Comment les systèmes d'inspection d'impression gèrent-ils les matériaux écologiques ?

L'utilisation de matériaux écologiques tels que les films PLA ou PBAT, ainsi que le papier kraft, est désormais incontournable pour les usines d'emballage. Les consommateurs exigent des matériaux écologiques et les imprimeurs doivent s'y conformer.

Cependant, la manipulation de supports écologiques, tels que les matériaux écologiques, est loin d'être simple en production. Les imprimeurs constatent rapidement que ces supports sont plus difficiles à traiter que le PE et le PP classiques. Les supports écologiques ont une élasticité différente, requièrent des techniques d'impression spécifiques et entraînent une augmentation rapide du taux de défauts. Compte tenu du coût actuel des matériaux, laisser vos machines fonctionner sans contrôle rigoureux compromettra immédiatement vos profits.

L'œil humain et les simples stroboscopes sont inefficaces pour l'inspection de tels supports. C'est pourquoi des solutions automatisées d'inspection d'impressions ont été créées.

Pourquoi les matériaux écologiques entraînent-ils plus de défauts d'impression ?

La stabilité des plastiques conventionnels contraste fortement avec le comportement imprévisible des éco-matériaux. Ces derniers réagissent différemment lorsqu'ils sont exposés à des tunnels de séchage ou lorsqu'ils passent dans des cylindres d'impression.

Films biodégradables (PLA, PBAT)

Étirement dû à la chaleur et à la tension : les écoplastiques ont généralement un point de fusion plus bas et une élasticité élevée. Ils s’étirent sous l’effet de la chaleur des tunnels et de la tension de la bande. Ce mouvement entraîne des problèmes d’alignement instantanés.

Diminution du niveau de dyne : les traitements de surface des biofilms se dégradent rapidement. Si le niveau de dyne est inférieur à celui requis par l’encre, des problèmes tels que le décollement de l’encre et les rayures peuvent survenir.

Papier kraft et stock recyclé

Absorption variable : Le papier kraft, dépourvu de revêtement, est très poreux. De ce fait, l’encre pénètre par endroits et reste en surface à d’autres, ce qui entraîne des points manquants et des différences de couleur.

Accumulation de poussière de papier : Les matériaux recyclés perdent continuellement des fibres, ce qui entraîne une accumulation de poussière de papier sur les plaques d’impression ou les rouleaux de gravure, créant des marques, des traînées et des taches d’encre sur votre travail.

Comment les systèmes d'inspection d'impression relèvent-ils ces défis « verts » ?

Afin d'éviter les pertes dues au gaspillage lors de l'impression, les solutions de vision industrielle actuelles utilisent certaines mises à niveau matérielles et logicielles pour gérer les variations des substrats.

Inspection en temps réel à 100 % des défauts d'impression

Avec une vitesse d'impression de 300 mètres par minute, une inspection humaine ne permettra pas de détecter un défaut d'impression répété sur un biofilm transparent après avoir gaspillé des centaines de mètres de matériau précieux.

Une solution automatisée s'appuiera sur des caméras linéaires à grande vitesse qui effectueront une inspection en temps réel à 100 % grâce à deux technologies distinctes :

• Adaptation dynamique des tolérances : Avec les technologies d'inspection classiques, la moindre déviation due à l'étirement du matériau entraîne une erreur et l'arrêt de la chaîne de production. Les nouvelles technologies utilisent des méthodes de modification des pixels. Le logiciel surveille en continu le léger étirement du film et adapte le modèle de référence (ou « image de référence ») en conséquence. Il ne détecte pas les légers étirements tolérés, mais repère les bavures d'encre, les textes illisibles, etc.
• Filtrage haute résolution : Les caméras linéaires fonctionnent à une fréquence de plusieurs dizaines de kilohertz. Le système est capable de distinguer la poussière soulevée par le papier, qui disparaîtra lors du prochain scan, d'un défaut, comme une rayure sur la plaque.

Gestion avancée des couleurs et adaptation du contraste

Les systèmes de vision classiques se concentrent sur les différences de contraste sur un fond uniforme, comme une surface blanche ou transparente. Cela pose problème avec le papier kraft, car sa couleur foncée et ses fibres irrégulières réduisent le contraste entre le matériau imprimé et le support.

• Éclairage LED multidirectionnel par zones : Du fait de la texture du papier kraft, l'éclairage utilisé combine des barres lumineuses coaxiales et des barres à angle faible. Cette combinaison élimine les micro-ombres dues aux irrégularités des fibres du papier, les numérisant ainsi pour créer un support lisse, permettant à la caméra de ne lire que la couche d'encre.
• Calcul de la distance entre les couleurs : Au lieu de se concentrer sur la détection des contrastes de gris, le logiciel utilise la mesure de la distance chromatique par rapport à un point de référence mobile. Il vérifie en continu la zone de papier kraft non imprimée afin d'établir la variation de couleur des fibres de pâte. Une fois cette couleur identifiée, il peut la comparer à la couleur de l'encre sans confondre les différences de couleur de la pâte avec des défauts de densité d'encre.

Synergie du système de guidage Web dans l'inspection

Une caméra d'inspection d'impression ne peut examiner que ce qui est visible clairement. Si le support imprimé est agité, froissé ou présente des mouvements latéraux, la mise au point sera impossible et les données recueillies seront inutilisables.

Les matériaux écologiques sont très sensibles à l'instabilité lors du transport. Les biofilms souples ont tendance à s'emmêler dès qu'il y a des variations de tension, tandis que les bords irréguliers du papier kraft se déroulent souvent de manière non rectiligne.

Voici comment fonctionne le système de guidage web :

• Verrouillage de la mise au point : Lorsqu'une fine couche de biofilm vibre sur le rouleau, l'espace entre l'objectif et le film varie, ce qui provoque des images floues et un rejet erroné du film par le système. Le guide-film fixe le matériau en le pressant sur le rouleau d'entraînement sous tension constante, garantissant ainsi une image parfaitement stable pour l'analyse par la caméra.
• Élimination des mouvements latéraux : Les matériaux écologiques élastiques ou à enroulement irrégulier ont tendance à dévier de leur trajectoire. Le système de guidage utilise des détecteurs de bord à ultrasons pour repérer tout mouvement et ajuster la position du matériau avant qu'il n'atteigne la zone d'inspection, garantissant ainsi que l'impression reste dans la zone de suivi prédéfinie de la caméra.

Mot de la fin

Pour une exploitation durable et efficace, il est essentiel de maîtriser les procédés, et non de réduire la vitesse des machines. Les films biodégradables et les papiers recyclés présentent d'importantes variations physiques qu'il est impossible de corriger au niveau de l'extrudeuse ou de l'usine.

L'installation d'une machine d'inspection d'impression entièrement automatisée, associée à un système de guidage de bande performant en amont, permet de distinguer les variations physiques des problèmes d'impression. Ainsi, vous réduisez les rebuts, évitez les fausses alertes et garantissez la rentabilité de votre production d'emballages durables.