El nacimiento de nuevas tecnologías en los procesos de negocio fabricados tradicionalmente.

Hace mucho tiempo que no cojo un bolígrafo ...

El año pasado, describió varios proyectos técnicos de solución de problemas. Quiero continuar con este artículo.

La singularidad es que publico el proyecto, no porque no fue aceptado o pagado, sino porque el cliente dio permiso, aunque con algunas restricciones.

Antecedentes

Algún tiempo después, después de que se publicó un artículo sobre una impresora de metal 3D , un empresario se me acercó con una propuesta de cooperación. Como suele suceder, la tarea era inventar una bicicleta, es decir Era necesario lo que había existido durante mucho tiempo. Por lo tanto, en lugar de cooperar, solo le di a la persona un consejo sobre el fabricante y lo olvidé por un tiempo. Pero, el boomerang de la bondad siempre regresa. Un año después, este emprendedor abordó una nueva tarea que hemos desarrollado y de la que hablaré hoy.

Desafío

Diseñe un aparato totalmente automatizado para la producción de sellos y sellos, con una velocidad de producción de no más de 5 minutos por 1 impresión estándar.

Análisis

Comienzo cualquier proyecto con un análisis detallado. El análisis está sujeto a: problema, mercado, cliente, cliente, competidores, análogos, soluciones en industrias relacionadas, etc.
Una autopsia mostró que existen varias tecnologías para la producción de sellos y estampillas, que incluyen:

1. Tecnología de fotopolímeros. La tecnología más simple y más común hasta la fecha. La tecnología consiste en exponer, a través de la plantilla, una resina polimérica sensible a los rayos UV (aproximadamente, al igual que la fotorresistencia se ilumina en la fabricación de placas de circuito impreso).
2. Grabado láser. Aquí, creo que la explicación es superflua.
3. Tecnología flash Para la fabricación de sellos, esta tecnología utiliza un caucho microporoso especial, cuyos poros se sinterizan por la acción de la temperatura. Para la sinterización puntual, se utilizan una lámpara de flash y una plantilla.
4. Grabado mecánico. Raramente usado.
5. Impresión en una impresora 3D. Opción exótica.

Desmontamos estas tecnologías por procesos, para identificar las más caras, desde el punto de vista de la automatización:

• En la tecnología de fotopolímeros, es un lavado de clichés de un fotopolímero no curado.
• En la tecnología láser, esta es la calibración periódica del láser y la eliminación del olor a goma quemada.
• En la tecnología flash, los procesos son simples, pero el material en sí es costoso (caucho microporoso).
• El grabado mecánico es tiempo.
• Impresión 3D - mantenimiento.

Además, las tecnologías se analizaron en términos de la calidad del resultado.
No daré una tabla de comparación, solo puedo decir que la tecnología flash ganó, porque:

• Alta resolución
• Puede ser multicolor
• Resistencia a la humedad
• Facilidad de uso (pintura llena),
• Gran ciclo entre estaciones de servicio.

Como resultado, se decidió automatizar la tecnología flash.

Esquema de fabricación de sellos de tecnología Flash

Solución

La solución más simple sería hacer una mini línea de producción. Cuando, en la tecnología misma, nada cambia, pero se agregan dispositivos intermedios. O un robot (siguiendo las tendencias).

Pero este enfoque es ajeno a nosotros y esto es lo que se nos ocurrió:

Opción 1. En lugar de la plantilla impresa en la impresora (plantilla), utilizaremos la matriz del teléfono. Este principio se aplica en impresoras 3D (tecnología LCD SLA UV). Esto nos permitirá no mover la plantilla, sino formarla directamente en el área de trabajo del dispositivo, lo que aumentará la velocidad y reducirá el costo del diseño.


Un esquema para usar una matriz de pantalla del teléfono para la exposición a los rayos UV

Opción 2. En lugar de una lámpara de flash, para sinterizar los poros de caucho microporoso, utilizaremos un cabezal térmico de una impresora térmica (impresora de recibos). Es decir una plantilla no es necesaria en absoluto.


Esquema de operación de la impresora térmica

Opción 3. Para usar opciones más baratas para el material de origen, no hornearemos los poros, sino que los obstruiremos. Para esto usamos:

Opción 3a. Impresora térmica con cinta (cinta de transferencia térmica).


Esquema de transferencia térmica de la cinta

Opción 3b. Impresora láser

Las opciones 1, 2 y 3a se prueban en la práctica y funcionan bien. Por supuesto, era necesario seleccionar los modos óptimos (por ejemplo, temperatura del cabezal térmico, velocidad, etc.), los materiales óptimos (tanto principales como auxiliares).

Opción 3b. Aunque es teóricamente el más prometedor, aún requiere la selección de material poroso resistente al calor, y quizás un enfoque ligeramente diferente (por ejemplo, imprimir en una micro cuadrícula y luego usarlo como una plantilla).

Resultado

Como resultado, hemos desarrollado hasta 4 opciones para nuevas tecnologías de impresión. Todos ellos tienen una velocidad mucho más alta que la requerida y el costo es más bajo que el existente.