Observation, analyse et mesure de films multicouches haute performance
Dans l’industrie des films et feuilles, la concurrence fait rage pour développer de nouveaux produits toujours plus fonctionnels aux couches démultipliées. Cette tendance va de pair avec une exigence accrue de qualité, qui requiert une analyse, une évaluation et une mesure haute précision par observation microscopique.
Cette section vous présente les tendances de l’industrie, les défauts les plus courants et les derniers exemples d’utilisation du microscope numérique 4K pour identifier les causes de ces défauts.
- Un besoin accru de films haute performance
- Fabrication des films multicouches
- Renforcement des exigences de performance et de qualité des films
- Derniers exemples d’observation, d’analyse et de mesure des films et feuilles
- Mesure de l’épaisseur d’un film multicouche sur coupe
- Observation et analyse de forme 3D de trous d’épingle
- Observation de corps étrangers et d’yeux de poisson
- Observation de corps étrangers après suppression du halo de la surface du film
- Observation et évaluation de rayures sur la surface d’un film
- Observation et mesure 3D de la texture de surface d’un film
- Images haute résolution de déchirures sur des films d’emballage de produits chimiques
- Évaluation révolutionnaire des films et feuilles haute performance
Un besoin accru de films haute performance
Les films et feuilles en plastique (résine) aux performances optimisées par une lamination ou tout autre procédé sont aujourd’hui extrêmement recherchés sur le marché.
Par exemple, dans l’industrie alimentaire, la tendance aux « repas individualisés » exige le conditionnement d’un large éventail de produits en petites portions, destinés aux ménages unipersonnels. La demande d’emballages réutilisables explose également pour les shampoings, gels douche, lessives et autres produits du quotidien à présent rechargeables. Dans les industries des composants électroniques et des semi-conducteurs, des films et feuilles hautement fonctionnels protègent la surface des wafers et entrent dans la fabrication des condensateurs céramiques. Les films servent également à l’enveloppement des cellules feuilletées de batteries lithium-ion (pouch), parmi une multitude d’autres applications.
Fabrication des films multicouches
La plupart des films haute performance se composent d’un empilement de différentes couches de plastique, parfois mêlées à d’autres matériaux, tels que l’aluminium, et laminées avec un agent d’enduction qui recouvre le film. Les procédés de lamination les plus couramment utilisés pour la fabrication de films multicouches sont les suivants :
- Lamination par extrusion
- La lamination par extrusion est un procédé exploitant le moulage par extrusion, une technique de moulage par injection. Le substrat est préenduit d’un additif adhésif (couche d’ancrage) et le matériau est fondu par application de chaleur et extrudé en une feuille plane et régulière à travers une matrice à fente (matrice en T) pour application sur le substrat. Le matériau est comprimé et solidifié par le rouleau de refroidissement afin de le lier au substrat. Il est possible de créer des films haute performance via la « lamination en sandwich », qui lie trois couches, la « lamination en tandem », qui lie cinq couches, et le multicouche par co-extrusion de plusieurs matériaux différents à travers une matrice en T.
- A. Substrat
- B. Enduction d’additif adhésif (couche d’ancrage)
- C. Zone de séchage
- D. Matériau
- E. Extrudeuse
- F. Matrice en T
- G. Refroidissement (rouleau de refroidissement)
- H. Enroulement
- Lamination à sec
- Après application d’adhésif ou de colle sur sa surface, un premier substrat est lié à un second, composé d’un matériau différent. Les substrats sont liés ensemble par séchage ou application de chaleur, selon les propriétés de l’adhésif ou de la colle utilisé(e) sur le premier substrat. Ensuite, les substrats sont enroulés.
