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Mar 11, 2023

Les codeurs à jet d'encre sont plus efficaces avec moins de temps d'arrêt

Kate Bertrand Connolly 1 | 09 avril 2020 Technologies à jet d'encre pour le package principal

Kate Bertrand Connolly 1 | 09 avril 2020

Les technologies à jet d'encre pour le codage des emballages primaires et d'autres applications à petits caractères, ainsi que pour les applications à gros caractères telles que le codage des caisses d'expédition, progressent sur plusieurs fronts, créant une myriade d'avantages pour les propriétaires de marques et autres emballeurs.

Les avancées comprennent une interconnectivité et une automatisation améliorées, des systèmes intelligents, une maintenance simplifiée, un service à distance, des encres améliorées et une plus grande capacité à imprimer sur des matériaux non poreux. En tête de liste des avantages figurent une productivité accrue, une réduction des temps d'arrêt et des déchets, des coûts réduits et une impression de codes-barres de meilleure qualité, ce qui améliore à son tour l'efficacité de la chaîne d'approvisionnement.

Les questions-réponses exclusives de Packaging Digest sur les codeurs à jet d'encre rassemblent, dans notre espace virtuel, six initiés du codage partageant leurs idées sur les nombreuses façons dont la technologie à jet d'encre évolue :

• Mark Breunig, chef de produit régional chez Videojet

• Todd Cork, directeur des ventes et du service aux États-Unis pour Diagraph

• Raymond Fortuna, chef de produit mondial chez Matthews Marking Systems

• David Holliday, directeur du marketing produit chez ProMach Labeling & Coding

• Greg Kasprzak, directeur principal du marketing produit, imprimantes à jet d'encre grand caractère, chez Markem-Imaje

• Michael Poulsen, chef de produit jet d'encre grands caractères pour Diagraph

Quelles avancées récentes avez-vous constatées dans les équipements de codage à jet d'encre (systèmes à petits ou grands caractères, ou les deux) ?

Kasprzak : Dans le domaine des systèmes à jet d'encre piézo haute résolution à gros caractères, nous constatons une meilleure impression de codes-barres de cas, améliorant la traçabilité et l'efficacité tout au long de la chaîne d'approvisionnement à des coûts réduits par rapport aux étiquettes. Ces systèmes offrent également une interconnectivité et une automatisation accrues pour optimiser la production.

L'intérêt croissant des fabricants pour l'utilisation de codes-barres plus sophistiqués et riches en données, tels que GS1-128, pour améliorer la traçabilité et faciliter l'automatisation tout au long de la chaîne d'approvisionnement, stimule la demande d'amélioration de la qualité des codes-barres sur les cartons de produits. Des codes-barres conformes de haute qualité permettent une lecture plus fiable tout au long de la chaîne d'approvisionnement.

L'impression et l'application de ces codes-barres sur les caisses via des étiquettes peuvent être trois fois plus coûteuses que l'impression de codes-barres et d'autres informations directement sur les caisses. Cependant, toutes les options d'impression directe ne peuvent pas atteindre de manière fiable la qualité nécessaire. Le contraste et la qualité des bords de ligne des codes-barres imprimés directement doivent être élevés.

Les avancées en matière de gestion des encres et des têtes d'impression pour les systèmes à jet d'encre piézo haute résolution à gros caractères permettent aux clients d'obtenir cette qualité de code-barres améliorée.

Liège: Nous continuons de voir les fabricants de jet d'encre à petits caractères se concentrer sur la facilité d'utilisation et de maintenance. Tous les systèmes nécessitent une maintenance pour assurer un bon fonctionnement et nécessitent souvent une main-d'œuvre qualifiée et des temps d'arrêt importants. Mais aujourd'hui, plusieurs systèmes ont mis en place une conception de "module de service" pour simplifier la maintenance préventive planifiée.

Le système à jet d'encre haute résolution IJ4000 de Diagraph utilise la technologie piézoélectrique (Trident Impulse Jet) et une distribution d'encre centralisée pour plusieurs têtes d'impression.

