L'INTEGRATION D'INDUSTRIE 4.0 DANS L'EMBALLAGE GARANTIT LA TRAÇABILITE

Digitalisation appliquée sur le print & apply

Chaque secteur industriel est confronté à des consommateurs plus critiques à l'égard de la qualité et de la sécurité alimentaire, et qui préfèrent un produit personnalisé. L'emballage est le processus par excellence qui réunit tous ces éléments. Celui qui veut répondre à ces exigences et garantir la rentabilité de son processus, aboutit vite à l'Industrie 4.0. Ceci n'est pas qu'un terme à la mode, mais un terme générique pour certains concepts technologiques qui numérisent et connectent votre processus de production. Aussi pour le print & apply.

LA PLACE DU PRINT & APPLY DANS LE PROCESSUS D'EMBALLAGE

Législation et personnalisation

L'étiquetage est dans bien des entreprises la dernière étape du processus d'emballage. Après que les aliments ont reçu le bon emballage, une étiquette doit encore réunir toutes les informations sur le produit en question. Le législateur impose aux producteurs d'informer le futur acheteur sur, p.ex., la valeur nutritive, la date limite de conservation ou la présence de substances allergènes dans leurs aliments ou boissons. Cette évolution de la législation a signifié pour de nombreuses entreprises toute une adaptation exigeant plus de flexibilité dans l'étiquetage. L'appel de plus en plus audible en faveur d'une personnalisation des produits renforce encore cette tendance. Ceci signifie que les étiqueteuses doivent pouvoir vite changer entre les données variables de différents formats (texte, logo, code-barres, symboles de logos, numéros de lot, …).

Vitesse et flexibilité

Une technique populaire à cet effet est print & apply, les données étant imprimées directement sur le film d'emballage ou sur une étiquette aussitôt posée sur l'emballage. Ce sont surtout la vitesse et la flexibilité du print & apply qui en font un excellent choix dans un monde de séries sans cesse plus petites et d'exigences de qualité sans cesse plus strictes. C'est pourquoi elles peuvent être retrouvées dès le début du processus de production pour appliquer un marquage afin que le produit en question puisse être tracé tout au long du processus complet.

FONCTIONNEMENT DES IMPRIMANTES PRINT & APPLY

Le cœur de chaque système print & apply est une imprimante thermique. Celle-ci peut délivrer les étiquettes des aliments de deux façons. Soit il est question de transfert, soit le contact est direct. Elles détiennent chacune environ la moitié de la part de marché.

Transfert

Dans le premier cas, un ruban est recouvert d'encre (généralement cire ou résine). En échauffant le ruban, l'encre fond et sera transférée vers une étiquette, où se crée une image. Ces imprimantes sont dénommées imprimantes à film, parce qu'elles sont équipées d'un système de déroulement de film.

Directement

Avec le mode opératoire direct, par contre, l'étiquette est constituée d'une couche sensible à la chaleur qui change de couleur quand la chaleur y est exercée. L'image se crée donc directement sur l'étiquette sans avoir besoin d'un ruban. Quand l'étiquette et le ruban ou l'étiquette passent sous la tête d'impression, des pixels ou thermopads microscopiques qui s'échauffent ou se refroidissent, créeront l'image. Ceci se fait en un clin d'œil et l'image formée est aussitôt sèche. Il existe différents applicateurs pour apposer l'image sur l'emballage.

AVANTAGES

Cette technique offre différents avantages. Elle permet d'imprimer dans chaque direction de lecture et l'utilisateur dispose d'un choix étendu de matériaux à imprimer. Les imprimantes thermiques fonctionnent, par exemple, parfaitement avec une feuille extrudée en gaine, un film plat ou des matériaux similaires. L'image formée peut, comme relevé, être constituée d'un large éventail de données, des symboles ou du texte aux codes-barres et logos. De plus, le résultat bénéficie d'une qualité d'impression parfaite (haute résolution). Les imprimantes thermiques sont aussi réputées pour leur convivialité et leur flexibilité. Elles supportent différents matériaux, mais également différents formats. Elles se laissent très volontiers intégrer dans des lignes d'emballage entièrement automatiques, où leur vitesse élevée sera la plus rentable.

