Publié dans le numéro février/mars 2016 de The IAPD Magazine.
L’industrie de la finition numérique a toujours rencontré des défis lorsqu’il s’agit de travailler avec de l’acrylique et d’autres plastiques. Dans la plupart des cas, le matériau imprimé devait être créé sur un substrat puis transféré ultérieurement sur un plastique ou un autre substrat nécessitant des outils de découpe séparés — un processus qui mobilise trop de ressources précieuses, notamment le temps, la main-d’œuvre et l’argent. Heureusement, les capacités d’impression se sont grandement améliorées grâce au développement de la technologie UV, mais elles n’ont pas complètement accéléré le processus. En effet, les tables de finition traditionnelles sont conçues davantage pour découper des matériaux légers tels que le vinyle. L’acrylique et les autres plastiques durs nécessitent une technologie de découpe différente de la lame de couteau habituelle.
Aujourd’hui, les avancées technologiques incluent un traitement à grande vitesse qui permet de découper à la fois les plastiques et les matériaux légers. Plutôt que d’utiliser des tables de finition distinctes, le processus a évolué avec le développement de routeurs CNC hybrides qui intègrent de plus grandes broches de fraisage avec des couteaux tangentiels et oscillants.
Progrès en impression et en découpe
Les améliorations technologiques en finition numérique ont suivi le rythme des progrès du procédé d’impression. Le plus notable pour ce dernier est l’impression ultraviolet pour laquelle les encres UV ont, pour la plupart, remplacé les encres traditionnelles à base de solvant. Les solvants n’étaient pas considérés comme respectueux de l’environnement. De plus, les imprimantes devaient attendre que l’encre sèche, rendant le processus excessivement long. Avec l’UV, l’encre est durcie au fur et à mesure de l’impression par des lampes montées sur la tête d’impression. Avec les bonnes encres et les bons réglages, il est possible d’imprimer sur une large gamme de substrats, y compris les bois, les métaux et tous types de plaques plastiques.
Les fabricants d’encres et de matériaux ont encore amélioré le procédé en développant de nouveaux produits offrant une meilleure adhérence et durabilité. Tout cela est positif, mais un problème majeur demeurait — la découpe du substrat. Trop souvent, la découpe nécessitait des couteaux et d’autres outils différents selon le type et l’épaisseur du substrat. Cela pouvait également prendre du temps et coûter cher selon les outils et les machines disponibles. De nombreuses machines de finition étaient limitées à la découpe du papier ou du vinyle, si bien que la découpe du plastique dépassait leur capacité ou leur aptitude.
La lame de couteau traditionnelle, parfaitement adaptée à la découpe de matériaux légers, se révélait inutile pour l’acrylique ou d’autres plastiques. Les couteaux n’étaient pas la seule limitation dans le processus de finition pour matériaux légers. Les broches de fraisage devaient être plus lourdes ainsi que les outils rotatifs. En fait, l’ensemble de la machine de finition, y compris la base, le système de maintien de la pièce, le pont et les outillages, devait être renforcé si l’on voulait offrir une option de découpe meilleure et plus pratique.
Ce ne sont là que quelques-uns des problèmes que la technologie devait résoudre. Un autre point évident était le repérage, où des caméras identifient l’emplacement précis et la trajectoire de découpe. Dans une certaine mesure, des technologies dans lesquelles des caméras localisent des repères pour la machine de finition, qui peut modifier le programme pour couper exactement au bon endroit, ont été utilisées. Alors pourquoi cela ne suffit-il pas pour la finition numérique d’aujourd’hui ? La réponse est similaire aux circonstances liées au couteau traditionnel. Les types d’outils de découpe pour les machines de finition couramment utilisées sont limités, et l’utilisateur devra très probablement employer un dispositif de découpe différent pour mener à bien le projet.
La réponse d’AXYZ a été de créer un processus de finition résolvant le dilemme des outils de coupe : une solution de découpe CNC innovante, la Trident Series.
