Сильны вместе: лазер и технологии печати

ИноСМИ, Лазерные технологии, Промышленные лазеры Комментарии к записи Сильны вместе: лазер и технологии печати отключены

В процессах Industry 4.0 есть спрос на недорогие датчики и гибкую маркировку продукции. И то и другое возможно благодаря комбинации лазерных и печатных технологий.

Как по волшебству, на белой этикетке появляются буквы, номер детали и QR-код. Чернил, краски или других расходных материалов не видно. Материал не удален. Скорее, CO2-лазер обрабатывает покрытие поверхности клейкой этикетки. Её цвет меняется на полный черный, в месте, где сфокусированное излучение вступает в контакт. Этикетка высокой четкости  защищена от мазков, царапин и может быть легко индивидуализирована. Система от HERMA выставляет и приклеивает до 200 лазерных этикеток в минуту. CO2-лазер поставляется фирмой Koenig & Bauer Coding GmbH, которая специализируется на технологии промышленной маркировки. Компания также предлагает аналогичную изменяющую цвет основы лазерную маркировку для пластиковой упаковки.

Быстрая и гибкая маркировка продуктов является обязательным условием в полностью автоматизированных технологических цепочках Industry 4.0. Это основа для доставки продукции по отдельным маршрутам через производственные цепочки, при этом качество контролируется и документируется без проблем. Этикетки с лазерной активацией — это чистое, не требующее обслуживания, надежное, машиночитаемое решение. Их истинные сильные стороны особенно очевидны в отраслях с высокими гигиеническими стандартами и при маркировке на гибких, сильно напряженных поверхностях.

Индивидуальные датчики и контактирование

Помимо отдельных возможностей кодирования, датчики также являются интерфейсом между цифровым миром и реальным миром в кибер-физических системах Industry 4.0. Закрытые сенсорные сети являются основой полностью автоматизированных заводов и фабрик. В рамках задающего направление проекта-маяка Фраунгофера «Go Beyond 4.0» шесть институтов объединились для содействия прямого встраивания датчиков в автомобильные и авиационные детали и системы освещения. Для этого они также сочетают элементы технологии печати с современными лазерными процессами.

Ученые Fraunhofer используют методы струйной, тампонной и экструзионной (3D) печати для печати чрезвычайно тонких электронных слоев на деталях. Чтобы подготовить эти процессы печати, они структурируют поверхности специально с помощью лазерной абляции и заполняют их полимерными изоляционными слоями. После нанесения проводящих красок используются дальнейшие лазерные процессы. Сначала они сушат влажный слой электроники и удаляют все растворители и вспомогательные материалы. Затем следует лазерная термообработка для расплавления микро- и наночастиц, сделанных из серебра, золота или других проводящих материалов, которые растворяются в чернилах. Лазерная термообработка не только быстрее, более гибкая и более энергоэффективная, чем сушильные шкафы. Сочетание гибких процессов печати, в которых можно свободно изменять форму, ширину и толщину слоя электроники, в том числе с очень гибкими лазерными процессами, обеспечивает максимальную свободу при разработке электроники. А поскольку проводники и контакты с крошечным количеством частиц могут быть напечатаны именно там, где они нужны, потребление дорогих драгоценных металлов также сокращается; особенно с контактами, которые в прошлом должны были быть полностью позолочены в гальванических процессах.

Множество  потенциальных приложений

Институт лазерной технологии им. Фраунгофера, ILT, использовал аддитивное производство для изготовления тензодатчиков. Коллеги из Института станкостроения и обработки давлением Фраунгофера, IWU, используют его для интеграции электронных модулей и мехатронных функций в дверях автомобилей, включая датчики, переключатели, светодиоды. Роботы направляют печатающие головки и лазеры на детали. Следовательно, ручной контакт и соединение кабелями в автомобилях и самолетах теперь могут быть автоматизированы. Но исследователи из Института производственных технологий и передовых материалов им. Фраунгофера, IFAM, делают еще один шаг вперед. Они работают над встраиванием нагревательных проводов в композитные крылья самолетов с лазерно-печатными процессами. Это может предотвратить обледенение крыльев и спасти пассажиров от хаоса зимой. Даже прямая интеграция датчиков давления и температуры в конструкции из углеродного и стекловолокна фюзеляжа и крыльев представляется вполне осуществимой. Таким образом, сочетание печатных и лазерных технологий в авиастроении действительно привело бы к миру «За пределами 4.0».

Источник: https://world-of-photonics.com/about/industry-topics/technologies/2019/laser-and-print-technologies/index.html

Рекомендуем для Вас


© Интернет журнал "ЛАЗЕРНЫЙ МИР", 2019
Напишите нам:
laser.w@yandex.ru

Back to Top