DuraTech jest pionierem utwardzania UV LED w celu zapewnienia mocy, produktywności i wydajności

O firmie

DuraTech Industries ma ponad 40-letnie doświadczenie w dostarczaniu dekoracyjnych i funkcjonalnych produktów identyfikacyjnych z nadrukiem sitodrukowym producentom OEM na całym świecie, na rynkach motoryzacyjnym, komputerowym, elektronicznym, przemysłowym i medycznym. Produkty obejmują elementy dekorowane w formie (IMD), elektronikę strukturalną w formie (IMSE), przełączniki membranowe, metalowe tabliczki znamionowe, produkty z kopułkami i etykiety.

Założona w latach 70-tych firma zbudowała obecnie doświadczony zespół liczący ponad 300 pracowników. Dzięki swojej siedzibie i kluczowemu zakładowi produkcyjnemu w La Crosse w stanie Wisconsin firma DuraTech obsługuje klientów na całym świecie. Pat Tully, kierownik projektu w DuraTech, w skrócie opisuje historię firmy: „DuraTech powstała w garażu w 1977 roku. W miarę rozwoju postanowiliśmy skoncentrować się wyłącznie na drukowaniu tworzyw sztucznych i od tego czasu rozwijamy się w stałym tempie.

„W 1998 roku otrzymaliśmy certyfikat ISO 9002. Dodaliśmy druk cyfrowy i fleksograficzny oraz zajęliśmy się dekoracją w formie. Aby zapewnić lokalne wsparcie naszym klientom z listy Fortune 500, firmom IBM i GE Medicals, w 2005 roku otworzyliśmy placówkę w Pekinie w Chinach. Zajmujemy się tam produkcją grafiki i interfejsów użytkownika.

„Kontynuowaliśmy poszerzanie naszych możliwości i zajęliśmy się elektroniką drukowaną, aż w końcu połączyliśmy naszą drukowaną elektronikę z dekoracjami w formie… to było naturalne, że zajęliśmy się elektroniką w formie.

„Jesteśmy pierwszym licencjobiorcą TactoTek w Ameryce Północnej w zakresie elektroniki strukturalnej metodą wtrysku. Wykonujemy części formowane, produkty specjalistyczne dla wielu różnych rynków. Naszymi głównymi rynkami są jednak urządzenia i urządzenia medyczne, a także część branży motoryzacyjnej.

Różnorodność produktów

Szeroki asortyment produktów DuraTech oznacza, że ​​istnieje sprawdzony produkt spełniający niemal każdą potrzebę klienta, wspierany przez doświadczony zespół projektowy specjalizujący się w tworzeniu rozwiązań dostosowanych do konkretnych wymagań. Dan Chandler, wiceprezes ds. produkcji, przygotowuje scenę: „Wykonamy wszystko, co przyjdzie Ci do głowy i co można na nim wydrukować, od poliwęglanów po kopolimery, poliestry, szkło, metal, winyle… jeśli da się to wydrukować, drukujemy na tym”.

Due diligence i przejście na UV LED

Proces drukowania i utwardzania na tak złożonych podłożach jest wymagający, dlatego zespół produkcyjny DuraTech zachował ostrożność w podejściu do zastosowania technologii UV LED, chcąc mieć pewność co do jej skuteczności utwardzania przed wprowadzeniem takiego systemu do głównego nurtu produkcji. Przez wiele lat śledzili rozwój diod UV LED i dokładnie je testowali we własnym laboratorium, jak wyjaśnia Jeff Busse, lider ds. technologii i rozwoju produktów: „Przyglądaliśmy się jednostkom LED od 10 do 15 lat, w tym czasie mieliśmy wiele różnych jednostek, różne długości fal, umieściliśmy je w naszych jednostkach laboratoryjnych w naszym obszarze badawczo-rozwojowym, a kiedy ustaliliśmy, jakie jednostki tam pracują, sprowadziliśmy je, umieściliśmy w naszym obszarze produkcyjnym i wypróbowaliśmy”. Ten sam proces miał miejsce przed pomyślną integracją pięciu systemów GEW LeoLED na głównych liniach produkcyjnych DuraTech w 2023 r.

