¿Cómo gestionan los sistemas de inspección de impresión los materiales ecológicos?

Para las plantas de envasado, el uso de materiales ecológicos como las películas de PLA o PBAT, así como el papel kraft, ya no es negociable. Los consumidores demandan materiales ecológicos y las imprentas deben suministrarlos.

Sin embargo, el manejo de sustratos ecológicos, como los materiales sostenibles, dista mucho de ser sencillo en el proceso de fabricación. Los impresores pronto se dan cuenta de que estos sustratos no son tan fáciles de procesar como el PE y el PP convencionales. Los sustratos ecológicos se estiran de forma diferente, requieren técnicas de impresión distintas y provocan un aumento considerable de los defectos en muy poco tiempo. Con los costes actuales de los materiales, dejar que las máquinas funcionen sin una inspección adecuada perjudicará inmediatamente sus beneficios.

Los ojos humanos y las luces estroboscópicas simples resultan ineficaces al trabajar con este tipo de sustratos. Las soluciones automatizadas de inspección de impresión se crearon teniendo en cuenta este problema en particular.

¿Por qué los materiales ecológicos provocan más defectos de impresión?

La estabilidad de los plásticos convencionales contrasta notablemente con la imprevisibilidad de los materiales ecológicos. Estos materiales se comportan de manera diferente al ser expuestos a túneles de secado o al pasar por cilindros de impresión.

Películas biodegradables (PLA, PBAT)

Estiramiento por calor y tensión: Los ecoplásticos suelen tener un punto de fusión más bajo y una alta elasticidad. Se estiran al ser sometidos al calor de los túneles y a la tensión de la red. Este movimiento provoca problemas de registro instantáneos.

Nivel de dina reducido: Los tratamientos superficiales en biopelículas se degradan rápidamente. Si el nivel de dina es inferior al requerido por la tinta, se producirán problemas como el desprendimiento de la tinta y los arañazos.

Papel Kraft y material reciclado

Variación en la absorción: El papel kraft carece de recubrimiento y, por lo tanto, es bastante poroso. En consecuencia, la tinta penetra en ciertas áreas y permanece en la superficie en otras, lo que provoca la ausencia de puntos y diferencias de color.

Acumulación de polvo de papel: El material reciclado pierde fibras continuamente, lo que provoca la acumulación de polvo de papel en las planchas de impresión o en los rodillos de huecograbado, creando marcas, rayas y manchas de tinta en su trabajo.

¿Cómo resuelven los sistemas de inspección de impresión estos desafíos “ecológicos”?

Para evitar pérdidas debidas al desperdicio durante la impresión, las soluciones actuales de visión artificial emplean ciertas actualizaciones de hardware y software para gestionar las variaciones en los sustratos.

Inspección 100% en tiempo real para detectar defectos de impresión.

Imprimiendo a una velocidad de 300 metros por minuto, una inspección humana no podrá detectar un defecto de impresión repetida en una biopelícula transparente después de desperdiciar cientos de metros de material valioso.

Una solución automatizada se basará en cámaras de escaneo lineal de alta velocidad que realizarán una inspección 100% en tiempo real utilizando dos tecnologías distintas:

• Ajuste dinámico de tolerancias: Con la tecnología de inspección convencional, la más mínima desviación debida al estiramiento del material provocaría un error, deteniendo así la línea de producción. Las nuevas tecnologías aplican métodos para modificar los píxeles. El software monitoriza continuamente el ligero estiramiento de la película y adapta la plantilla de "imagen de referencia" para que coincida con dicho estiramiento. No detectará el ligero estiramiento del material, que es admisible, pero sí detectará manchas de tinta, texto roto, etc.
• Filtrado de fotogramas altos: Las cámaras de escaneo lineal funcionan a velocidades de decenas de kilohercios. El sistema es capaz de distinguir entre el polvo que se desprende del papel y que desaparecerá con el siguiente escaneo, y un defecto, como un arañazo en la plancha.

Gestión avanzada del color y adaptación del contraste

Los sistemas de visión convencionales se centran en las diferencias de contraste sobre un fondo uniforme, como superficies blancas o transparentes. Esto genera problemas con el papel Kraft, ya que su color oscuro y sus fibras irregulares reducen el contraste entre el material impreso y el sustrato.

• Iluminación LED multidireccional por zonas: Debido a la textura del papel Kraft, la iluminación utilizada es una combinación de barras de luz coaxiales en línea y de bajo ángulo. Esta combinación elimina las microsombras que generan las fibras irregulares del papel, digitalizándolas para crear un sustrato liso, lo que permite a la cámara leer únicamente la capa de tinta.
• Cálculo de la distancia de color: En lugar de centrarse en la detección de contraste en escala de grises, el software utiliza la medición de la distancia cromática con respecto a un punto de referencia móvil. Comprueba continuamente la zona de papel Kraft sin imprimir para determinar la variación de color de las fibras de pulpa. Una vez que encuentra ese color, puede compararlo con el color de la tinta sin confundir las diferencias de color de la pulpa con defectos de densidad de la tinta.

Sinergia del sistema de guiado web en la inspección

Una cámara de inspección de impresión solo puede inspeccionar lo que se ve con claridad. Si el material impreso se mueve, se arruga o se desvía de un lado a otro, la cámara estará desenfocada y los datos recopilados serán inservibles.

Los materiales ecológicos son muy propensos a la inestabilidad durante el transporte. Las biopelículas flexibles tienden a enredarse ante cualquier cambio de tensión, mientras que los bordes rugosos del papel Kraft a menudo se desenrollan de forma irregular.

Así es como funciona el sistema de guía web :

• Bloqueo de enfoque: Cuando una fina capa de biopelícula vibra sobre el rodillo, provoca variaciones en el espacio entre la lente y la película, lo que resulta en imágenes borrosas y hace que el sistema rechace la película erróneamente. La guía de la banda fija el material presionándolo contra el rodillo tensor con tensión constante, lo que garantiza una imagen completamente estable para que la cámara la analice.
• Eliminación del movimiento lateral: Los materiales ecológicos elásticos o con un enrollado irregular tienden a desviarse de su trayectoria. El sistema de guiado web utiliza detectores de bordes ultrasónicos para detectar cualquier movimiento y ajustar la posición del material antes de que llegue al área de inspección, asegurando que la impresión permanezca dentro de la ventana de seguimiento predefinida de la cámara.

Para terminar

Operar de forma sostenible y eficiente se reduce al control de procesos, no a ralentizar la producción de las máquinas. Las películas biodegradables y el papel reciclado presentan variaciones físicas muy grandes que no se pueden corregir en la extrusora ni en la fábrica.

Con la instalación de una máquina de inspección de impresión totalmente automática, junto con un eficaz sistema de guiado de banda en la etapa previa al proceso, se pueden diferenciar las variaciones físicas de los problemas de impresión. De esta forma, se reducen los índices de desperdicio, se evitan falsas alarmas y se garantiza la rentabilidad de la producción de envases sostenibles.