Fortuna : Les systèmes d'encre en vrac à petits caractères pour jet d'encre thermique (TIJ) - Active Bulk Ink Systems (ABIS) - représentent une avancée récente importante dans la technologie du jet d'encre. Je crois que nous entrons dans l'ère de "l'encre en vrac intelligente".

Vacances :Le domaine du codage à jet d'encre où nous constatons des progrès rapides est celui du jet d'encre thermique, largement piloté par HP.

HP a présenté il y a quelques années son système à jet d'encre thermique (TIJ) 2.5 et sa cartouche d'encre 45A associée, ce qui a créé la plate-forme pour le développement qui a eu lieu depuis.

Avec le lancement de TIJ 2.5, la technologie à jet d'encre thermique a pu sortir du bureau et s'étendre à des applications industrielles et d'emballage sérieuses.

Breunig :Avec des interfaces utilisateur plus intuitives et une connectivité à distance, les imprimantes à jet d'encre continu (CIJ) sont de plus en plus faciles à utiliser et à entretenir, tandis que les coûts opérationnels globaux, ou le coût total de possession (TCO), continuent de baisser.

Les solutions qui tirent parti de la connectivité cloud, des données d'imprimante et de la technologie d'accès à distance font avancer les opérations de codage. Notre solution de service à distance offre aux utilisateurs d'imprimantes CIJ, aux superviseurs et à nos techniciens une visibilité sur l'activité de l'imprimante et l'expertise nécessaire pour maintenir les imprimantes en bon état de marche. Nos techniciens peuvent surveiller à distance l'état de l'imprimante, ainsi que diagnostiquer et résoudre les problèmes, sans avoir besoin d'être devant l'imprimante.

Poulsen : Les têtes d'impression autonettoyantes pour les codeurs à jet d'encre haute résolution sont un must absolu dans les environnements de production d'aujourd'hui. D'autant plus que la plupart des fabricants tirent parti des avantages en termes de coûts du carton ondulé recyclé, ce qui crée simplement un environnement plus poussiéreux que les cartons ondulés vierges.

Dans l'ensemble de l'industrie, nous constatons un intérêt accru pour le contrôle central des systèmes automatisés de codage et d'étiquetage à jet d'encre.

Comment ces systèmes avancés se comparent-ils aux systèmes précédents ?

Liège: Les anciens codeurs nécessitaient une main-d'œuvre qualifiée pour l'entretien préventif de base. Entretien le plus nécessaire dans des intervalles aussi courts que 2 000 à 4 000 heures de fonctionnement. La procédure de maintenance était invasive et de nombreuses entreprises demandaient au fournisseur d'effectuer le service à un coût important. Cela a également introduit des problèmes de planification liés à la disponibilité du service et aux temps d'arrêt de la production.

La plupart des systèmes hérités et de nombreux systèmes actuels n'offrent qu'une interface au point d'utilisation. Certains nécessitent même une interface par tête d'impression. Cela entraîne un temps de configuration important, introduit des problèmes d'accessibilité, entraîne des erreurs de saisie par l'opérateur et ne permet pas la validation des données entre les types de packages. De plus, de nombreux systèmes n'offrent même pas d'options d'interface et la configuration des messages sur la chaîne de production n'est pas pratique dans de nombreux cas.

Les systèmes précédents n'offraient aucune option de nettoyage automatique. Une intervention manuelle importante était nécessaire pour maintenir des performances d'impression optimales.

Kasprzak :Les "anciens" systèmes à jet d'encre sont, et ont toujours été, utilisés principalement pour les textes et logos alphanumériques, et si pour les codes-barres, alors uniquement pour les applications dans lesquelles la qualité du code-barres n'avait pas d'importance.

Les encres liquides traditionnelles ont tendance à migrer dans et le long des fibres ondulées de la caisse. Il est donc difficile d'atteindre systématiquement la note C minimale requise par les codes-barres GS1-128, par exemple, même avec la dernière norme ISO/IEC 15416 (2016).

