Dans le domaine du moulage par injection, les étalons d'identification sont une solution très répandue pour intégrer l'identification de la matière, la date de fabrication avec une résolution en année et en mois, dans la pièce moulée. Outre les coûts d'acquisition, les étalons entraînent des dépenses supplémentaires dans la production et renchérissent le moule d'injection lui-même.
À l'ère de la numérisation industrielle et de l'économie circulaire visant à accroître la durabilité, cette approche courante est un anachronisme. Le marquage entièrement numérique et sans contact des Pièces moulées par injection au moyen d'un laser offre ici un énorme potentiel, que nous allons exposer ci-après.
Les rappels de véhicules chez les constructeurs automobiles ne sont pas rares aujourd'hui et les coûts qui y sont liés ainsi que les dommages à l'image sont énormes. Avec des sorties de production de plusieurs milliers de véhicules par jour, il est clair que les horodatages avec une résolution au mois près ne sont pas une option. Au contraire, il est souhaitable de pouvoir observer la production à la seconde près afin de pouvoir limiter précisément les dommages en cas de problème. D'autres informations telles que la charge de matériel, la machine de production et l'opérateur sont au moins aussi importantes et peuvent en outre être reliées à des informations sur les clients.
Mais il n'est pas nécessaire qu'une catastrophe se produise pour que les avantages des solutions numériques flexibles soient reconnus. Si l'on observe l'industrie de l'emballage et ses processus de recyclage, on constate que de nombreux emballages sont multicouches et composés de divers matériaux. Les emballages sont de plus en plus complexes et, là aussi, il est possible - par exemple pour les applications alimentaires ou pharmaceutiques - d'améliorer considérablement le contenu informatif et donc la traçabilité de l'emballage.
Si l'on combine l'identification du produit avec un contrôle qualité en amont, le marquage peut s'accompagner d'une identification des pièces bonnes/mauvaises, ce qui permet d'éviter de manière automatisée l'utilisation de pièces mal évaluées. Une étape qui peut être associée à la vérification du code appliqué.
Pour rester dans l'exemple de l'automobile : Il n'est pas rare ici d'apposer ultérieurement d'autres informations sur le produit par étiquette adhésive. Un processus qui nécessite des étapes de travail et une logistique supplémentaires et qui présente le défaut que ces étiquettes peuvent être endommagées ou perdues - et ne sont donc pas forcément permanentes. Il en va autrement du marquage au laser, qui intègre le contenu informatif dans le corps moulé et qui est donc aussi permanent que le matériau dont est faite la pièce moulée par injection. De plus, un marquage laser représente un obstacle nettement plus important contre les contrefaçons.
Comme le marquage au laser représente une étape supplémentaire du processus par rapport à l'utilisation d'étalon, la question de l'intégration et de la rentabilité se pose. Il existe plusieurs approches.
Une possibilité élégante consiste à utiliser le marqueur laser également pour la séparation de la carotte et d'effectuer ainsi le marquage et la séparation des composants en une seule opération. Pour cela, on utilisedes sources laser CO2 dont le rayonnement de 10,6 µm se situe dans l'infrarouge (IR), car la coupe de séparation nécessite l'évaporation de matière. L'arête de coupe peut être produite avec une très grande qualité pour la plupart des matériaux et un traitement ultérieur n'est pas nécessaire. Le marquage est alors typiquement, à l'exception de quelques matériaux, une gravure.
Pour les exceptions - comme le PVC - il y a un Changement de couleur, comme on le connaît aussi pour le Marquage avec Laser à fibre dans le domaine proche infrarouge (NIR).
Les lasers à fibre sont utilisés avec succès pour le marquage du produit, aussi bien dans le moulage sous pression de l'aluminium que dans le moulage par injection de plastique. Alors que l'interaction des matériaux pour les métaux va du marquage de revenu (changement de couleur du métal par chauffage) à la gravure, dans le domaine des plastiques, le résultat souhaité est ledit Changement de couleur. Dans ce cas, un grand nombre de matières plastiques, comme les produits chargés ou non chargés des familles PA ou PP, réagissent déjà d'elles-mêmes au rayonnement laser dans le proche infrarouge. L'effet peut toutefois être renforcé par l'ajout d'additifs et produire par exemple un marquage blanc pur sur du PA66 noir. Un rapport de contraste élevé est nécessaire pour la lisibilité par la machine. Dans le domaine des additifs, on en est arrivé à un point tel qu'il est possible de réaliser des marquages dans d'autres couleurs et que le choix des couleurs est également libre pour les pièces injectées.
Si le processus de marquage a été défini auparavant comme une étape supplémentaire du processus, des économies considérables peuvent être réalisées sur l'ensemble de la chaîne de processus - lorsque le marquage au laser remplace de manière permanente les étiquettes et les étalon. Dans le processus de fabrication à commande numérique, les sources d'erreur telles que les flèches de date mal placées disparaissent, de même que l'ensemble des dépenses liées aux étalon dans la fabrication même des moules. L'information de marquage par Changement de couleur peut être représentée en Texte clair et avec la symbolique habituelle, mais aussi sous forme de code Datamatrix. Il s'agit ici d'évaluer au cas par cas la quantité et le type d'informations, la taille du marquage et le temps de cycle qui sont judicieux. Cette décision est réversible à tout moment et peut être adaptée à de nouvelles conditions. Une flexibilité maximale dans la fabrication avec une transparence accrue dans le cycle de vie du produit répond aux exigences des clients et de la législation de manière efficace et rentable.
Le fait que la technique industrielle du laser, une technologie disponible depuis 60 ans, ne cesse de se développer et d'ouvrir de nouvelles portes se voit dans les chiffres de vente qui augmentent chaque année. Outre l'ébavurage au laser de pièces moulées par injection, les applications décrites constituent un autre domaine d'utilisation judicieux pour apporter davantage de durabilité à l'industrie de transformation des matières plastiques et, en même temps, pour accroître la compétitivité des différents fournisseurs.
