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Oct 07, 2023

Los codificadores de inyección de tinta son más eficientes y tienen menos tiempo de inactividad

Kate Bertrand Connolly 1 | 09 de abril de 2020 Tecnologías de inyección de tinta para codificación de paquetes primarios y otras aplicaciones de caracteres pequeños, así como para aplicaciones de caracteres grandes como codificación de cajas de envío,

Kate Bertrand Connolly 1 | 09 de abril de 2020

Las tecnologías de inyección de tinta para la codificación de paquetes primarios y otras aplicaciones de caracteres pequeños, así como para aplicaciones de caracteres grandes, como la codificación de cajas de envío, están avanzando en varios frentes, creando innumerables beneficios para los propietarios de marcas y otros empaquetadores.

Los avances incluyen interconectividad y automatización mejoradas, sistemas inteligentes, mantenimiento optimizado, servicio remoto, tintas mejoradas y una mayor capacidad para imprimir en materiales no porosos. Encabezando la lista de beneficios se encuentran una mayor productividad, reducción del tiempo de inactividad y desperdicio, menores costos e impresión de códigos de barras de mayor calidad, lo que a su vez mejora la eficiencia de la cadena de suministro.

Las preguntas y respuestas exclusivas de Packaging Digest sobre codificadores de inyección de tinta reúnen, en nuestro espacio virtual, a seis expertos en codificación que comparten sus ideas sobre las muchas formas en que está evolucionando la tecnología de inyección de tinta:

• Mark Breunig, director de productos regional de Videojet

• Todd Cork, director de ventas y servicios de Diagraph en EE. UU.

• Raymond Fortuna, director global de productos de Matthews Marking Systems

• David Holliday, director de marketing de productos de ProMach Labeling & Coding

• Greg Kasprzak, director senior de marketing de productos, impresoras de inyección de tinta de caracteres grandes, en Markem-Imaje

• Michael Poulsen, director de productos de inyección de tinta de caracteres grandes de Diagraph

¿Qué avances recientes ha visto en los equipos de codificación por inyección de tinta (ya sean sistemas de caracteres pequeños o grandes, o ambos)?

Kasprzak : En el área de los sistemas piezoeléctricos de inyección de tinta de alta resolución y caracteres grandes, estamos viendo una mejor impresión de códigos de barras de cajas, mejorando la trazabilidad y la eficiencia en toda la cadena de suministro a costos reducidos en comparación con las etiquetas. Estos sistemas también proporcionan una mayor interconectividad y automatización para optimizar la producción.

El creciente interés de los fabricantes en el uso de códigos de barras más sofisticados y llenos de datos, como GS1-128, para mejorar la trazabilidad y facilitar la automatización en toda la cadena de suministro está impulsando la demanda de una mejor calidad de los códigos de barras en las cajas de los productos. Los códigos de barras compatibles y de alta calidad permiten un escaneo más confiable en toda la cadena de suministro.

Imprimir y aplicar dichos códigos de barras en los estuches mediante etiquetas puede ser tres veces más costoso que imprimir códigos de barras y otra información directamente en los estuches. Sin embargo, no todas las opciones de impresión directa pueden lograr de forma fiable la calidad necesaria. El contraste y la calidad de los bordes de las líneas de los códigos de barras impresos directamente deben ser altos.

Los avances en tintas y gestión de cabezales de impresión para sistemas piezoeléctricos de inyección de tinta de alta resolución y caracteres grandes permiten a los clientes lograr esta calidad mejorada de códigos de barras.

Corcho: Seguimos viendo que los fabricantes de inyección de tinta de caracteres pequeños se centran en la facilidad de uso y mantenimiento. Todos los sistemas requieren mantenimiento para garantizar un funcionamiento adecuado y, a menudo, requieren mano de obra calificada y un tiempo de inactividad significativo para completarse. Pero hoy en día, varios sistemas han implementado un diseño de “módulo de servicio” para simplificar el mantenimiento preventivo programado.