- A. Premier substrat
- B. Enduction d’adhésif
- C. Zone de séchage
- D. Second substrat
- E. Application de chaleur (rouleau en acier)
- F. Bobineuse
Renforcement des exigences de performance et de qualité des films
Le marché exige aujourd’hui des films multicouches ultra-fonctionnels et haute qualité, possédant des propriétés de résistance à la chaleur, au froid, aux chocs et aux produits chimiques mais aussi de préservation des arômes ou encore d’imperméabilisation. Dans ce contexte, des essais et évaluations de fiabilité sont pratiqués. La course à la recherche, au développement et à la fabrication de films à haute valeur ajoutée ne cesse de s’accélérer. Outre la solidité, l’étanchéité et la protection, de nouvelles capacités et applications sont recherchées, telles que la compatibilité micro-onde et l’ouverture facile pour simplifier l’utilisation ou encore le thermoscellage pour améliorer la productivité.
Risques liés à l’omission de défauts et aux produits défectueux
Les films multicouches servent communément au conditionnement des aliments et médicaments, qui, outre une excellente fonctionnalité, exigent un haut niveau de sécurité et de fiabilité. Tout défaut ou toute anomalie doit être détecté(e) avec la plus grande minutie.
Parmi les défauts les plus couramment détectés sur les films et feuilles, citons l’« œil de poisson », une bosse sur la surface due à une irrégularité d’épaisseur du film causée par une fonte inégale du matériau, et le « trou d’épingle », provoqué par une piqûre, un frottement ou une fatigue de flexion. D’autres défauts microscopiques, tels que des rayures, déchirures ou corps étrangers, risquent également d’altérer la qualité de l’emballage, mettant en péril la sécurité de son contenu. Un emballage de mauvaise qualité est l’une des causes les plus fréquentes de réclamation client.
Importance de l’observation et de l’analyse
Afin de garantir la qualité des films et feuilles haute performance, une grande importance est accordée à l’observation et à l’analyse microscopiques en R&D et en fabrication. En complément, des analyses et mesures de haute précision et des évaluations détaillées réalisées en un temps record sont exigées pour produire des films haute performance respectant des exigences d’épaisseur strictes et des délais de fabrication raccourcis.
Derniers exemples d’observation, d’analyse et de mesure des films et feuilles
L’observation, l'analyse et la mesure de films et feuilles posent un certain nombre de défis.
- Lors du contrôle de l’épaisseur d’un film sur un échantillon en coupe, l’irrégularité de la surface observée entrave l’observation et la mesure.
- Il est impossible d’observer la forme d’un trou d’épingle, empêchant l’analyse de la direction d’incidence de la piqûre.
- La résolution insuffisante gêne l’observation de microscopiques rayures, corps étrangers et yeux de poisson à fort grossissement.
- Sur les films brillants, la lumière réfléchie par le film limite l’observation.
- Sur les surfaces irrégulières, la mise au point ne s’effectue que sur une partie de la surface à la fois.
Le microscope numérique haute définition 4K Série VHX de KEYENCE capture des images 4K détaillées et possède un système exclusif, qui permet une observation sous fort grossissement et des mesures 2D et 3D haute précision avec une grande profondeur de champ et une haute résolution. Oubliez les problèmes classiques et réalisez rapidement et intuitivement des évaluations plus précises que jamais.
Retrouvez, dans cette section, nos derniers exemples d’observation, d’analyse et de mesure de films avec la Série VHX.
Mesure de l’épaisseur d’un film multicouche sur coupe
Le microscope numérique 4K Série VHX possède une grande profondeur de champ. Vous pouvez ainsi capturer des images haute résolution de films fins sous fort grossissement.
La fonction de composition en profondeur en direct crée une modélisation 3D à partir d’un nombre de captures limité, offrant ainsi une image entièrement nette des surfaces les plus irrégulières.
Une mesure 2D haute précision est également possible, par simples sélection d’un outil et spécification de la section à mesurer sur l’image sous fort grossissement. De plus, une fonction de création de rapports, qui reporte automatiquement les images sous grossissement et les valeurs mesurées dans un modèle de rapport préalablement défini, est disponible, pour réaliser toutes vos opérations avec un seul microscope.
Observation et analyse de forme 3D de trous d’épingle
Le microscope numérique 4K Série VHX capture des images haute résolution sous fort grossissement, pour observer en détail les trous d’épingle, dont la forme est difficile à appréhender.
