DuraTech est le pionnier du durcissement par LED UV pour la puissance, la productivité et les performances

À propos de l’entreprise

DuraTech Industries a plus de 40 ans d’expérience dans la fourniture de produits d’identification décoratifs et fonctionnels sérigraphiés aux équipementiers du monde entier, sur les marchés de l’automobile, de l’informatique, de l’électronique, de l’industrie et du médical. Les produits comprennent des articles décorés dans le moule (IMD), des composants électroniques structurels moulés (IMSE), des interrupteurs à membrane, des plaques signalétiques métalliques, des produits et des étiquettes en forme de dôme.

Fondée dans les années 1970, l’entreprise compte aujourd’hui une équipe expérimentée de plus de 300 employés. Avec son siège social et ses principales installations de production basées à La Crosse, dans le Wisconsin, DuraTech sert des clients du monde entier. Pat Tully, chef de projet chez DuraTech, décrit brièvement l’histoire de l’entreprise : « DuraTech a été créée dans un garage en 1977. Au fur et à mesure de notre croissance, nous avons décidé de nous concentrer uniquement sur l’impression de plastiques, et depuis, nous avons grandi à un rythme soutenu. »

« En 1998, nous avons obtenu notre certification ISO 9002. Nous avons ajouté l’impression numérique et l’impression flexographique, et nous nous sommes lancés dans la décoration sur moule. Afin de fournir une assistance locale à nos clients Fortune 500, aux IBM et GE Medicals, nous avons ouvert une installation à Pékin, en Chine, en 2005. Nous y produisons des graphiques et des produits d’interface utilisateur. »

« Nous avons continué à étendre nos capacités et nous sommes lancés dans l’électronique imprimée. Finalement, nous avons fusionné notre électronique imprimée avec notre décoration sur moule… c’était un choix naturel pour nous lancer dans l’électronique sur moule. »

« Nous sommes le premier détenteur de licence TactoTek en Amérique du Nord pour les composants électroniques structurels moulés. Nous fabriquons des pièces formées, des produits spécialisés pour de nombreux marchés différents. Nos principaux marchés, cependant, sont les appareils électroménagers et les dispositifs médicaux, et nous réalisons également une part du secteur automobile. »

Diversité des produits

L’étendue de la gamme de produits DuraTech signifie qu’il existe un produit éprouvé pour presque tous les besoins des clients, soutenu par une équipe de conception expérimentée spécialisée dans la création de solutions sur mesure pour des exigences spécifiques. Dan Chandler, vice-président de la fabrication, plante le décor : « Tout ce à quoi vous pouvez penser et sur lequel vous pouvez imprimer, nous le ferons, des polycarbonates aux copolys, en passant par les polyesters, le verre, le métal, les vinyles… si cela peut être imprimé, nous imprimons dessus. »

Diligence raisonnable et passage à la LED UV

Le processus d’impression et de durcissement sur ces substrats complexes est exigeant, et l’équipe de production de DuraTech a été prudente dans son approche de l’adoption de la technologie UV LED, devant être certaine de son efficacité de durcissement avant d’introduire un tel système dans sa production traditionnelle. Ils suivent le développement des LED UV depuis de nombreuses années et les testent minutieusement dans leur propre laboratoire, comme l’explique Jeff Busse, responsable du développement de la technologie et des produits : « Nous étudions les unités LED depuis 10 à 15 ans. Ce même processus a été suivi avant l’intégration réussie de cinq systèmes GEW LeoLED sur les principales lignes de production de DuraTech, en 2023. »

Le cycle de vie extrêmement exigeant de nombreux produits DuraTech n’a fait qu’accentuer la nécessité de faire le bon choix, car un niveau de durcissement exceptionnel est requis pour produire des biens hautement durables capables de fonctionner au-delà de leur durée de vie nécessaire. Dan Chandler explique : « Pour certains clients, nous devons passer par un processus très rigoureux, puis dire « c’est ce que nous aimerions faire »… et ensuite ils le testent sous la torture, dans toutes les différentes conditions, en le mettant dans un Thermotron à peut-être -40°, en le portant à des températures élevées, en le plongeant dans l’eau… il y a juste une variété de tests qu’il subit, mais nous avons vraiment pris notre temps et après l’année dernière, nous avons commencé à acheter des GEW, et ça a été formidable depuis. »