El sistema de inyección de tinta de alta resolución IJ4000 de Diagraph utiliza tecnología piezoeléctrica (Trident Impulse Jet) y suministro de tinta centralizado para múltiples cabezales de impresión.

fortuna: Los sistemas de tinta a granel de caracteres pequeños para inyección de tinta térmica (TIJ), los sistemas activos de tinta a granel (ABIS), representan un avance reciente importante en la tecnología de inyección de tinta. Creo que estamos entrando en la era de la “tinta inteligente a granel”.

Dia festivo:El área de la codificación por inyección de tinta en la que estamos viendo rápidos avances es en la inyección de tinta térmica, impulsada en gran medida por HP.

HP presentó su sistema de inyección de tinta térmica (TIJ) 2.5 y su cartucho de tinta 45A asociado hace unos años, y esto creó la plataforma para el desarrollo que ha tenido lugar desde entonces.

Con el lanzamiento de TIJ 2.5, la tecnología de inyección de tinta térmica pudo salir de la oficina y entrar en aplicaciones industriales y de embalaje serias.

Breunig:Con interfaces de usuario más intuitivas y conectividad remota, las impresoras de inyección de tinta continua (CIJ) son cada vez más fáciles de usar y mantener, mientras que los costos operativos generales, o costo total de propiedad (TCO), continúan disminuyendo.

Las soluciones que aprovechan la conectividad en la nube, los datos de las impresoras y la tecnología de acceso remoto están impulsando las operaciones de codificación. Nuestra solución de servicio remoto brinda a los usuarios, supervisores y técnicos de las impresoras CIJ visibilidad de la actividad de las impresoras y la experiencia para ayudar a mantener las impresoras en funcionamiento. Nuestros técnicos pueden monitorear de forma remota el estado de la impresora, así como diagnosticar y solucionar cualquier problema, sin necesidad de estar frente a la impresora.

Poulsen: Los cabezales de impresión con limpieza automática para codificadores de inyección de tinta de alta resolución son una necesidad absoluta en los entornos de producción actuales. Especialmente porque la mayoría de los fabricantes están aprovechando los beneficios de costos del cartón corrugado reciclado, que simplemente crea un ambiente más polvoriento que los cartones corrugados vírgenes.

En toda la industria, estamos viendo un mayor interés en el control central de los sistemas automatizados de codificación y etiquetado por inyección de tinta.

¿Cómo se comparan estos sistemas avanzados con los sistemas anteriores?

Corcho: Los codificadores antiguos requerían mano de obra calificada para el mantenimiento preventivo básico. La mayoría requería servicio en intervalos tan cortos como 2000 a 4000 horas de funcionamiento. El procedimiento de mantenimiento era invasivo y muchas empresas exigían al proveedor que realizara el servicio a un coste significativo. También introdujo problemas de programación relacionados con la disponibilidad del servicio y el tiempo de inactividad de la producción.

La mayoría de los sistemas heredados, y muchos sistemas actuales, solo ofrecen una interfaz de punto de uso. Algunos incluso requieren una interfaz por cabezal de impresión. Esto lleva a un tiempo de configuración significativo, introduce problemas de accesibilidad, genera errores de entrada del operador y no permite la validación de datos entre tipos de paquetes. Además, muchos sistemas ni siquiera ofrecen opciones de interfaz y la configuración de mensajes en la línea de producción no es práctica en muchos casos.

Los sistemas anteriores no ofrecían ninguna opción de limpieza automática. Se requería una importante intervención manual para mantener un rendimiento de impresión óptimo.

Kasprzak:Los sistemas de inyección de tinta “antiguos” se utilizan, e históricamente se han utilizado, principalmente para textos y logotipos alfanuméricos y, si se trata de códigos de barras, sólo para aplicaciones en las que el grado del código de barras no importaba.