Les images haute résolution sous grossissement peuvent également être exploitées pour exécuter une mesure de forme 3D haute précision. De plus, il est possible d'extraire n’importe quelle coupe à des fins de mesure du profil, pour une analyse précise et une évaluation quantitative rapide à partir de données de forme détaillées.
Observation de corps étrangers et d’yeux de poisson
Le microscope numérique 4K Série VHX exploite diverses fonctions pour capturer une image nette des défauts microscopiques et ainsi permettre une observation, une analyse et une évaluation rapides et précises.
La fonction d’éclairage multiple capture plusieurs images sous différents éclairages d’une simple pression sur un bouton. Il suffit à l’opérateur de sélectionner l’image optimale pour l’analyse, réduisant ainsi considérablement le temps consacré au réglage de l’éclairage. Toutes les images capturées sont automatiquement enregistrées et conservées même après sélection de l'image optimale, vous permettant de charger ultérieurement une image aux conditions d’éclairage différentes pour réaliser d’autres mesures.
Sur les cibles brillantes, la fonction d’élimination des reflets contrecarre la lumière réfléchie par la surface pour capturer avec précision les détails du défaut. Les images haute résolution détaillées permettent de réaliser une observation sous un grossissement maximal de 6000x. Les corps étrangers microscopiques n’auront plus de secret pour vous.
Observation de corps étrangers après suppression du halo de la surface du film
Habituellement, les corps étrangers piégés dans un film à la surface brillante forment une bosse sur le film, générant un halo de lumière réfléchie qui entrave l’observation et l’analyse précises de la forme de l’inclusion.
La fonction de suppression du halo du microscope numérique 4K Série VHX garantit une observation précise de la forme du corps étranger piégé dans un film.
Observation et évaluation de rayures sur la surface d’un film
Le microscope numérique 4K Série VHX intègre un objectif haute résolution et un capteur CMOS 4K, qui capturent des images haute définition 4K, pour une observation et une évaluation faciles et précises de la surface du film.
Observation et mesure 3D de la texture de surface d’un film
Le microscope numérique 4K Série VHX facilite l’observation détaillée de la texture de surface du film grâce à l’éclairage multiple.
Des mesures de forme 3D et de profil peuvent également être exécutées directement sur l’image à fort grossissement, permettant une évaluation quantitative de l’état de la surface à partir de données précises.
Images haute résolution de déchirures sur des films d’emballage de produits chimiques
Les déchirures et autres défauts sur les films d’emballage de produits chimiques risquent d’entraîner une fuite ou une détérioration de leur contenu. La cause de tels défauts doit être identifiée au moyen d’un contrôle approfondi à des fins d’assurance qualité.
Le microscope numérique 4K Série VHX est équipé d’un éclairage et d’un système d’observation haute performance ainsi que d’un objectif haute résolution et d’un capteur CMOS 4K, qui assurent une grande profondeur de champ. Ces technologies garantissent l’observation détaillée des déchirures les plus infimes, même sous fort grossissement.
Observez facilement et rapidement les caractéristiques du défaut pour déterminer si la déchirure suit le sens machine (MD) ou le sens transversal (TD) et a été infligée de l’intérieur ou de l’extérieur. Ces observations accélèrent l’identification de la cause et la mise en œuvre des améliorations requises.
Évaluation révolutionnaire des films et feuilles haute performance
Le microscope numérique haute définition 4K Série VHX résout les problèmes classiques de l’observation, de l’analyse, de la mesure et de l’évaluation de films et feuilles et garantit une observation détaillée des défauts microscopiques auparavant indétectables.
La course aux films et feuilles toujours plus fonctionnels ne cesse de s’accélérer. La Série VHX est votre meilleur allié pour rechercher, développer et fabriquer des films et feuilles d’une qualité et d’une fiabilité irréprochables, grâce à l’observation, l'analyse et la mesure les plus avancées.
En plus des fonctions présentées ici, la Série VHX regorge de fonctions pratiques, inspirées des retours et suggestions de sites de R&D et de fabrication. Pour en savoir plus, cliquez sur le bouton ci-dessous pour télécharger le catalogue. Pour toute demande, cliquez sur l’autre bouton pour contacter KEYENCE.