En revanche, les encres solides de dernière génération utilisées dans certains codeurs à jet d'encre piézo haute résolution, qui fondent et sèchent immédiatement au contact, garantissent que la sortie finale est conforme à la norme requise, car cette encre reste exactement là où elle est appliquée.

Les codeurs modernes à jet d'encre piézo haute résolution et à grands caractères peuvent être reliés à d'autres systèmes pour surveiller et maintenir les normes. Par exemple, les systèmes de vision peuvent détecter si les jets sont bouchés, déclenchant une purge automatique pour restaurer la qualité d'impression.

Vacances :Pour le jet d'encre thermique, l'amélioration la plus importante par rapport aux systèmes précédents est peut-être que la nouvelle technologie de cartouche a permis le développement d'encres à base de solvant, qui incluent des encres pigmentées.

Auparavant, le jet d'encre thermique était limité aux encres à base aqueuse, ou à base d'eau, qui ne convenaient qu'à une utilisation sur des matériaux poreux.

Ces nouvelles encres ont considérablement augmenté le nombre d'applications du jet d'encre thermique pour inclure l'impression de feuilles, de films et d'étiquettes enduites.

La chimie derrière les nouvelles encres continue de s'améliorer, avec des temps de séchage améliorés ; les temps de décapage des cartouches, c'est-à-dire le temps pendant lequel une cartouche peut rester découverte avant que l'encre ne sèche dans les buses ; adhésion; contraste; durée de conservation ; et même la distance de projection - traditionnellement, une tête à jet d'encre thermique devait être montée très près du substrat. Il y a beaucoup de développement d'encre en cours, avec de nouvelles formulations qui arrivent régulièrement.

Fortuna : Les systèmes d'encre en vrac intelligents utilisent des processeurs et des capteurs pour assurer un comportement précis même dans des environnements de production changeants. Les anciennes unités en vrac nécessitaient un ajustement à mesure que les conditions atmosphériques — pression/température — changeaient. Les systèmes intelligents fournissent une boucle de communication/rétroaction au contrôleur pour permettre aux ajustements d'être gérés par le logiciel.

Breunig : D'autres systèmes ont divers éléments de maintenance nécessitant plusieurs contacts avec différents calendriers de remplacement, mais un [système] à un seul composant est peu coûteux et facile à changer. Certaines unités peuvent avoir des composants uniques qui durent longtemps, mais leur remplacement a tendance à prendre du temps et à coûter cher.

Quels sont les avantages de ces avancées pour les acheteurs/utilisateurs de machines d'emballage ?

Poulsen : Les systèmes plus avancés d'aujourd'hui peuvent offrir de puissantes fonctionnalités de connectivité pour optimiser l'efficacité du changement et éliminer les erreurs de codage/étiquetage et les blocages de produits. Le logiciel de gestion d'imprimante permet aux opérateurs de piloter les solutions d'identification de produit du produit principal à la palette grâce à une sélection de produit intuitive. Il offre même la possibilité de piloter les changements à partir d'un appareil mobile approuvé.

Kasprzak :En imprimant des codes-barres de meilleure qualité sur les étuis, les systèmes à jet d'encre piézo haute résolution à gros caractères améliorent la traçabilité et l'efficacité de la chaîne d'approvisionnement, à un coût nettement inférieur à celui des étiquettes à code-barres.

Ils optimisent également la production grâce à une interconnectivité et une automatisation accrues. Les logiciels de création et de gestion des travaux d'impression sont de plus en plus robustes et sont même capables de surveiller la disponibilité des équipements pour aider à améliorer l'efficacité de la ligne d'emballage.

Les imprimantes modernes peuvent être mises en réseau avec d'autres systèmes d'information d'usine et peuvent utiliser des accessoires tels que des scanners pour la recherche automatique des travaux et des caméras pour la vérification du code. Ils prennent également en charge une gestion plus sécurisée et centralisée du grand nombre de codes, d'impressions ou d'étiquettes parmi lesquels les opérateurs peuvent choisir.

