DuraTech è pioniere nella polimerizzazione LED UV per potenza, produttività e prestazioni

Informazioni sull’azienda

DuraTech Industries vanta oltre 40 anni di esperienza nella fornitura di prodotti di identificazione funzionale e decorativa serigrafati agli OEM di tutto il mondo, nei mercati automobilistico, informatico, elettronico, industriale e medico. I prodotti includono articoli decorati in stampo (IMD), elettronica strutturale in stampo (IMSE), interruttori a membrana, targhette metalliche, prodotti a cupola ed etichette.

Fondata negli anni ’70, l’azienda vanta oggi un team esperto di oltre 300 dipendenti. Con la sua sede centrale e il principale impianto di produzione con sede a La Crosse, Wisconsin, DuraTech serve clienti in tutto il mondo. Pat Tully, Project Manager presso DuraTech, delinea brevemente la storia dell’azienda: “DuraTech è stata fondata in un garage nel 1977. Man mano che siamo cresciuti, abbiamo deciso di concentrarci solo sulla stampa di plastica e da allora abbiamo continuato a crescere a un ritmo costante.

“Nel 1998 abbiamo ottenuto la certificazione ISO 9002. Abbiamo aggiunto la stampa digitale e la stampa flessografica, e siamo entrati nella decorazione in stampo. Per fornire supporto locale ai nostri clienti Fortune 500, IBM e GE Medicals, nel 2005 abbiamo aperto una struttura a Pechino, in Cina, dove realizziamo grafica e prodotti per l’interfaccia utente.

“Abbiamo continuato ad espandere le nostre capacità e siamo entrati nel campo dell’elettronica stampata, alla fine abbiamo fuso la nostra elettronica stampata con la nostra decorazione in-mould… è stata una scelta naturale entrare nel settore dell’elettronica in-mould.

“Siamo il primo licenziatario di TactoTek in Nord America, per l’elettronica strutturale in-mould. Realizziamo pezzi formati e prodotti speciali per molti mercati diversi. I nostri mercati principali, tuttavia, sono quelli degli elettrodomestici e dei dispositivi medici, e in percentuale ci occupiamo anche del settore automobilistico.”

Diversità del prodotto

L’ampiezza della gamma di prodotti DuraTech significa che esiste un prodotto collaudato per quasi tutte le esigenze dei clienti, supportato da un team di progettazione esperto specializzato nella creazione di soluzioni su misura per requisiti specifici. Dan Chandler, VP Manufacturing, definisce la scena: “Tutto ciò che ti viene in mente di poter stampare, lo faremo, dai policarbonati ai copoliesteri, dai poliesteri al vetro, metallo, vinili… se può essere stampato, lo stampiamo sopra.”

Due diligence e passaggio al LED UV

Il processo di stampa e polimerizzazione su questi substrati complessi è impegnativo e il team di produzione di DuraTech è stato cauto nell’approccio all’adozione della tecnologia LED UV, dovendo essere certi della sua efficacia di polimerizzazione prima di introdurre qualsiasi sistema di questo tipo nella loro produzione tradizionale. Hanno seguito lo sviluppo del LED UV per molti anni e lo hanno testato a fondo nel proprio laboratorio, come spiega Jeff Busse, responsabile dello sviluppo di tecnologia e prodotto: “Abbiamo esaminato le unità LED per 10-15 anni, abbiamo avuto molte unità diverse in quel periodo, lunghezze d’onda diverse, le abbiamo inserite nelle nostre unità di laboratorio nella nostra area di ricerca e sviluppo, quindi quando abbiamo determinato quali unità funzionano lì, le abbiamo portate, messe nella nostra area di produzione, le abbiamo provate.” Questo stesso processo è stato seguito prima della riuscita integrazione di cinque sistemi GEW LeoLED sulle principali linee di produzione di DuraTech, nel 2023.

Il ciclo di vita estremamente impegnativo di molti dei prodotti DuraTech non ha fatto altro che accentuare la necessità di fare la scelta giusta, poiché è necessario uno standard eccezionale di polimerizzazione per produrre beni altamente durevoli in grado di funzionare ben oltre la loro durata necessaria. Dan Chandler spiega: “Per alcuni clienti, dobbiamo seguire un processo molto rigoroso, e poi dire ‘questo è quello che vorremmo fare’… e poi lo sottopongono a test di tortura, in tutte le diverse condizioni, inserendolo in un Thermotron a circa -40°, portandolo a temperature elevate, immergendolo nell’acqua… c’è solo una serie di test a cui viene sottoposto, ma ci siamo davvero presi il nostro tempo e dopo l’anno scorso abbiamo iniziato ad acquistare GEW, e da allora è stato fantastico.”