Passer aux encres UV LED

La durabilité et les performances à long terme des encres polymérisables par LED ont également été examinées de près lorsque les systèmes LED de GEW ont été envisagés. Cependant, en réalité, le changement a été une routine, comme l’explique Busse : « Les encres à séchage LED fonctionnent aussi bien que les anciennes encres à séchage UV et encres à solvant conventionnelles. Nous n’avons pas vu de différence entre eux et ils durcissent beaucoup plus rapidement, et certains des matériaux sur lesquels nous travaillons sont des matériaux minces dans lesquels la LED n’a tout simplement pas la chaleur des autres unités et les déforme, donc elle fait tout ce que nous voulons… et notre principal fournisseur d’encre a installé une unité GEW dans son laboratoire, donc si nous avons des problèmes pour sécher l’encre, ils sont en mesure de reproduire ce que nous faisons sur la ligne ici. Donc, si nous leur disons que nous le guérissons avec autant de puissance, ils peuvent le faire là-bas, donc de cette façon, c’est gagnant-gagnant pour nous. »

De multiples économies d’énergie

Les systèmes de séchage thermique conventionnels remplacés par les LED UV sont beaucoup plus coûteux à exploiter et ralentissent le temps de production. Le séchage thermique présente un double inconvénient : il est gourmand en énergie et la chaleur dégagée qu’il génère doit alors être gérée dans l’environnement de l’usine. En passant aux systèmes de durcissement par LED UV, un durcissement immédiat est obtenu, les coûts énergétiques sont considérablement réduits et toute chaleur indésirable est éliminée.

Chandler explique comment cela les a poussés à choisir les LED : « Nous avons réalisé à quel point cela nous permettrait d’économiser beaucoup plus d’énergie, en matière de CVC… Le CVC est énorme pour nous car le fonctionnement de la climatisation coûte très, très cher. Avec ces systèmes de lampes, vous avez une quantité incroyable d’échappement, où il s’agit d’air conditionné à 100 % qui sort, donc c’est très coûteux. Nous avons donc environ 120 tonnes de climatisation rien que pour cette pièce, donc vous pouvez imaginer qu’en installant des systèmes GEW, sans besoin d’appoint d’air… juste les énormes économies réalisées grâce aux appareils de traitement de l’air, en fait, je viens d’acheter un appareil de traitement de l’air, 70 tonnes, et je pense que nous envisageons environ 170 000 $. Il y a tellement d’avantages que nous coûtons probablement 50 % du coût d’un système de lampe standard, donc c’était vraiment énorme. »

Cohérence des processus

Il souligne également les avantages du processus qu’ils ont trouvé avec la LED UV : « La durabilité des millijoules et des watts… numéro un. À l’heure actuelle, avec n’importe lequel de nos systèmes de lampes, si vous regardez comme un système de lampes IR, vous commencerez et vous aurez les millijoules et les watts parfaits, et après 20 heures ou 20 minutes, cela commence déjà à baisser, donc il n’y a pas de réelle cohérence… vous devrez donc mesurer cela à chaque fois que vous courez. Lorsqu’il s’agit de LED, c’est plat, puis vous effectuez les études appropriées et vous savez exactement où les installer par système d’encre et par type de matériau. »

Productivité accrue

Chandler ajoute un commentaire sur l’impact des LED sur la productivité : « Un autre problème était le post-durcissement : nous avons probablement 250 à 300 travaux que nous exécutons ici chaque semaine, et une bonne partie d’entre eux, lorsqu’ils sont imprimés, nous devons en fait attendre 24 heures avant de pouvoir plastifier et passer à notre processus suivant. Le recours au système LED GEW a éliminé ce problème, ce qui, vous le savez, nous a simplement aidé à augmenter notre capacité et à raccourcir nos délais de livraison. »

Des solutions personnalisées pour chaque ligne

DuraTech dispose d’une grande variété de lignes de production dans ses installations de La Crosse, chacune ayant des exigences différentes en matière de durcissement aux UV. GEW a travaillé en étroite collaboration avec l’équipe technique de l’entreprise sur la conception et l’intégration du système UV pour chaque convoyeur, afin d’être sûr de concevoir la solution optimale pour chaque ligne. Cela incluait des options telles que la commutation de la largeur et le réglage de la hauteur, comme le décrit Chandler : « Nous avons opté pour une variété de tailles différentes, nous avons trois unités de 30 pouces de large, c’est une lampe continue et nous avons une lampe de 42 pouces de large, puis nous avons également une lampe de 50 pouces de large. Le 50 pouces est utilisé sur l’une de nos plus grandes presses à cylindres là où nous avons besoin de cette largeur, mais pas tout le temps, donc GEW a différents niveaux dont vous pouvez l’exécuter. Donc, si je l’exécute au niveau un, seule la section centrale fonctionne. Si je veux plus large, alors la droite et la gauche s’engagent et maintenant j’en utilise toute la longueur… nous l’adorons. Le réglage de la hauteur est très convivial, nous l’ajustons en fonction du type de matériau et de la puissance dont nous avons besoin, de sorte qu’il peut descendre jusqu’à un quart de pouce et monter jusqu’à peut-être quelques pouces du pont, mais tout dépend du matériau que vous y mettez. »