Avec des scanners et des caméras, ainsi que des liens vers des systèmes de back-office, si désiré, moins de temps d'un opérateur est consacré à la sélection des travaux et à la surveillance des impressions pour s'assurer qu'elles sont d'une qualité suffisante pour être expédiées. Il y a aussi une plus grande précision. Tout cela se traduit par moins de temps d'arrêt, de reprises et de rebuts, ainsi que par une plus grande production d'usine.

Là où les imprimantes modernes ont plusieurs options d'entrée et de sortie, les systèmes plus anciens sont plus autonomes, avec des entrées et des sorties limitées. Cela a historiquement limité leur capacité à être contrôlés de manière centralisée et les a rendus incapables de recevoir des données variables des ordres de travail principaux, des systèmes de planification des ressources d'entreprise (ERP) ou d'autres bases de données.

Breunig : Bien qu'il soit important d'augmenter les vitesses de production, les plus grandes opportunités pour la plupart des opérations industrielles sont l'efficacité et la disponibilité. Des systèmes fiables qui continuent d'optimiser leurs propres performances et sont soutenus par une solide organisation de services, mais qui sont suffisamment simples pour que les clients soient autonomes avec peu d'efforts, créent un environnement propice à l'amélioration.

Liège: Les systèmes d'aujourd'hui offrent un module plus durable qui peut être remplacé par une main-d'œuvre non qualifiée. Nous en avons un, par exemple, qui offre un module facile à changer avec six fois la durée de vie des modèles précédents. Le système guide l'opérateur tout au long du remplacement, ce qui nécessite peu d'interventions et peut être effectué sur la ligne de production en moins de 20 minutes pour minimiser les interruptions de production.

Les têtes d'impression à nettoyage automatique des codeurs à jet d'encre haute résolution offrent un système beaucoup plus fiable et une qualité d'impression plus constante. La clé est un système qui rince la buse elle-même au lieu de pulvériser une autre solution sur la surface, car la plupart des problèmes de colmatage avec le jet d'encre se produisent à l'intérieur de la tête, pas sur la surface. Les systèmes doivent non seulement rincer/nettoyer les composants critiques, mais également gérer la collecte des déchets.

Fortuna : Des performances plus fiables signifient plus de disponibilité et un coût par marque considérablement réduit. Les solutions TIJ peuvent être coûteuses dans les environnements à forte utilisation. Les systèmes d'encre en vrac pour TIJ alignent davantage le coût de possession sur CIJ, mais avec une marque à plus haute résolution.

L'imprimante à jet d'encre thermique Code Tech X1 Jet Washdown de ProMach Labeling & Coding est principalement utilisée dans l'industrie des protéines et d'autres marchés dans lesquels l'équipement est lavé à la fin du quart de travail.

Vacances : Les progrès des cartouches et des encres TIJ présentent plusieurs avantages. Tout d'abord, les utilisateurs peuvent désormais imprimer sur des produits non poreux. L'adhérence s'est considérablement améliorée pour la durabilité sur les plastiques, le verre, le métal et d'autres substrats généralement difficiles.

L'avancement de l'encre avec des pigments permet d'imprimer sur des substrats sombres à l'aide d'encres blanches ou jaunes, produisant des résultats éclatants. Les performances globales de la cartouche en termes de non-séchage et de stabilité de conservation plus longue contribuent à en faire une excellente solution de codage de produit principal qui n'a généralement pas été utilisée dans le passé.

Lorsque l'on compare la technologie à jet d'encre thermique avec les imprimantes à jet d'encre continu traditionnelles, les principales différences sont les installations rapides et faciles ; qualité d'impression améliorée, y compris la possibilité d'imprimer des codes-barres 2D haute densité ; facilité d'utilisation exceptionnelle; et un minimum d'entretien.