Passaggio agli inchiostri UV LED

Anche la durabilità a lungo termine e le prestazioni degli inchiostri polimerizzabili a LED sono stati attentamente esaminati quando sono stati presi in considerazione i sistemi LED di GEW. Tuttavia, in realtà il passaggio è stato una routine, come spiega Busse: “Gli inchiostri essiccati a LED funzionano altrettanto bene dei vecchi inchiostri convenzionali essiccati con UV e degli inchiostri a solvente. Non abbiamo riscontrato alcuna differenza e polimerizza molto più rapidamente, e alcuni dei materiali su cui stiamo lavorando sono materiali sottili in cui il LED semplicemente non ha il calore delle altre unità e li distorce, quindi fa tutto ciò che vogliamo… e il nostro principale fornitore di inchiostri ha messo un’unità GEW nel loro laboratorio, quindi se abbiamo problemi nel tentativo di polimerizzare l’inchiostro, sono in grado di replicare ciò che stiamo facendo qui sulla linea. Quindi, se diciamo loro che stiamo curando il problema con così tanta potenza, possono farlo laggiù, quindi in questo modo è vantaggioso per noi.”

Risparmio energetico multiplo

I tradizionali sistemi di essiccazione a caldo sostituiti dai LED UV sono molto più costosi da gestire e rallentano i tempi di produzione. L’essiccazione termica presenta un duplice svantaggio in quanto richiede molta energia e il calore esaurito che crea deve essere gestito nell’ambiente di fabbrica. Passando ai sistemi di polimerizzazione UV LED, si ottiene una polimerizzazione immediata, i costi energetici vengono drasticamente ridotti e qualsiasi calore indesiderato viene eliminato.

Chandler spiega come questo li abbia guidati nella scelta del LED: “Ci siamo resi conto di quanto ci avrebbe fatto risparmiare molto di più in termini di energia, quando si tratta di HVAC… L’HVAC è enorme per noi perché è molto, molto costoso gestire l’aria condizionata. Con questi sistemi di lampade, hai un’incredibile quantità di gas di scarico, dove si tratta di aria condizionata al 100% che esce, quindi è molto costoso. Quindi abbiamo circa 120 tonnellate di aria condizionata solo per questa stanza, quindi potete immaginare inserendo i sistemi GEW, senza necessità di ricambio d’aria… solo l’enorme risparmio dei sistemi di trattamento dell’aria, in effetti ho appena acquistato un dispositivo di trattamento dell’aria, 70 tonnellate, e penso che stiamo valutando circa $ 170.000. Ci sono così tanti vantaggi che stiamo lavorando probabilmente al 50% del costo di un sistema di lampade standard, quindi è stato davvero enorme.”

Coerenza del processo

Sottolinea inoltre i vantaggi del processo riscontrati con il LED UV: “Sostenibilità dei millijoule e dei watt… numero uno. In questo momento con uno qualsiasi dei nostri sistemi di lampade, se assomigli a un sistema di lampade IR, inizierai e avrai i millijoule e i watt perfetti, e dopo 20 ore o 20 minuti inizia già a diminuire, quindi non c’è una reale coerenza… quindi dovrai misurarli ogni volta che corri. Quando si tratta di LED è piatto, poi fai gli studi adeguati e sai esattamente dove impostarlo per sistema di inchiostro, per tipo di materiale.”

Aumento della produttività

Chandler aggiunge un commento sull’impatto che il LED ha avuto sulla produttività: “Un altro è stato il post-polimerizzazione: abbiamo probabilmente da 250 a 300 lavori che eseguiamo qui ogni settimana, beh, una buona parte di questi, quando vengono stampati, dobbiamo effettivamente aspettare 24 ore prima di poter laminare e passare al processo successivo. Il passaggio al sistema LED GEW ha eliminato tutto ciò, il che, come sapete, ci ha aiutato a incrementare la nostra capacità, riducendo i tempi di consegna.”

Soluzioni personalizzate per ogni linea

DuraTech dispone di un’ampia varietà di linee di produzione nello stabilimento di La Crosse, ciascuna con diversi requisiti di polimerizzazione UV. GEW ha lavorato a stretto contatto con il team tecnico dell’azienda sulla progettazione e sull’integrazione del sistema UV per ciascun trasportatore, per essere sicuri di progettare la soluzione ottimale per ogni linea. Ciò includeva opzioni come la commutazione della larghezza e la regolazione dell’altezza, come descrive Chandler: “Abbiamo scelto una varietà di dimensioni diverse, abbiamo tre unità larghe 30 pollici, è una lampada continua e abbiamo una lampada larga 42 pollici e poi abbiamo anche una lampada larga 50 pollici. Il 50 pollici va su una delle nostre presse a cilindro più grandi dove abbiamo bisogno di quella larghezza, ma non sempre, quindi GEW ha diversi livelli con cui puoi eseguirlo. Quindi, se lo eseguo al livello uno, funziona solo la sezione centrale. Se lo voglio più largo, allora il lato destro e quello sinistro si innestano e ora lo sto utilizzando per tutta la sua lunghezza… lo adoriamo. La regolazione dell’altezza è molto intuitiva, la regoliamo in base al tipo di materiale e alla quantità di potenza di cui abbiamo bisogno, quindi potrebbe essere abbassata fino a un quarto di pollice e alta forse fino a un paio di pollici dal piatto, ma dipende tutto dal materiale che stai facendo passare lì.”