Niezwykle wymagający cykl życia wielu produktów DuraTech tylko uwypuklił potrzebę dokonania właściwego wyboru, ponieważ do wytworzenia towarów o wysokiej trwałości wymagany jest wyjątkowy standard utwardzania, który może działać dłużej niż niezbędny okres użytkowania. Dan Chandler wyjaśnia: „W przypadku niektórych klientów musimy przejść bardzo rygorystyczny proces, a następnie powiedzieć: «To jest to, co chcielibyśmy zrobić»… a potem poddawać go torturom i testować w najróżniejszych warunkach, umieszczając go w termotronie w temperaturze około -40°, podgrzewając do wysokich temperatur, zanurzając w wodzie… przechodzi po prostu różnorodne testy, ale naprawdę nie spieszyliśmy się i po zeszłym roku zaczęliśmy kupować GEW i od tego czasu jest wspaniale”.

Przejście na atramenty UV LED

Długoterminowa trwałość i wydajność atramentów utwardzanych diodami LED były również szczegółowo badane, gdy rozważano systemy LED firmy GEW. Jednak w rzeczywistości zmiana była rutynowa, jak wyjaśnia Busse: „Atramenty utwardzane diodami LED działają równie dobrze, jak stare, konwencjonalne atramenty utwardzane promieniami UV i tusze rozpuszczalnikowe. Nie zaobserwowaliśmy w nich prawie żadnej różnicy, a utwardzanie jest znacznie szybsze, a niektóre materiały, nad którymi pracujemy, to cienkie materiały, w przypadku których dioda LED po prostu nie przetrzymuje ciepła, jakie mają inne jednostki i zniekształca je, więc robi wszystko, czego chcemy… a nasz główny dostawca atramentu umieścił moduł GEW w swoim laboratorium, więc jeśli będziemy mieli jakiekolwiek problemy z utwardzaniem atramentu, będą w stanie odtworzyć to, co robimy tutaj na linii. Jeśli więc powiemy im, że leczymy tę chorobę przy użyciu tak dużej mocy, będą mogli to zrobić tam na dole, więc w ten sposób będzie to dla nas korzystne dla obu stron”.

Wielokrotna oszczędność energii

Konwencjonalne systemy suszenia na gorąco zastępowane przez UV LED są znacznie droższe w eksploatacji i spowalniają czas produkcji. Suszenie na gorąco ma podwójną wadę: jest energochłonne, a powstające ciepło należy zagospodarować w środowisku fabrycznym. Dzięki przejściu na systemy utwardzania UV LED uzyskuje się natychmiastowe utwardzanie, koszty energii są znacznie obniżone, a niepożądane ciepło zostaje wyeliminowane.

Chandler wyjaśnia, jak to skłoniło ich do wyboru diod LED: „Zdaliśmy sobie sprawę, o ile więcej naprawdę zaoszczędziłoby nam to energii, jeśli chodzi o ogrzewanie, wentylację i klimatyzację… HVAC jest dla nas ogromnym wyzwaniem, ponieważ utrzymanie klimatyzacji jest bardzo, bardzo drogie. Dzięki tym systemom lamp wytwarzana jest niesamowita ilość spalin, z których wypływa w 100% klimatyzowane powietrze, co jest bardzo kosztowne. Mamy więc około 120 ton klimatyzacji tylko dla tego pomieszczenia, więc możesz sobie wyobrazić, że instalujemy systemy GEW bez konieczności uzupełniania powietrza… to tylko ogromne oszczędności w przypadku central wentylacyjnych, właściwie właśnie kupiłem jedną centralę wentylacyjną, 70 ton i myślę, że szacujemy to na około 170 000 dolarów. Jest tak wiele zalet, że zużywamy prawdopodobnie 50% kosztów standardowego systemu lamp, więc to było naprawdę ogromne”.