Las tintas líquidas tradicionales tienden a migrar dentro y a lo largo de las fibras corrugadas de las cajas. Por lo tanto, es difícil lograr consistentemente el grado C mínimo requerido por los códigos de barras GS1-128, por ejemplo, incluso con la última norma ISO/IEC 15416 (2016).

Por el contrario, las tintas sólidas de última generación utilizadas en algunos codificadores piezoeléctricos de inyección de tinta de alta resolución, que se funden y secan inmediatamente al contacto, garantizan que el resultado final cumpla con el estándar requerido, porque la tinta permanece exactamente donde se aplica.

Los codificadores piezoeléctricos de inyección de tinta de alta resolución y caracteres grandes modernos se pueden vincular a otros sistemas para monitorear y mantener los estándares. Por ejemplo, los sistemas de visión pueden detectar si los inyectores están obstruidos, lo que activa una purga automática para restaurar la calidad de impresión.

Dia festivo:Para la inyección de tinta térmica, quizás la mejora más importante con respecto a los sistemas anteriores es que la nueva tecnología de cartuchos ha permitido el desarrollo de tintas a base de solventes, que incluyen tintas pigmentadas.

Anteriormente, la inyección de tinta térmica estaba restringida a tintas de base acuosa o a base de agua que solo eran adecuadas para su uso en materiales porosos.

Estas nuevas tintas han aumentado drásticamente el número de aplicaciones de inyección de tinta térmica para incluir la impresión de láminas, películas y etiquetas recubiertas.

La química detrás de las nuevas tintas continúa mejorando, con tiempos de secado mejorados; tiempos de destapado del cartucho, que es el tiempo que se puede dejar un cartucho descubierto antes de que la tinta se seque en los inyectores; adhesión; contraste; duración; e incluso distancia de proyección: tradicionalmente, un cabezal de inyección de tinta térmica debía montarse muy cerca del sustrato. Se están desarrollando muchas tintas y periódicamente llegan nuevas formulaciones.

fortuna: Los sistemas inteligentes de tinta a granel utilizan procesadores y sensores para garantizar un comportamiento preciso incluso en entornos de producción cambiantes. Las antiguas unidades a granel requerían ajustes a medida que cambiaban las condiciones atmosféricas (presión/temperatura). Los sistemas inteligentes proporcionan un circuito de comunicación/retroalimentación al controlador para permitir que los ajustes sean manejados por software.

Breunig: Otros sistemas tienen varios elementos de mantenimiento que requieren múltiples toques con diferentes programas de reemplazo, pero un [sistema] de un solo componente es económico y fácil de cambiar. Algunas unidades pueden tener componentes individuales que duran mucho tiempo, pero su reemplazo tiende a llevar mucho tiempo y ser costoso.

¿Cuáles son los beneficios de estos avances para los compradores/usuarios de maquinaria de embalaje?

Poulsen: Los sistemas más avanzados de hoy pueden ofrecer potentes funciones de conectividad para optimizar la eficiencia del cambio y eliminar errores de codificación/etiquetado y retenciones de productos. El software de gestión de impresoras permite a los operadores impulsar soluciones de identificación de productos desde el producto primario hasta el palé mediante una selección intuitiva de productos. Incluso ofrece la posibilidad de realizar cambios desde un dispositivo móvil aprobado.

Kasprzak:Al imprimir códigos de barras de mayor calidad en cajas, los sistemas piezoeléctricos de inyección de tinta de alta resolución y caracteres grandes mejoran la trazabilidad y la eficiencia de la cadena de suministro, a un costo significativamente menor que las etiquetas con códigos de barras.

También optimizan la producción mediante una mayor interconectividad y automatización. El software para crear y administrar trabajos de impresión es cada vez más sólido e incluso puede monitorear la disponibilidad del equipo para ayudar a impulsar una mayor eficiencia en la línea de empaque.

