بسته بندی غذااغلب به طور ویژه برای تازه نگه داشتن محصولات با عایق بندی آنها در برابر رطوبت، اکسیژن و حتی نور ساخته شده است. با این حال، باز کردن بسته های محکم و مهر و موم شده نیز برای مصرف کنندگان دشوار است. در نتیجه، تولیدکنندگان بسته بندی گاهی اوقات بسته ها را سوراخ می کنند یا سوراخ می کنند تا باز شدن آنها آسان تر شود. برای تعداد زیادی از تولیدکنندگان بستنی،لیزر CO2در حال حاضر یک فناوری ضروری برای دستیابی به سوراخ کردن بسته بندی با سرعت بالا هستند.
چالش بسته بندی
در این کاربرد خاص، مخروط‌های پر شده با بستنی در موادی از کاغذ ضخیم 70-80 میکرون بسته‌بندی شدند که از یک طرف با لایه‌ای از فیلم آلومینیومی به ضخامت تقریباً ۲۰ میکرون پوشانده شده بود. به منظور سهولت باز شدن این بسته بندی، سازنده با سوراخ کردن لایه کاغذ، لایه آلومینیومی را کاملاً دست نخورده باقی می گذارد. حفظ لایه آلومینیومی برای حفظ پایداری مکانیکی پکیج و در عین حال جلوگیری از به خطر افتادن عملکرد پکیج در عایق بودن آن در برابر رطوبت و اکسیژن ضروری است.
هنگامی که یک تولید کننده بسته بندی دسر در مقیاس بزرگ در ابتدا فرآیند سوراخ کردن را توسعه می دهد، به وضوح بیان می شود که هر رویکرد جدید باید چندین معیار مهم را برآورده کند. ابتدا، فرآیند سوراخ‌کاری باید در یک خط تولید موجود ادغام شود، جایی که جعبه‌ها بر روی یک تسمه نقاله با سرعت سه در ثانیه منتقل می‌شوند. ثانیاً، فرآیند سوراخ کردن باید تنها هزینه واحد بسیار کمی را به محصول اضافه کند. در نهایت، فرآیند جدید نمی‌تواند کاغذ را تغییر رنگ دهد یا باعث ایجاد خرده‌های قابل مشاهده شود، که باعث ایجاد درک منفی از غذا توسط مصرف‌کننده می‌شود.
تولید کننده بسته بندی بلافاصله متوجه شد که هیچ یک از روش های مکانیکی موجود تمام این محدودیت ها را برآورده نمی کند. به ویژه، هیچ یک از ابزارهای برش سنتی نمی تواند این سطح از دقت را در یک تسمه نقاله با سرعت بالا انجام دهد. بنابراین شرکت به یک محصول توسعه سیستم لیزر روی آورد،سیستم تمیز کردن لیزر، برای راه حل
محلول لیزر CO2
سیستم پرفراژ بسته که از یک سیستم تمیز کردن لیزری توسعه یافته است، یک GEM منسجم-100 را با اپتیک فوکوس و یک سیستم اسکن گالوانومتر دوبعدی ترکیب می‌کند. GEM{2}} یک لیزر پیوسته با توان خروجی 100 وات است و همچنین عرض پالس قابل تنظیم است، با مدولاسیون عرض پالس 60٪ تا 80٪ چرخه کاری برای ایجاد خطوط چین بر روی محصول به جای پیوسته طراحی شده است. خطوط خطی جامد لیزر در کاربردهای مختلفی مانند کاغذ، مقوا، مقوا و مقوا کاربرد دارد.
در جلسه پردازش، کاغذ مثلث های مسطح است. لیزر یک منحنی صاف را با دو "خط کمکی" اضافی در انتهای هر خط برش می دهد (برای کمک به شروع پارگی دقیقاً در نقطه مناسب). این منحنی سوراخ شده پس از رول شدن ورق و چسباندن آن به شکل مخروطی نهایی به یک خط مستقیم تبدیل می شود.
سرعت تسمه نقاله حدود 1 متر بر ثانیه است و ثابت می ماند، اسکنر این حرکت را جبران کرده و محصول را در حین حرکت برش می دهد. از آنجایی که توان لیزر ثابت است (تنها چرخه کاری لیزر متغیر است و قدرت پیک ثابت است)، سرعت اسکن تنها متغیر عمل کننده است. اگر برش خیلی عمیق یا خیلی کم عمق باشد، می توان سرعت اسکن را برای بهینه سازی مجدد آن فرآیند تغییر داد.
مواردی که در لیزر باید در نظر گرفت
یک لیزر CO2 برای این کاربرد انتخاب شد زیرا طول موج خروجی 10.{2}}میکرون آن به آسانی توسط کاغذ جذب می شود و به شدت توسط آلومینیوم منعکس می شود. این کار برش کامل لایه کاغذ را ساده‌تر و آسان‌تر می‌کند در حالی که لایه آلومینیومی دست نخورده باقی می‌ماند.
لیزر GEM{0}} Coherent مزایای خاصی دارد. اولاً، ساختار موجبر تاشو آن را بسیار فشرده (نسبت به توان خروجی آن) می کند، زیرا فضا یک نکته مهم است. دوم، پایداری توان 3±% را به اندازه کافی زیر ±5% در پنجره پردازش مورد نیاز می دهد. معیار پایداری توسط یک سیستم خنک‌کننده آب بسیار کارآمد به دست می‌آید که تغییر شکل حرارتی حفره تشدید را کاهش می‌دهد، و GEM{3}} همچنین دارای یک حفره تشدید طولانی است که تعداد زیادی از حالت‌های طولی همزمان را حفظ می‌کند و نوسانات توان را بیشتر به حداقل می‌رساند. به دلیل تغییر حالت
حفره تاشو طولانی لیزر و طراحی اپتیکال ثبت شده منجر به کیفیت الگوی نقطه‌ای خوب می‌شود که نوسانات برق را در قسمت پایین‌تر نقطه که باعث سوختگی کاغذ می‌شود، حذف می‌کند. یکی دیگر از عواملی که از سوزاندن جلوگیری می کند، زمان افزایش و سقوط سریع پالس است. زمان افزایش این نوع لیزر به طور طبیعی سریع است، اما زمان سقوط باید با اختلاط گاز و فشار کنترل شود، و در لیزر GEM{0}} این لیزرها به‌طور خاص بهینه‌سازی شده‌اند تا زمان‌های سقوط پالس کوتاهی داشته باشند، بنابراین حذف می‌شود. عقب ماندن طولانی در قدرت که می تواند منجر به سوزان شود.
در نتیجه، پرفوراسیون لیزری تولیدکنندگان بسته بندی را قادر می سازد تا تجربه مصرف کننده محصولات خود را بدون افزایش هزینه های تولید افزایش دهند. اجرای این فرآیند با استفاده از روش‌های غیر لیزری غیرعملی است و تنها لیزرهای CO2 قادر به تحقق این ترکیب ضروری هستند: ویژگی‌های خروجی، ویژگی‌های فیزیکی و کل هزینه مالکیت برای موفقیت این برنامه.