Semplicità di installazione

Grazie ad una precisa pianificazione anticipata da parte di entrambe le parti, le installazioni sono state eseguite senza problemi con interruzioni minime della produzione. Chandler commenta questo: “Ho fatto molte installazioni negli ultimi 30 anni e questo era davvero, davvero chiavi in ​​mano. Abbiamo acquistato il sistema di refrigerazione, abbiamo acquistato il sistema LED e il supporto da GEW e loro hanno lavorato con i nostri produttori e noi abbiamo fabbricato il resto. Ci hanno aiutato in ogni singolo aspetto ed è andato tutto liscio ed è raro, è molto raro… quindi tanto di cappello a GEW.”

Capacità attuali e future

Un ulteriore vantaggio, meno atteso, introdotto dal LED è la maggiore velocità con cui il prodotto può essere polimerizzato. DuraTech ha investito nelle lampade LeoLED ad alta potenza di GEW per tutte e cinque le installazioni e la dose e l’irradianza erogate sono più che sufficienti per il loro lavoro attuale. Chandler spiega come ottimizzano la velocità: “Quando si tratta di misurare l’irradianza, utilizziamo i dischi di potenza EIT, le mappe di potenza e facciamo uno studio completo in un’ampia varietà di velocità e avanzamenti, da forse 80 a 200 piedi, oppure andiamo effettivamente dalla potenza in uscita, quindi sommando questi due, mettendo insieme questi calcoli, è possibile utilizzare i millijoule e i watt per massimizzare la produttività. Quindi puoi andare il più veloce possibile con un’unità così grande. Puoi regolare le lampade in base alla potenza di cui hai bisogno.”

Tuttavia, volevano anche rendere la propria attività a prova di futuro e assicurarsi di essere più che in grado di affrontare qualsiasi lavoro potesse presentarsi negli anni a venire. Chandler commenta questo: “Abbiamo acquistato l’unità più grande di GEW e solo circa il 10% del lavoro lo eseguiremo a 30 watt… non si sa mai cosa ti porterà il prossimo cliente, perché non è mai lo stesso, la tecnologia di tutti sta cambiando, i sistemi di inchiostro stanno cambiando e dobbiamo essere pronti per questo, quindi abbiamo acquistato la Ferrari e la facciamo funzionare alla massima velocità solo una volta ogni tanto, ma di solito procediamo per inerzia con questa macchina, è fantastico.”

Imparare dagli errori del passato

Nonostante il livello di ricerca e di diligenza investito nell’acquisizione di beni strumentali, è ancora possibile commettere errori di giudizio occasionali, come illustra Chandler: “Abbiamo osservato i LED probabilmente per 10 anni, direi, e nel corso di quegli anni abbiamo effettuato alcuni acquisti. Uno dei primi acquisti è stato perché era conveniente rispetto a tutti gli altri sistemi LED… questa è la strada sbagliata da percorrere. Avrai quello per cui paghi… abbiamo avuto problemi con il quarzo e i LED che si spegnevano, e con il design, e semplicemente il supporto tecnico che non c’era… ogni singolo pezzo di quell’acquisto era orribile e semplicemente non riuscivano a raggiungere la potenza che GEW poteva ottenere.”

Ritorno sull’investimento

Passando a questioni più positive, Chandler sottolinea il loro recente acquisto da GEW: “Il RoI avviene immediatamente, nel momento in cui abbiamo installato i sistemi GEW, ho tirato fuori un sistema Switchback e avevo uno scarico da 16 pollici che ha assorbito gran parte del mio apporto d’aria. Questo significa un risparmio immediato sui costi, proprio adesso, oggi. Flusso del prodotto: il trattamento 24 ore su 24 non c’è più, posso spostare il prodotto più velocemente, i nostri clienti possono vedere il loro prodotto un giorno prima del normale.”

Perché passare al LED?

In sintesi, Chandler fornisce una panoramica dei risultati ottenuti dal passaggio al LED per DuraTech: “Sapete, dobbiamo continuare a ridurre i prezzi per i nostri clienti, anche se le forniture stanno aumentando, quindi questo è tutto il risparmio di cui ho parlato: aria condizionata, risparmio energetico, qualità… solo la qualità del prodotto, di non delaminazione. Questo da solo è un enorme driver solo per passare al LED. È stato enorme.

“Se ci sono alcuni dei nostri concorrenti là fuori che stanno prendendo in considerazione il sistema GEW, consiglierei vivamente di rivolgersi a qualcun altro… questo è il nostro vantaggio!”

Guarda il video del case study DuraTech

https://youtu.be/x1dHo2vJvvQ

Per saperne di più sul sistema di polimerizzazione LED UV di nuova generazione e ad altissima potenza di GEW, LeoLED2, vai qui.