Las impresoras modernas pueden conectarse en red a otros sistemas de información de la fábrica y pueden utilizar accesorios como escáneres para la búsqueda automática de trabajos y cámaras para la verificación de códigos. También admiten una gestión más segura y centralizada de la gran cantidad de códigos, impresiones o etiquetas entre los que los operadores pueden elegir.

Con escáneres y cámaras, así como enlaces a sistemas administrativos, si se desea, el operador consume menos tiempo seleccionando trabajos y observando impresiones para asegurarse de que tengan la calidad suficiente para enviar. También hay una mayor precisión. Todo esto da como resultado menos tiempo de inactividad, retrabajo y desechos, así como una mayor producción de fábrica.

Mientras que las impresoras modernas tienen múltiples opciones de entrada y salida, los sistemas más antiguos son más independientes, con entradas y salidas limitadas. Históricamente, esto ha restringido su capacidad de control centralizado y les ha impedido recibir datos variables de órdenes de trabajo maestras, sistemas de planificación de recursos empresariales (ERP) u otras bases de datos.

Breunig: Aunque aumentar la velocidad de producción es importante, las mayores oportunidades para la mayoría de las operaciones industriales son la eficiencia y el tiempo de actividad. Los sistemas confiables que continúan optimizando su propio desempeño y cuentan con el respaldo de una sólida organización de servicios (y al mismo tiempo son lo suficientemente simples como para que los clientes sean autosuficientes con poco esfuerzo) crean un ambiente para la mejora.

Corcho: Los sistemas actuales ofrecen un módulo más duradero que puede ser reemplazado con mano de obra no calificada. Tenemos uno, por ejemplo, que ofrece un módulo de fácil cambio y con una vida útil seis veces mayor que los modelos anteriores. El sistema guía al operador durante el proceso de reemplazo, que requiere poca intervención y se puede realizar en la línea de producción en menos de 20 minutos para minimizar las interrupciones en la producción.

Los cabezales de impresión con limpieza automática de los codificadores de inyección de tinta de alta resolución ofrecen un sistema mucho más confiable y una calidad de impresión más consistente. La clave es un sistema que realmente limpia la boquilla en lugar de rociar otra solución sobre la superficie, ya que la mayoría de los problemas de obstrucción con la inyección de tinta ocurren dentro del cabezal, no en la superficie. Los sistemas no sólo deben lavar/limpiar los componentes críticos, sino también gestionar la recogida de residuos.

fortuna: Un rendimiento más confiable significa más tiempo de actividad y un costo por marca significativamente reducido. Las soluciones TIJ pueden resultar costosas en entornos de uso intensivo. Los sistemas de tinta a granel para TIJ aproximan el costo de propiedad al de CIJ, pero con una marca de mayor resolución.

La impresora térmica de inyección de tinta Code Tech X1 Jet Washdown de ProMach Labeling & Coding se utiliza principalmente en la industria de las proteínas y otros mercados en los que los equipos se lavan al final del turno.

Dia festivo: Los avances de los cartuchos y tintas TIJ tienen varios beneficios. En primer lugar, los usuarios ahora pueden imprimir en productos no porosos. La adherencia ha mejorado enormemente en términos de durabilidad en plásticos, vidrio, metal y otros sustratos típicamente difíciles.

El avance de la tinta con pigmentos permite imprimir en sustratos oscuros utilizando tintas blancas o amarillas, produciendo resultados vívidos. El rendimiento general del cartucho en términos de no secarse y permanecer estable durante más tiempo ayuda a que sea una excelente solución de codificación primaria de productos que normalmente no se ha utilizado en el pasado.

Al comparar la tecnología de inyección de tinta térmica con las impresoras de inyección de tinta continua tradicionales, las principales diferencias son las instalaciones rápidas y sencillas; calidad de impresión mejorada, incluida la capacidad de imprimir códigos de barras 2D de alta densidad; excepcional facilidad de uso; y mínima necesidad de mantenimiento.