Simplicité d’installation

Grâce à une planification prévisionnelle précise par les deux parties, les installations ont été exécutées sans problème avec un minimum de perturbations de la production. Chandler commente à ce sujet : « J’ai réalisé de nombreuses installations au cours des 30 dernières années et celle-ci était très, très clé en main. Nous avons acheté le système de refroidissement, nous avons acheté le système LED et le support auprès de GEW et ils ont travaillé avec nos fabricants et nous avons fabriqué le reste. Ils nous ont aidé dans chaque étape et tout s’est bien passé et c’est rare, c’est très rare… alors chapeau bas à GEW. »

Capacité actuelle et future

Un autre avantage, moins attendu, apporté par la LED est la vitesse accrue à laquelle le produit peut être durci. DuraTech a investi dans les têtes de lampe LeoLED haute puissance de GEW pour les cinq installations, et la dose et l’irradiance délivrées sont plus que suffisantes pour leur travail actuel. Chandler explique comment ils optimisent la vitesse : « Lorsqu’il s’agit de mesurer l’irradiance, nous utilisons des rondelles de puissance EIT, des cartes de puissance et nous effectuons une étude complète dans une grande variété de vitesses et d’alimentations, de peut-être 80 à 200 pieds, ou nous partons en fait de la puissance de sortie, donc en additionnant ces deux, en mettant ces calculs ensemble, vous pouvez utiliser les millijoules et les watts pour maximiser la productivité. Vous pouvez donc aller aussi vite que possible avec une unité aussi grande. Vous pouvez régler les lampes selon la puissance dont vous avez besoin. »

Cependant, ils souhaitaient également pérenniser leur entreprise et s’assurer qu’ils étaient plus que capables d’assumer tous les travaux qui pourraient survenir dans les années à venir. Chandler commente à ce sujet : « Nous avons en fait acheté la plus grande unité dont dispose GEW et il n’y a qu’environ 10 % du travail que nous allons réellement exécuter à 30 watts… vous ne savez jamais ce que le prochain client va vous offrir, parce que ce n’est jamais pareil, la technologie de chacun évolue, les systèmes d’encre changent et nous devons être prêts pour cela, nous avons donc acheté la Ferrari et nous ne la faisons fonctionner à la vitesse la plus élevée que de temps en temps, mais nous sommes généralement en roue libre avec cette machine, c’est génial. »

Apprendre des erreurs du passé

Malgré le niveau de recherche et de diligence raisonnable investi dans l’acquisition de biens d’équipement, il est encore possible de commettre des erreurs de jugement occasionnelles, comme l’illustre Chandler : « Nous nous intéressons aux LED depuis probablement 10 ans, je dirais, et au cours de ces années, nous avons effectué quelques achats. L’un des premiers achats était dû au fait qu’il était abordable par rapport à tous les autres systèmes LED… ce n’est pas la bonne voie à suivre. »

Retour sur investissement

Passant à des questions plus positives, Chandler souligne leur récent achat auprès de GEW : « Le retour sur investissement se produit immédiatement, à la seconde où nous avons installé les systèmes GEW, j’ai retiré un système Switchback et j’y ai installé un échappement de 16 pouces qui a éliminé une grande partie de mon air. Cela représente des économies immédiates, dès aujourd’hui. Flux de produit : le traitement de 24 heures est terminé, je peux faire circuler le produit plus rapidement, nos clients peuvent voir leur produit un jour plus tôt qu’ils ne le feraient normalement. »

Pourquoi passer au LED ?

En résumé, Chandler donne un aperçu de ce que le passage aux LED a permis pour DuraTech : « Vous savez, nous devons continuer à baisser nos prix pour nos clients, même si les approvisionnements augmentent, c’est donc toutes les économies dont j’ai parlé : la climatisation, les économies d’énergie, la qualité… juste la qualité du produit, sans délaminage. Cela seul constitue un énorme moteur pour pousser vers les LED. C’était énorme. »

« Si certains de nos concurrents envisagent le système GEW, je leur recommanderais fortement de choisir quelqu’un d’autre… c’est notre avantage ! »

Regardez la vidéo de l’étude de cas DuraTech

https://youtu.be/x1dHo2vJvvQ

Pour en savoir plus sur le système de polymérisation par LED UV de nouvelle génération de GEW, le plus puissant, LeoLED2, cliquez ici.