Le jet d'encre thermique est également une excellente solution pour les entreprises qui souhaitent minimiser leur utilisation de méthyléthylcétone (MEK) et d'autres solvants nocifs. Et le développement d'imprimantes pour environnements difficiles fait du jet d'encre thermique une technologie viable pour des industries telles que l'emballage de viande/volaille, où les conditions sont difficiles et où l'équipement doit être lavé.

En plus des autres avantages, le coût en capital est souvent bien inférieur à celui des technologies concurrentes.

Quels domaines du codage à jet d'encre doivent encore être améliorés et pourquoi ?

Poulsen : Les fabricants doivent minimiser les composants et le câblage pour simplifier l'installation, minimiser l'encombrement, réduire le besoin de câblage et offrir davantage d'options d'interface. Il n'y a aucune raison pour que les opérateurs ne puissent pas utiliser un smartphone doté d'un mot de passe pour piloter la sélection de messages en quelques frappes afin de rester au courant des environnements d'emballage au rythme rapide d'aujourd'hui.

Vacances : Les domaines du jet d'encre thermique qui évoluent encore comprennent le besoin d'encres à séchage plus rapide combinées à une meilleure adhérence. Les encres à jet d'encre thermique ne peuvent actuellement pas fonctionner aussi bien que certains produits d'encre CIJ, en ce qui concerne ces facteurs.

Un autre facteur avec lequel TIJ peut lutter est la distance de projection limitée des gouttes d'encre, ce qui signifie que la tête d'impression doit être montée très près du produit à coder. Les imprimantes à jet d'encre CIJ sont beaucoup plus performantes dans ce domaine.

Fortuna : La technologie TIJ doit encore être très proche du substrat. Cela limite les applications acceptables. Les produits ronds ou les lignes de production avec un mauvais contrôle des produits peuvent avoir du mal à maintenir la distance de projection très courte.

Kasprzak : En ce qui concerne les systèmes à jet d'encre piézo haute résolution à gros caractères, il reste encore de la place pour une innovation continue afin d'améliorer l'efficacité en augmentant la disponibilité des imprimantes et en réduisant encore davantage les déchets. Une disponibilité accrue viendra probablement de la poursuite de la réduction des besoins de maintenance, de l'amélioration de la mise en réseau avec une plus grande flexibilité des options d'entrée/sortie et de la prise en charge de l'intégration basée sur des normes.

Des protocoles ouverts basés sur des normes devront être mis en œuvre à mesure que nous nous dirigeons vers l'industrie 4.0 et l'Internet industriel des objets (IIOT), pour permettre l'interopérabilité des différents équipements. Des normes telles que PackML sont déjà utilisées pour modéliser de manière cohérente les états des machines et, à l'avenir, je m'attendrais à voir davantage d'utilisations de protocoles ouverts pour gérer en toute sécurité les transitions entre ces états, en temps réel ou non.

Liège: Le jet d'encre à gros caractères doit rechercher une solution rentable pour le remplacement des têtes d'impression. Bien que les systèmes à jet d'encre soient aujourd'hui modulaires, le remplacement des têtes d'impression peut être coûteux. La plupart des fabricants ne proposent que des têtes jetables à durée de vie limitée. Une conception de moteur d'impression réparable permet aux programmes d'échange d'optimiser la disponibilité et de minimiser les coûts.

L'interface de l'imprimante Videojet 1580 CIJ offre facilité d'utilisation et flexibilité pour l'impression de codes et de texte sur les produits et les produits emballés. Les composants de maintenance préventive de l'imprimante sont tous dans un seul module, pour un remplacement rapide et facile.

Breunig : Les utilisateurs ratent souvent des opportunités d'amélioration au-delà de l'imprimante. Les solutions logicielles développées pour une gamme ou une marque d'imprimante spécifique peuvent aider à améliorer la production en tirant parti des capacités prédictives et des analyses au sein de la solution de codage. Les solutions logicielles peuvent également aider les utilisateurs à gérer et surveiller leurs données de production, leur temps d'exécution et leurs arrêts.

