Sulla strada della fabbrica digitale: la marcatura flessibile di componenti stampati ad iniezione con il laser

Nell'era della digitalizzazione industriale e dell'economia circolare per aumentare la sostenibilità, questo approccio comune è un anacronismo. La marcatura completamente digitale e senza contatto di componenti stampati ad iniezione mediante laser offre un enorme potenziale, che verrà spiegato di seguito.

Le campagne di richiamo delle case automobilistiche non sono rare al giorno d'oggi e i costi e i danni d'immagine associati sono enormi. Con una produzione di diverse migliaia di veicoli al giorno, è chiaro che i timbri temporali con risoluzione mensile non sono un'opzione. È piuttosto auspicabile poter esaminare la produzione fino al secondo, in modo da poter localizzare con precisione i danni in caso di problemi. Altre informazioni, come il lotto di materiale, la macchina di produzione e l'operatore, sono altrettanto importanti e possono essere collegate alle informazioni sui clienti.

Tuttavia, non è necessario che sia un disastro per riconoscere i vantaggi delle soluzioni digitali flessibili. Se si guarda all'industria dell'imballaggio e ai suoi processi di riciclaggio, ci si rende conto che molti imballaggi sono multistrato e composti da vari materiali. Gli imballaggi stanno diventando sempre più complessi e anche in questo caso, ad esempio per le applicazioni alimentari o farmaceutiche, è possibile migliorare in modo significativo il contenuto informativo e quindi la tracciabilità dell'imballaggio.

Se l'identificazione del prodotto è combinata con il controllo di qualità a monte, il marcare può essere accompagnato dall'identificazione dei pezzi buoni/cattivi, evitando così automaticamente l'uso di pezzi di scarsa qualità. Una fase che può essere collegata alla verifica del codice applicato.

Per restare all'esempio del settore automobilistico: In questo caso non è raro applicare successivamente informazioni aggiuntive sul prodotto utilizzando l'etichettatura adesiva. Un processo che richiede ulteriori fasi di lavoro e di logistica e che ha l'inconveniente che queste etichette possono essere danneggiate o perse - in altre parole, non sono necessariamente durevoli. Questo non è il caso della marcatura laser, che incorpora il contenuto informativo nel corpo stampato ed è quindi durevole come il materiale di cui sono fatti i componenti stampati ad iniezione. Inoltre, la marcatura laser rappresenta un ostacolo significativamente più alto contro la contraffazione dei prodotti.

Poiché la marcatura laser comporta una fase di processo aggiuntiva rispetto all'utilizzo di pezzi standard, si pone la questione dell'integrazione e del rapporto costo-efficacia. Esistono diversi approcci concettuali.

Un'opzione elegante è quella di utilizzare il marcatore laser anche per separare la materozza, marcando e separando i componenti in un'unica operazione. A tale scopo si utilizzano_{sorgenti laser CO2} con radiazione di 10,6 µm nella gamma degli infrarossi (IR), poiché per il taglio di separazione è necessario vaporizzare il materiale. Il bordo di taglio può essere prodotto con una qualità molto elevata per la maggior parte dei materiali e non è necessaria una post-elaborazione. La marcatura è tipicamente un'incisione, ad eccezione di alcuni materiali.

Con alcune eccezioni, come il PVC, si verifica un cambio di colore, come è noto anche dalla marcatura con laser in fibra nella gamma del vicino infrarosso (NIR).

I laser in fibra vengono utilizzati con successo per la marcatura del prodotto sia nella pressofusione di alluminio che nello stampaggio a iniezione di materie plastiche. Mentre l'interazione con i metalli va dalla marcatura per ricottura (cambiamento di colore del metallo dovuto al riscaldamento) all'incisione, il risultato desiderato nel settore delle materie plastiche è il cambio di colore. Molte materie plastiche, come i prodotti caricati o non caricati delle famiglie PA o PP, reagiscono automaticamente alle radiazioni laser nel NIR. Tuttavia, l'effetto può essere migliorato con l'aggiunta di additivi e, ad esempio, produrre una marcatura bianca pura su PA66 nero. Per essere leggibile dalla macchina è necessario un elevato rapporto di contrasto. Nel frattempo, gli additivi sono stati sviluppati a tal punto che è possibile marcare anche in altri colori e c'è anche una libera scelta di colori per i pezzi stampati.

Se in precedenza il processo di marcatura era definito come una fase di processo aggiuntiva, è possibile ottenere notevoli risparmi nell'intera catena di processo, se la marcatura laser sostituisce in modo durevole le etichette e i pezzi standard. Nel processo di produzione controllato digitalmente, scompaiono le fonti di errore, come le frecce della data posizionate in modo errato, e l'intero sforzo per i pezzi standard nella costruzione degli stampi. Le informazioni della marcatura con cambio di colore possono essere visualizzate come testo visivamente leggibile e con i soliti simboli, ma anche come codice a matrice di dati. In ogni singolo caso, è importante valutare la quantità di informazioni, il tipo, la dimensione e il tempo di ciclo della marcatura. Questa decisione può essere invertita e adattata alle nuove condizioni in qualsiasi momento. La massima flessibilità nella produzione e la maggiore trasparenza nel ciclo di vita del prodotto soddisfano i requisiti dei clienti e della legislazione in modo altrettanto efficiente e attento ai costi.

Il fatto che la tecnologia laser industriale, disponibile ormai da 60 anni, sia in continua evoluzione e apra nuove porte è testimoniato dall'aumento annuale delle vendite. Oltre alla sbavatura al laser di componenti stampati ad iniezione, le applicazioni descritte sono un'altra utile area di applicazione per introdurre una maggiore sostenibilità nell'industria della lavorazione delle materie plastiche e allo stesso tempo aumentare la competitività dei singoli fornitori.