Паковање хранеје често посебно конструисан да одржава свежину производа изолујући их од влаге, кисеоника, па чак и светлости. Међутим, потрошачима може бити тешко да отворе јака, добро затворена паковања. Као резултат тога, произвођачи амбалаже понекад забијају или буше рупе у паковању како би их лакше отворили. За велики број произвођача корнета за сладолед,ЦО2 ласерису сада незаменљива технологија за постизање прецизне перфорације пакета велике брзине.
Изазов за паковање
У овој конкретној примени, корнети пуњени сладоледом били су упаковани у материјал направљен од 70-80 микрона дебелог папира, који је са једне стране био обложен слојем алуминијумске фолије дебљине приближно 20 микрона. Да би се олакшало отварање ове амбалаже, произвођач пробија рупе кроз слој папира, а алуминијумски слој оставља потпуно нетакнутим. Задржавање алуминијумског слоја је неопходно да би се одржала механичка стабилност паковања уз избегавање угрожавања функције паковања да га изолује од влаге и кисеоника.
Када велики произвођач амбалаже за десерте у почетку развије процес перфорације, јасно је наведено да сваки нови приступ треба да задовољи неколико важних критеријума. Прво, процес перфорације мора бити интегрисан у постојећу производну линију где се кутије преносе на покретну траку брзином од три у секунди. Друго, процес перфорације треба да дода само веома мали јединични трошак производу. Коначно, нови процес није могао да промени боју папира или да изазове видљиве мрвице, што би створило негативну перцепцију хране код потрошача.
Произвођач амбалаже је одмах схватио да ниједна од постојећих механичких метода не испуњава сва ова ограничења. Конкретно, ниједан од традиционалних алата за сечење не би могао да постигне овај ниво прецизности на брзој транспортној траци. Тако се компанија окренула производу за развој ласерског система,систем за ласерско чишћење, за решење.
ЦО2 Ласер Солутион
Развијен од ласерског система за чишћење, систем перфорације пакета комбинује кохерентни ГЕМ-100 са оптиком за фокусирање и 2Д галванометарским системом за скенирање. ГЕМ-100 је континуирани ласер са излазном снагом од 100 В, а такође је подесив по ширини импулса, са модулацијом ширине импулса од 60% до 80% радног циклуса дизајниран је да ствара испрекидане линије на производу уместо непрекидних чврсте исписане линије. ласер се користи у разним апликацијама, као што су папир, картон, картон и картон.
У сесији обраде папир је равни троуглови. Ласер сече глатку кривину са две додатне "помоћне линије" на крају сваке линије (како би помогао да се тргање почне на тачно правој тачки). Ова перфорирана крива постаје равна линија након што се лист намота и залијепи у коначни облик конуса.
Брзина транспортне траке је око 1 метар/секунди и остаје константна, скенер компензује ово кретање и сече производ док се креће. Пошто је снага ласера фиксна (само је радни циклус ласера променљив, а вршна снага је константна), брзина скенирања је једина променљива. Ако је рез сувише дубок или плитак, брзина скенирања се може променити да би се тај процес поново оптимизовао.
Ствари које треба размотрити са ласерима
ЦО2 ласер је изабран за ову примену јер се његова излазна таласна дужина од 10.6-микрона лако апсорбује у папир и веома се одбија од алуминијума. Ово чини једноставнијим и лакшим потпуно сечење кроз слој папира док алуминијумски слој остаје нетакнут.
Цохерентов ГЕМ{0}} ласер нуди посебне предности. Прво, његова пресавијена структура таласовода га чини веома компактним (у односу на његову излазну снагу), пошто је простор главни фактор. Друго, даје стабилност снаге ±3% довољно испод ±5% унутар потребног прозора обраде. Метрика стабилности је постигнута високо ефикасним системом воденог хлађења који смањује термичку деформацију резонантне шупљине, а ГЕМ-100 такође има дугу резонантну шупљину која одржава велики број уздужних модова који се истовремено јављају, додатно минимизирајући флуктуације снаге због било каквих промена режима.
Дугачка преклопна шупљина ласера и патентирани оптички дизајн резултирају добрим квалитетом шаре тачака, што елиминише пренапоне на страни ниже снаге на тачки који би пре запекли него пресекли папир. Још један фактор који избегава опекотине је брзи пораст и пад пулса. Време пораста овог типа ласера је природно брзо, али време пада мора да се контролише мешањем гаса и притиском, а у ГЕМ-100 ласеру су они посебно оптимизовани да дају кратко време пада импулса, чиме се елиминишу дуго нестајање снаге које може довести до опекотина.
У закључку, ласерска перфорација је омогућила произвођачима амбалаже да побољшају корисничко искуство својих производа без материјалног повећања трошкова производње. Било би непрактично спровести овај процес коришћењем неласерских метода, а само ЦО2 ласери су у стању да остваре ову неопходну комбинацију: излазних карактеристика, физичких карактеристика и укупних трошкова власништва како би ова апликација била успешна.