CLIQUEZ SUIVANT CI-DESSOUS :Quelle est la prochaine étape et quand pourrions-nous voir d'autres améliorations dans les codeurs à jet d'encre ?

Quelle est la prochaine étape et quand pourrions-nous voir d'autres améliorations dans les codeurs à jet d'encre ?

Vacances :Il y a plusieurs nouveaux développements passionnants dans la technologie du jet d'encre thermique que nous verrons bientôt.

Un important est le nouveau concept TIJ 4.0 de HP. TIJ 4.0 apporte une hauteur d'impression de 22 mm (environ 7/8 po) par rapport à la hauteur d'impression maximale actuelle de TIJ 2.5 de 12,5 mm (1/2 po). Cela permettra à une seule tête d'impression de gérer une plus large gamme d'applications, qui nécessitent actuellement souvent deux têtes "cousues" ensemble pour atteindre la zone d'impression requise.

TIJ 4.0 a déjà été lancé, mais il ne peut actuellement utiliser que des encres aqueuses. La possibilité d'utiliser des encres à base de solvant qui permettront une utilisation sur de nombreux autres substrats devrait arriver à l'avenir.

Un système à jet d'encre thermique alternatif est produit par Funai qui est également très prometteur. Le système Funai offre une distance de projection plus longue, permettant une plus grande flexibilité pour les installations et la possibilité d'imprimer dans des évidements sur les produits - et des vitesses plus élevées que le système HP.

En plus des développements matériels, nous nous attendons à la poursuite du développement rapide des encres pour jet d'encre thermique, offrant des performances toujours croissantes.

Il se passe beaucoup de choses dans le monde du jet d'encre thermique.

Fortuna :Dans TIJ, je m'attends à voir la possibilité d'imprimer des marques haute résolution sur des produits ronds et dans des applications à longue portée.

Le système d'encre active en vrac (ABIS) VIAjet série L de Matthews Marking Systems permet une impression haute résolution avec des encres à base d'eau. Le système en vrac offre une meilleure productivité et un coût inférieur à celui des cartouches à usage unique.

Poulsen : Une technologie que nous prévoyons de lancer en 2020 offrira des capacités sans fil intelligentes ; minimiser le nombre de composants nécessaires ; offrir un certain nombre d'options d'interface différentes pour répondre aux besoins spécifiques du client ; et disposent d'une tête d'impression intégrée à changement rapide pour des changements simples à la volée.

Un programme d'échange unique permettra au client d'échanger une tête d'impression à changement rapide de remplacement pour une fraction du coût d'une nouvelle tête d'impression, optimisant ainsi la disponibilité et minimisant le coût de possession.

Kasprzak : Un intérêt mondial accru pour la durabilité conduira à une plus grande recyclabilité des consommables après impression, ainsi qu'à la recyclabilité de l'emballage de ces consommables. Alors que Markem-Imaje offre déjà aux fabricants des options pour coder de manière plus durable, une grande partie du secteur ne le fait pas. Pour plus d'informations sur nos efforts actuels en matière de développement durable, veuillez consulter notre livre blanc complet. Nous prévoyons que la pression des clients entraînera des changements importants dans ce domaine au cours des cinq prochaines années.

Le codeur à jet d'encre piézo à grands caractères Markem-Imaje 5800 imprime des codes haute résolution sur des caisses en carton ondulé, des barquettes et des films d'emballage, en utilisant des encres respectueuses de l'environnement.

Breunig : Nous améliorons et élargissons continuellement notre gamme de produits de codeurs à jet d'encre. Plusieurs nouveaux produits sont en préparation à court terme et seront lancés en 2020. Nous continuons d'améliorer nos offres logicielles et proposons de multiples options d'achat et de financement. Nous développons également de nouvelles façons d'aider à réduire le temps que les utilisateurs passent à entretenir les appareils d'impression, afin qu'ils puissent se concentrer sur l'amélioration d'autres domaines de leurs opérations.

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