Упаковка харчових продуктівчасто спеціально сконструйований, щоб зберігати продукти свіжими, ізолюючи їх від вологи, кисню та навіть світла. Однак споживачам може бути важко відкрити міцні, добре запечатані упаковки. У результаті виробники упаковки іноді надрізають або пробиють отвори в упаковках, щоб полегшити їх відкриття. Для великої кількості виробників ріжків морозива,CO2 лазеритепер є незамінною технологією для досягнення високошвидкісної точної перфорації упаковки.
Проблема упаковки
У цій конкретній заявці ріжки, наповнені морозивом, були упаковані в матеріал, виготовлений із паперу товщини 70-80 мікрон, який з одного боку був покритий шаром алюмінієвої плівки товщиною приблизно 20 мікрон. Щоб полегшити відкриття цієї упаковки, виробник пробиває отвори в паперовому шарі, залишаючи алюмінієвий шар повністю недоторканим. Збереження алюмінієвого шару необхідно для підтримки механічної стабільності упаковки, уникаючи при цьому загрози функції упаковки ізоляції від вологи та кисню.
Коли великий виробник упаковки для десертів спочатку розробляє процес перфорації, чітко стверджується, що будь-який новий підхід має задовольняти кілька важливих критеріїв. По-перше, процес перфорації має бути інтегрований у існуючу виробничу лінію, де коробки переміщуються на конвеєрі зі швидкістю три коробки на секунду. По-друге, процес перфорації повинен додати лише дуже невелику вартість одиниці виробу. Нарешті, новий процес не міг знебарвити папір або спричинити видимі крихти, які створили б негативне сприйняття їжі споживачем.
Виробник упаковки відразу зрозумів, що жоден із існуючих механічних методів не відповідає всім цим обмеженням. Зокрема, жоден з традиційних ріжучих інструментів не міг досягти такого рівня точності на високошвидкісному конвеєрі. Тому компанія звернулася до продукту розробки лазерних систем,система лазерного очищення, для вирішення.
Лазерне рішення CO2
Система перфорації упаковки, розроблена на основі лазерної системи очищення, поєднує когерентний GEM-100 із фокусуючою оптикою та двовимірною системою сканування гальванометра. GEM-100 — це безперервний лазер із вихідною потужністю 100 Вт, він також регулюється шириною імпульсу, із широтно-імпульсною модуляцією від 60% до 80% робочого циклу розроблено для створення пунктирних ліній на виробі замість безперервних суцільні накреслені лінії. лазер використовується в різних сферах застосування, таких як папір, картон, картон і картон.
Під час сеансу обробки папір має плоскі трикутники. Лазер вирізає плавну криву з двома додатковими «допоміжними лініями» в кінці кожної лінії (щоб допомогти почати розрив точно в потрібній точці). Ця перфорована крива стає прямою лінією після того, як аркуш буде згорнуто та склеєно в остаточну форму конуса.
Швидкість конвеєрної стрічки становить близько 1 метра в секунду і залишається постійною, сканер компенсує цей рух і розрізає продукт під час руху. Оскільки потужність лазера фіксована (тільки робочий цикл лазера є змінним, а пікова потужність є постійною), швидкість сканування є єдиною змінною. Якщо надріз надто глибокий або надто дрібний, швидкість сканування можна змінити, щоб знову оптимізувати процес.
Речі, які слід враховувати при роботі з лазерами
Для цього застосування було обрано CO2-лазер, оскільки його вихідна хвиля 10.{2}}мікрон легко поглинається папером і сильно відбивається алюмінієм. Це спрощує та полегшує повне розрізання паперового шару, залишаючи алюмінієвий шар недоторканим.
Лазер GEM-100 компанії Coherent пропонує особливі переваги. По-перше, складна структура хвилеводу робить його дуже компактним (порівняно його вихідною потужністю), оскільки основним фактором є простір. По-друге, це дає стабільність потужності ±3%, що є достатньо нижчим за ±5% у межах необхідного вікна обробки. Показник стабільності досягається завдяки високоефективній системі водяного охолодження, яка зменшує термічну деформацію резонансної порожнини, а GEM-100 також має довгу резонансну порожнину, яка підтримує велику кількість одночасно виникаючих поздовжніх мод, додатково мінімізуючи коливання потужності через будь-які зміни режиму.
Довга складна порожнина лазера та запатентована оптична конструкція забезпечують гарну якість візерунка плями, що усуває стрибки напруги на стороні нижчої потужності плями, які можуть обпалити, а не розрізати папір. Іншим фактором, який запобігає опіку, є швидке наростання та спадання пульсу. Час наростання цього типу лазера природно швидкий, але час спаду потрібно контролювати за допомогою змішування газу та тиску, а в лазері GEM-100 вони були спеціально оптимізовані для короткого часу спаду імпульсу, таким чином усуваючи тривале зниження потужності, що може призвести до опіків.
Підсумовуючи, лазерна перфорація дозволила виробникам упаковки покращити споживчі враження від своїх продуктів без істотного збільшення витрат на виробництво. Було б непрактично реалізувати цей процес за допомогою нелазерних методів, і лише CO2-лазери здатні реалізувати цю необхідну комбінацію: вихідних характеристик, фізичних характеристик і загальної вартості володіння, щоб зробити це застосування успішним.