Explication des hybrides de finition numérique
Il existe plusieurs différences notables entre les hybrides et les machines de finition conventionnelles. Tout d’abord, l’hybride a été modifié pour traiter des substrats plus lourds ainsi que des matériaux légers. Peut-être la différence la plus significative est le développement d’unités de couteau multifonctions et d’une broche de fraisage puissante. Ces changements garantissent que l’impression sur un substrat rigide tel que l’acrylique peut être réalisée par un seul type de processus de finition capable de gérer des projets plus larges.
Les composants de l’hybride peuvent être décrits comme une configuration à trois têtes : la broche de fraisage, un couteau oscillant et un couteau tangentiel. Les capacités des trois sont nombreuses. Commençons par la broche de fraisage, qui est équipée de fraises conventionnelles et généralement utilisée pour découper des substrats rigides tels que les plastiques et les métaux. Les broches de fraisage sont proposées avec différentes puissances ; par ex. 5 HP et 10 HP. En général, leurs vitesses tournent soit à 18,000 rpm soit à 24,000 rpm, mais certaines peuvent atteindre 40,000 rpm. Il existe une grande variété de fraises et il est évidemment important de sélectionner la fraise la plus appropriée pour le matériau à usiner.
Le couteau oscillant de l’hybride est sensiblement différent d’un couteau traînant conventionnel. Ce dernier tourne sur son propre axe pour s’aligner sur le contour à couper et est limité aux matériaux légers comme le vinyle ou le papier. Le couteau oscillant fait osciller sa lame verticalement de seulement quelques millimètres, mais à haute fréquence. Le couteau oscillant convient davantage aux matériaux souples et/ou flexibles tels que le plastique ondulé. Il a tendance à scier plutôt qu’à glisser dans le matériau et ne l’effiloche pas.
Contrairement au couteau oscillant, le couteau tangentiel a une lame fixe. Comme son homologue oscillant, il est cependant entraîné par un moteur pour orienter la lame dans la direction de la coupe. L’utilisation idéale du couteau tangentiel concerne les matériaux plus lourds, plus épais ou plus durs que ce que le couteau traînant traditionnel peut supporter. Les couteaux oscillants et tangents disposent tous deux d’une sélection variée de lames présentant différentes géométries conçues pour s’adapter à différents matériaux.
Les unités de couteaux multifonctions font plus que permettre à l’utilisateur de couper des matériaux légers ou lourds. Elles augmentent également le débit en éliminant la nécessité d’avoir des machines différentes selon la nature du substrat.
Bill Stender, fondateur et propriétaire de San Francisco Landmark Signs, peut témoigner de l’impact qu’ont eu les hybrides sur son processus de finition. « Pour mon atelier, je voulais la capacité de couper de l’acrylique d’un demi-pouce ou d’un pouce, ce que je pouvais faire auparavant, mais cela prenait trop de temps car la broche que j’avais était conçue pour la découpe de matériaux légers », a déclaré Stender.
Après avoir étudié les options, il a choisi un hybride multifonction. « Il a une broche lourde, plus de puissance et une structure très robuste, donc nous pouvons découper du matériau lourd sans aucun problème », a-t-il dit.
« Avec cette machine, nous pouvons proposer plus de matériaux et cela peut être énorme si vous avez le bon travail », a-t-il ajouté. « Nous sommes capables de produire des pièces découpées en contour parfaitement enregistrées. »
L’économie a du sens
Comme le montre l’expérience de Stender, la technologie est là pour être exploitée, mais contrairement à son exemple, de nombreux finisseurs n’en tirent pas parti. Il est économiquement peu raisonnable d’opérer des machines de finition distinctes limitées à un outil de coupe spécifique, pourtant cela semble trop courant dans l’industrie. Pour être compétitifs, les finisseurs de l’industrie graphique doivent pouvoir travailler plus rapidement et proposer des découpes plus flexibles et plus complexes, notamment dans l’utilisation de l’acrylique.
La technologie hybride a été conçue pour répondre à ces besoins croissants. Les routeurs commandés numériquement d’aujourd’hui et leurs robustes attaches de couteaux peuvent découper avec précision les substrats durs ainsi que les matériaux fins et flexibles. L’objectif de telles machines de finition numérique est d’accélérer le processus, de réduire les coûts à long terme et d’alléger les contraintes de temps pour l’achèvement — des objectifs dignes pour toute entreprise.
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