La inyección de tinta térmica también es una excelente solución para las empresas que desean minimizar el uso de metiletilcetona (MEK) y otros disolventes nocivos. Y el desarrollo de impresoras para entornos hostiles hace que la inyección de tinta térmica sea una tecnología viable para industrias como la de envasado de carnes y aves, donde las condiciones son difíciles y es necesario lavar los equipos.

Además de otras ventajas, el coste de capital suele ser mucho menor que el de las tecnologías competidoras.

¿Qué áreas de la codificación por inyección de tinta aún necesitan mejorar y por qué?

Poulsen: Los fabricantes deben minimizar los componentes y el cableado para simplificar la instalación, minimizar el espacio, reducir la necesidad de cableado y ofrecer más opciones de interfaz. No hay ninguna razón por la que los operadores no puedan usar un teléfono inteligente con contraseña para seleccionar mensajes con unas pocas pulsaciones de teclas para mantenerse al día con los entornos de embalaje de ritmo acelerado de hoy.

Dia festivo: Las áreas de inyección de tinta térmica que aún están evolucionando incluyen la necesidad de tintas de secado más rápido combinadas con una mejor adhesión. Actualmente, las tintas de inyección térmica no pueden funcionar tan bien como algunos productos de tinta CIJ en lo que respecta a estos factores.

Otro factor con el que TIJ puede tener problemas es la distancia de proyección limitada de las gotas de tinta, lo que significa que el cabezal de impresión debe montarse muy cerca del producto que se está codificando. Las impresoras de inyección de tinta CIJ son mucho más capaces en esta área.

fortuna: La tecnología TIJ todavía necesita estar muy cerca del sustrato. Esto limita las aplicaciones aceptables. Los productos redondos o las líneas de producción con un control deficiente del producto pueden tener dificultades para mantener una distancia de proyección muy corta.

Kasprzak: Con respecto a los sistemas piezoeléctricos de inyección de tinta de alta resolución y caracteres grandes, todavía hay margen para una innovación continua que mejore la eficiencia aumentando la disponibilidad de las impresoras y reduciendo aún más los residuos. Es probable que una mayor disponibilidad provenga de seguir reduciendo las necesidades de mantenimiento, mejorando la conexión en red con una mayor flexibilidad de opciones de entrada/salida y soportando la integración basada en estándares.

Será necesario implementar protocolos abiertos basados ​​en estándares a medida que avancemos hacia la Industria 4.0 y el Internet de las cosas industrial (IIOT), para permitir la interoperabilidad de diferentes equipos. Estándares como PackML ya se utilizan para modelar consistentemente los estados de las máquinas y, en el futuro, esperaría ver un mayor uso de protocolos abiertos para gestionar de forma segura las transiciones entre esos estados, ya sea en tiempo real o no.

Corcho: La inyección de tinta de caracteres grandes debe buscar una solución rentable para el reemplazo de los cabezales de impresión. Aunque hoy en día los sistemas de inyección de tinta son modulares, el reemplazo del cabezal de impresión puede resultar costoso. La mayoría de los fabricantes sólo ofrecen cabezales desechables con una vida útil limitada. Un diseño de motor de impresión reparable permite que los programas de intercambio ayuden a maximizar el tiempo de actividad y minimizar los costos.

La interfaz de la impresora Videojet 1580 CIJ presenta facilidad de uso y flexibilidad para imprimir códigos y texto en productos y bienes empaquetados. Los componentes de mantenimiento preventivo de la impresora están todos en un solo módulo, para un reemplazo rápido y sencillo.

Breunig: Los usuarios suelen perder oportunidades de mejora más allá de la impresora. Las soluciones de software desarrolladas para una línea o marca de productos de impresoras específicas pueden ayudar a mejorar la producción aprovechando las capacidades predictivas y los análisis dentro de la solución de codificación. Las soluciones de software también pueden ayudar a los usuarios a gestionar y monitorear sus datos de producción, tiempo de ejecución y paradas.

