Лазерный сканер Surveyor RPS120 – альтернатива сомнительным инвестициям

Задача, поставленная перед инженерами Laser Design Inc заключалась в том, чтобы определить целесообразность дополнительных инвестиций в модуль конгревного тиснения большего диаметра, чем тот, что компания использует на данный момент.

Конгревное тиснение выполняет несколько функций как снаружи, так и внутри абсорбирующей поверхности гигиенической продукции. С помощью тиснения на поверхность изделия можно нанести некий узор, который сделает его более комфортным для использования.

О клиенте:
На протяжении 137-ми лет существования компании, продукция Kimberly-Clark и принадлежащих ей всемирно-известных брендов являются неотъемлемой частью жизни людей более чем в 150 странах. Такие брэнды КС как Kleenex, Scott, Huggies, Pull-Ups и Depend занимают ведущие позиции на рынках более чем 80 стран мира. 

Кроме того, тиснение имеет функциональное назначение – оно контролирует и удерживает влагу внутри изделия. Качество тиснения в целом определяется совокупностью таких параметров как глубина, ширина и форма рисунка.

В прессах для тиснения, как и в других промышленных станках, заложен потенциал к постоянному увеличению производительности. Основываясь на проведенных ранее исследованиях и теоретической взаимосвязи степени вытяжки и деформации сдвига, считается, что качество тиснения зависит как от силы давления при тиснении, так и от скорости станка. Вероятнее всего, что при увеличении скорости существующего модуля качество тиснения будет ухудшаться. И что еще более важно, скорее всего, использование модуля конгревного тиснения большего диаметра при более высоких скоростях действительно может улучшить качество тиснения, что дает основание для инвестирования средств в модуль тиснения большего диаметра.

Увеличение диаметра модуля незначительно влияет на качество тиснения

Теоретически, модуль тиснения большего диаметра повысит качество тиснения. Проектная команда, проводившая качественное сравнение используемого в настоящее время станка для тиснения и станка с модулем большего диаметра, пришла к выводу, что при увеличении диаметра возможно лишь незначительное повышение качества тиснения. Кроме того, модуль тиснения большего диаметра дороже и его труднее включить в процесс из-за больших размеров. Чтобы оправдать инвестирование средств в такой модуль, требуются более убедительные аргументы.

Параметры рельефа тиснения обычно определяются методом теневого проецирования. При наклонном освещении рельефное изображение характеризуется проекцией теней от оттиска образца. Анализ изображения (ширина, насыщенность и пространственное расположение теней) позволяет определить параметры рельефа поверхности. Эта методика использует предполагаемый рельеф, поэтому измеряемые параметры могут быть неточными. Поскольку большинство используемых материалов являются волокнистыми и, в зависимости от толщины, могут иметь различные значения диффузного рассеивания, то наносить покрытие на образцы необходимо таким образом, чтобы тени проецировались на верхней части поверхности. Процесс нанесения покрытия и последующая сушка влияют на рельеф поверхности.

Бесконтактное лазерное сканирование явилось подходящей альтернативой традиционному методу определения объема и глубины тиснения. При этом процедура исследования пробного оттиска намного проще и состоит из правильного размещения образца в плоскости сканирования, задания требуемых параметров сканирования и сбора данных. Кроме того, нет необходимости наносить на образцы какое-либо покрытие. Получение данных происходит гораздо быстрее, а результаты измерения глубины являются более точными, чем при методе проецирования теней. Таким образом, для измерения параметров тиснения и анализа изображений использовался бесконтактный лазерный сканер Surveyor RPS120 компании Laser Design. Параметры грубого сканирования позволяют отсканировать область 8 на 3 дюйма (20,3 на 7,6 см) менее чем за минуту при поперечном разрешении менее 0,1 мм и разрешении по глубине 10 микрон. Методика обеспечивает быстрое и направленное измерение макроскопических особенностей рельефа при таких операциях, как тиснение. Вместе с разработкой соответствующих макросов, эта методика может быть использована для более подробного анализа тиснения и других макроскопических параметров структур рельефа поверхности. 

Увеличение скорости не влияет на качество тиснения -- вердикт экспертов Laser Design

При увеличении скорости, используемый в настоящее время модуль и модуль большего диаметра обеспечивают практически одинаковое качество тиснения. Это противоречит гипотезе, что при использовании модуля тиснения большего диаметра при увеличении скорости качество тиснения улучшится и качество. Эти данные способствовали принятию решения не инвестировать средства в модуль большего диаметра, а продолжать использовать старый модуль, сохранив при этом для компании почти 500 000 долларов.