Pour les emballages, deux défis doivent être réalisés: la traçabilité a travers toute la chaîne et des produits personnalisés

IMPRIMANTES THERMIQUES ET INDUSTRIE 4.0

Que signifie l'ère Industrie 4.0 pour le print & apply? Pour les emballages, deux défis doivent être réalisés: la traçabilité à travers toute la chaîne et des produits personnalisés. Ceci demande donc de la flexibilité pour étiqueter de façon rapide et correcte les tailles de lot plus petites et les différentes variantes de produit, et bien entendu pour ne pas menacer la vitesse et la rentabilité du processus de production. Ceci peut être réalisé en différentes phases.

Phase de conception

Industrie 4.0 induit une digitalisation poussée du processus de production. Des avantages peuvent déjà être mis à profit dans la phase de conception. C'est ainsi qu'on peut travailler avec ce qu'on appelle un 'jumeau digital' via un logiciel adapté. Ceci est une copie virtuelle de la réalité de production: les machines et les produits. On peut ainsi tester à l'avance si un nouveau produit peut convenir aux machines existantes, ou quels goulots d'étranglement pourraient se créer quand un changement intervient dans le processus de production. Ceci vaut tout autant pour l'étiquetage. A l'aide d'un jumeau digital de l'étiqueteuse choisie et des applicateurs choisis, on peut contrôler que toutes les données requises atteignent l'emballage via print & apply. Un espace suffisant a-t-il été libéré? Existe-t-il des points critiques dans le processus de production pouvant endommager l'emballage à cet endroit? En d'autres termes, tous les scénarios possibles peuvent être simulés.

Conception de machine

Dans la concordance de l'imprimante thermique avec un processus de produit spécifique, on doit aussi déjà tenir compte d'un scénario Industrie 4.0. C'est ainsi que le changement rapide entre les données variables demande une commande qui dispose d'une capacité, d'une vitesse et d'une puissance de calcul suffisantes. A l'aide des données précédemment collectées dans la ligne, l'imprimante thermique devra, en effet, pouvoir parfaitement commuter vers le bon set de données et les apposer à l'emplacement correct sur l'emballage. Pour chaque position possible, la commande de l'imprimante à film devra pouvoir stocker les valeurs de mesure. Quand l'opérateur donne le signal d'un nouveau run de production et donc d'un nouveau set de données, la machine pourra se préparer de façon entièrement automatique à ce qui arrive. Pour le faire à un rythme rentable d'un point de vue industriel, des servodrives avancés seront de surcroît fort utiles. Ils procurent la vitesse tout en favorisant la fiabilité.

Optimisation du processus d'impression

Pour terminer, les capteurs doivent détecter tous les écarts possibles en temps réel et sur une plus longue période, afin que la machine dispose de possibilités pour l'optimisation et l'autodiagnostic. Hors ligne et dans le cloud. Ceci peut être le mieux réalisé par des protocoles open source tels qu'OPC-UA, qui garantissent une bonne connexion sécurisée vers le cloud. Un spécialiste peut même continuer d'optimiser lui-même le processus d'emballage, à l'aide des données brutes que génère l'imprimante thermique. Mais il existe aussi des applis et des programmes logiciels qui peuvent effectuer cette analyse pour vous, en fonction des paramètres pertinents pour votre application. Ceci vaut tout autant pour l'usage quotidien et l'entretien de la machine. Les données en temps réel peuvent alarmer l'opérateur largement en avance quand un ruban d'impression doit être remplacé, par exemple, ou quand l'encre atteint un niveau critique. Mais l'analyse des données de capteur permet aussi de détecter des tendances à plus long terme.

Ainsi, l'opérateur sait à temps quand l'applicateur commence à trop souffrir de l'usure. En d'autres termes: une imprimante thermique Industrie 4.0 sait par elle-même fournir toutes les informations pour planifier un entretien ou rajouter ses consommables.

Interface et contrôle

Et qu'en est-il du contrôle et de la traçabilité? Toutes sortes de capteurs et de systèmes de vision peuvent vérifier que toutes les données sont apposées de façon correcte sur l'emballage sur des produits critiques dans la production elle-même, ou plus loin après l'emballage sur la ligne.

Ces informations servent à contrôler que les bonnes données atterrissent sur le bon produit, mais aussi à suivre le produit en question à travers toute la chaîne de production. En effet, aucune entreprise ne peut se permettre d'écorner son image ou de générer de coûteux retours de produit. Ceci peut être évité par un contrôle supplémentaire. Ou, dans le pire des cas, savoir de façon très précise quels batches ne satisfont pas aux standards de qualité afin de minimiser les dommages.

Avec la collaboration de Bizerba et Digi-Group