HAGA CLIC EN EL SIGUIENTE ABAJO:¿Qué sigue y cuándo podríamos ver más mejoras en los codificadores de inyección de tinta?

¿Qué sigue y cuándo podríamos ver más mejoras en los codificadores de inyección de tinta?

Dia festivo:Hay varios desarrollos nuevos e interesantes en la tecnología de inyección de tinta térmica que veremos pronto.

Uno importante es el nuevo concepto TIJ 4.0 de HP. TIJ 4.0 ofrece una altura de impresión de 22 mm (aproximadamente 7/8 pulg.) en comparación con la altura de impresión máxima actual TIJ 2.5 de 12,5 mm (1/2 pulg.). Esto permitirá que un solo cabezal de impresión maneje una gama más amplia de aplicaciones, que actualmente a menudo necesitan dos cabezales "cosidos" para lograr el área de impresión requerida.

TIJ 4.0 ya se lanzó, pero actualmente solo puede usar tintas acuosas. La capacidad de utilizar tintas a base de disolventes que permitirán su uso en muchos más sustratos llegará en el futuro.

Funai produce un sistema alternativo de inyección de tinta térmica que también es muy prometedor. El sistema Funai ofrece una distancia de proyección más larga, lo que permite una mayor flexibilidad para las instalaciones y la capacidad de imprimir en huecos de los productos, y velocidades más altas que el sistema HP.

Además de los desarrollos de hardware, esperamos ver la continuación del rápido desarrollo de tintas para inyección de tinta térmica, que proporcionen un rendimiento cada vez mayor.

Están sucediendo muchas cosas en el mundo de la inyección de tinta térmica.

fortuna:En TIJ, espero ver la capacidad de imprimir marcas de alta resolución en productos redondos y en aplicaciones de larga distancia.

El sistema activo de tinta a granel (ABIS) VIAjet L-Series de Matthews Marking Systems proporciona impresión de alta resolución con tintas a base de agua. El sistema a granel ofrece mejor productividad y menor costo que los cartuchos de un solo uso.

Poulsen: Una tecnología que planeamos lanzar en 2020 ofrecerá capacidades inalámbricas inteligentes; minimizar la cantidad de componentes necesarios; ofrecer una serie de opciones de interfaz diferentes para satisfacer los requisitos específicos del cliente; y tienen un cabezal de impresión integrado de cambio rápido para cambios simples y sobre la marcha.

Un programa de intercambio único permitirá al cliente cambiar por un cabezal de impresión de cambio rápido de reemplazo por una fracción del costo de un cabezal nuevo, optimizando el tiempo de actividad y minimizando el costo de propiedad.

Kasprzak: Un mayor interés global en la sostenibilidad conducirá a una mayor reciclabilidad de los consumibles después de la impresión, así como a la reciclabilidad del embalaje de esos consumibles. Si bien Markem-Imaje ya ofrece a los fabricantes opciones para codificar de forma más sostenible, gran parte del sector no lo hace. Para obtener más información sobre nuestros esfuerzos de sostenibilidad existentes, consulte nuestro documento técnico completo. Predecimos que la presión de los clientes impulsará cambios significativos en esta área durante los próximos cinco años.

El codificador piezoeléctrico de inyección de tinta de caracteres grandes Markem-Imaje 5800 imprime códigos de alta resolución en cajas, bandejas y películas de embalaje de cartón corrugado, utilizando tintas respetuosas con el medio ambiente.

Breunig: Hemos mejorado y ampliado continuamente nuestra línea de productos de codificadores de inyección de tinta. Hay varios productos nuevos en proceso a corto plazo y se lanzarán en 2020. Seguimos mejorando nuestras ofertas de software y ofrecemos múltiples opciones de compra y financiación. También estamos desarrollando nuevas formas de ayudar a reducir el tiempo que los usuarios dedican al mantenimiento de los dispositivos de impresión, para que puedan centrarse en mejorar otras áreas de sus operaciones.

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