Envasos d'alimentsSovint està dissenyat especialment per mantenir els productes frescos aïllant-los de la humitat, l'oxigen i fins i tot la llum. Tanmateix, els paquets forts i ben tancats també poden ser difícils d'obrir per als consumidors. Com a resultat, els fabricants d'envasos de vegades marquen o fan forats als paquets per facilitar-los l'obertura. Per a un gran nombre de fabricants de cons de gelat,Làsers de CO2són ara una tecnologia indispensable per aconseguir la perforació de paquets de precisió d'alta velocitat.
El repte del packaging
En aquesta aplicació en particular, els cons farcits de gelat es van empaquetar amb un material fet de paper de 70-80 micres de gruix, que estava recobert per una cara amb una capa de pel·lícula d'alumini d'aproximadament 20 micres de gruix. Per tal de facilitar l'obertura d'aquest embalatge, el fabricant fa forats a través de la capa de paper mentre deixa la capa d'alumini completament intacta. La retenció de la capa d'alumini és necessària per mantenir l'estabilitat mecànica de l'envàs evitant, alhora, posar en perill la funció de l'envàs d'aïllar-lo de la humitat i l'oxigen.
Quan un fabricant d'envasos de postres a gran escala desenvolupa inicialment un procés de perforació, s'afirma clarament que qualsevol enfocament nou ha de satisfer diversos criteris importants. En primer lloc, el procés de perforació s'ha d'integrar en una línia de producció existent on les caixes es transfereixen a una cinta transportadora a una velocitat de tres per segon. En segon lloc, el procés de perforació hauria d'afegir només un cost unitari molt petit al producte. Finalment, el nou procés no podria decolorar el paper ni provocar molles visibles, cosa que crearia una percepció negativa dels aliments per part del consumidor.
El fabricant d'envasos va entendre immediatament que cap dels mètodes mecànics existents complia totes aquestes limitacions. En particular, cap de les eines de tall tradicionals podria aconseguir aquest nivell de precisió en una cinta transportadora d'alta velocitat. Així que l'empresa va recórrer a un producte de desenvolupament de sistemes làser,el sistema de neteja làser, per a una solució.
Solució làser de CO2
Desenvolupat a partir d'un sistema de neteja làser, el sistema de perforació d'envasos combina un GEM coherent-100 amb òptica d'enfocament i un sistema d'escaneig de galvanòmetre 2D. El GEM-100 és un làser continu amb una potència de sortida de 100 W, i també es pot ajustar a l'amplada del pols, amb una modulació d'amplada de pols del 60% al 80% del cicle de treball està dissenyat per crear línies discontínues al producte en lloc de contínues. línies traçades sòlides. el làser s'utilitza en una varietat d'aplicacions, com ara paper, cartró, cartró i cartró.
A la sessió de processament, el paper és triangles plans. El làser talla una corba suau amb dues "línies auxiliars" addicionals al final de cada línia (per ajudar a començar la llàgrima precisament al punt correcte). Aquesta corba perforada es converteix en una línia recta després que la làmina s'ha enrotllat i enganxat a la forma del con final.
La velocitat de la cinta transportadora és d'aproximadament 1 metre/segon i es manté constant, l'escàner compensa aquest moviment i talla el producte a mesura que es mou. Com que la potència del làser és fixa (només el cicle de treball del làser és variable i la potència màxima és constant), la velocitat d'escaneig és l'única variable d'actuació. Si el tall és massa profund o massa poc profund, es pot canviar la velocitat d'escaneig per reoptimitzar aquest procés.
Coses a tenir en compte amb els làsers
Es va triar un làser de CO2 per a aquesta aplicació perquè la seva longitud d'ona de sortida de 10,6-micres és fàcilment absorbida pel paper i molt reflectida per l'alumini. Això fa que sigui més senzill i més fàcil tallar completament la capa de paper sense tocar la capa d'alumini.
El làser GEM-100 de Coherent ofereix avantatges particulars. En primer lloc, la seva estructura de guia d'ona plegada la fa molt compacta (en relació a la seva potència de sortida), ja que l'espai és una consideració important. En segon lloc, proporciona un ± 3% d'estabilitat de potència suficientment per sota del ± 5% dins de la finestra de processament requerida. La mètrica d'estabilitat s'aconsegueix mitjançant un sistema de refrigeració d'aigua altament eficient que redueix la deformació tèrmica de la cavitat ressonant, i el GEM-100 també té una llarga cavitat ressonant que manté un gran nombre de modes longitudinals que es produeixen simultàniament, minimitzant encara més les fluctuacions de potència. a causa de qualsevol canvi de mode.
La llarga cavitat plegable del làser i el disseny òptic patentat donen com a resultat una bona qualitat del patró de punt, que elimina les pujades de potència a la part inferior de la potència del punt que cremarien en lloc de tallar el paper. Un altre factor que evita les cremades són els temps ràpids de pujada i baixada del pols. El temps de pujada d'aquest tipus de làser és naturalment ràpid, però el temps de caiguda s'ha de controlar mitjançant la barreja de gasos i la pressió, i al làser GEM-100 aquests s'han optimitzat específicament per donar temps de caiguda de pols curts, eliminant així la llarga pèrdua de poder que pot conduir a cremar.
En conclusió, la perforació làser ha permès als fabricants d'envasos millorar l'experiència del consumidor dels seus productes sense augmentar materialment els costos de producció. Seria poc pràctic implementar aquest procés mitjançant mètodes no làser, i només els làsers de CO2 són capaços de realitzar aquesta combinació necessària: de característiques de sortida, característiques físiques i el cost total de propietat per fer que aquesta aplicació tingui èxit.