Spójność procesu

Podkreśla także zalety procesu, jakie odkryli w przypadku diod UV LED: „Zrównoważony rozwój milidżul i watów… numer jeden. W tej chwili w przypadku któregokolwiek z naszych systemów lamp, jeśli spojrzeć na system lamp IR, zaczniesz i będziesz miał idealne milidżule i waty, a po 20 godzinach lub 20 minutach zacznie już spadać, więc nie ma prawdziwej spójności… więc będziesz musiał to mierzyć za każdym razem, gdy biegniesz. Jeśli chodzi o diody LED, są one płaskie, a następnie przeprowadza się odpowiednie analizy i wiadomo dokładnie, gdzie je ustawić w zależności od systemu atramentu i rodzaju materiału”.

Zwiększona produktywność

Chandler dodaje komentarz na temat wpływu diod LED na produktywność: „Kolejnym problemem było utwardzanie końcowe: mamy tu prawdopodobnie od 250 do 300 zadań, które wykonujemy co tydzień, a spora część z nich jest drukowana i tak naprawdę musimy poczekać 24 godziny, zanim będziemy mogli laminować i przejść do następnego procesu. Przejście na system LED GEW wyeliminowało to, co, jak wiesz, pomogło nam zwiększyć naszą wydajność, skracając czas realizacji.”

Indywidualne rozwiązania dla każdej linii

DuraTech posiada w zakładzie w La Crosse szeroką gamę linii produkcyjnych, z których każda ma inne wymagania dotyczące utwardzania promieniami UV. Firma GEW ściśle współpracowała z zespołem technicznym firmy przy projektowaniu i integracji systemu UV dla każdego przenośnika, aby mieć pewność, że zaprojektuje optymalne rozwiązanie dla każdej linii. Obejmowało to takie opcje, jak przełączanie szerokości i regulacja wysokości, jak opisuje Chandler: „Wybraliśmy różne rozmiary, mamy trzy jednostki o szerokości 30 cali, jest to lampa ciągła, mamy lampę o szerokości 42 cali, a także mamy lampę o szerokości 50 cali. 50-calową prasę można zastosować na jednej z naszych większych pras cylindrycznych, gdzie potrzebujemy tej szerokości, ale nie zawsze, dlatego GEW oferuje różne poziomy, na których można ją uruchomić. Jeśli więc uruchomię go na poziomie pierwszym, działa tylko sekcja środkowa. Jeśli chcę szerszy, wtedy prawy i lewy zazębiają się, a teraz wykorzystuję jego pełną długość… uwielbiamy to. Regulacja wysokości jest bardzo przyjazna dla użytkownika, dostosowujemy ją w zależności od rodzaju materiału i wymaganej mocy, więc może wynosić od ćwierć cala do nawet kilku cali nad pokładem, ale wszystko zależy od materiału, który tam przepuścisz.

Prostota instalacji

Dzięki precyzyjnemu planowaniu obu stron instalacje zostały zrealizowane bezproblemowo, przy minimalnych zakłóceniach w produkcji. Chandler komentuje to: „W ciągu ostatnich 30 lat wykonałem wiele instalacji i wszystko to było wykonane pod klucz. Kupiliśmy system chillerów, system LED i nośnik od GEW, a oni współpracowali z naszymi producentami, a my wyprodukowaliśmy resztę. Pomogli nam w każdym szczególe, wszystko poszło gładko i zdarza się to rzadko, bardzo rzadko… więc czapki z głów przed GEW.”

Obecne i przyszłe możliwości

Kolejną, mniej oczekiwaną korzyścią wprowadzoną przez technologię LED jest zwiększone tempo utwardzania produktu. Firma DuraTech zainwestowała w głowice LeoLED firmy GEW o dużej mocy do wszystkich pięciu instalacji, a dostarczona dawka i natężenie promieniowania są więcej niż wystarczające do ich bieżącej pracy. Chandler wyjaśnia, w jaki sposób optymalizują prędkość: „Jeśli chodzi o pomiar natężenia napromienienia, używamy krążków mocy EIT, map mocy i przeprowadzamy pełne badania przy szerokiej gamie prędkości i posuwów, od około 80 do 200 stóp, lub faktycznie wychodzimy z mocy wyjściowej, więc dodając te dwa i łącząc te obliczenia, możesz wykorzystać milidżule i waty, aby zmaksymalizować produktywność. Dzięki temu możesz jechać tak szybko, jak to możliwe, mając tak dużą jednostkę. Lampy można dostosować do dowolnej mocy wyjściowej, jakiej potrzebujesz.”

Chcieli jednak także zabezpieczyć swoją działalność na przyszłość i upewnić się, że są w stanie podjąć się wszelkich prac, które mogą pojawić się w nadchodzących latach. Chandler komentuje to: „Właściwie kupiliśmy największą jednostkę, jaką ma GEW, i tak naprawdę tylko około 10% pracy będziemy wykonywać przy 30 watach… nigdy nie wiesz, co dostanie od następnego klienta, ponieważ nigdy nie jest tak samo, wszyscy się zmieniają, technologia się zmienia, systemy atramentów się zmieniają i musimy być na to gotowi, więc kupiliśmy Ferrari i jeździmy na najwyższych obrotach tylko raz na jakiś czas, ale zwykle po prostu jazda na tej maszynie jest świetna.”

Uczenie się na błędach z przeszłości

Pomimo poziomu badań i należytej staranności włożonej w nabycie sprzętu kapitałowego, nadal możliwe jest popełnienie sporadycznego błędu w ocenie, jak ilustruje Chandler: „Przyglądamy się diodom LED od prawdopodobnie 10 lat, powiedziałbym, i przez te lata dokonaliśmy kilku zakupów. Jednym z pierwszych zakupów była jego przystępna cena w porównaniu do wszystkich innych systemów LED… to błędne podejście. Dostaniesz to, za co płacisz… mieliśmy problemy z przepalającym się kwarcem i diodami LED, a także z projektem i po prostu wsparciem technicznym, którego nie było… każdy element tego zakupu był okropny i po prostu nie mogli osiągnąć mocy, jaką mógł osiągnąć GEW.

Zwrot z inwestycji

Przechodząc do bardziej pozytywnych kwestii, Chandler wskazuje na ich niedawny zakup od GEW: „Zwrot z inwestycji następuje natychmiast, zaraz po zamontowaniu systemów GEW, wyjąłem system Switchback i założyłem 16-calowy wydech, który pochłonął większość mojego powietrza. To natychmiastowe oszczędności, już teraz i dzisiaj. Przepływ produktu: 24-godzinna kuracja już minęła, mogę szybciej przesyłać produkt, nasi klienci mogą zobaczyć swój produkt dzień wcześniej niż zwykle.

Dlaczego warto przejść na technologię LED?

Podsumowując, Chandler przedstawia ogólne korzyści dla DuraTech związane z przejściem na diody LED: „Wiesz, musimy w dalszym ciągu obniżać ceny dla naszych klientów, mimo że dostawy rosną, więc to są wszystkie oszczędności, o których mówiłem: klimatyzacja, oszczędność energii, jakość… tylko jakość produktu, czyli brak rozwarstwiania. Już samo to stanowi ogromny sterownik, który można przestawić na diody LED. To było ogromne.

„Jeśli niektórzy z naszych konkurentów rozważają system GEW, gorąco polecam, aby wybrali kogoś innego… to jest nasza przewaga!”

Obejrzyj film ze studium przypadku DuraTech

https://youtu.be/x1dHo2vJvvQ

Aby dowiedzieć się więcej na temat LeoLED2, systemu utwardzania UV LED nowej generacji o najwyższej mocy, firmy GEW, przejdź tutaj.