La machine de découpe est l'équipement le plus important dans le processus de fabrication des cartes. Ses performances et sa stabilité affectent directement la qualité finale du produit. Des cartes d'adhésion et des cartes de fidélité pour les supermarchés que nous utilisons quotidiennement, aux cartes intelligentes capables d'interagir avec des informations (telles que les cartes de transport ou les cartes d'université), en passant par les jeux de cartes ou les cartes de collection à procédés complexes, chaque carte conforme doit être parfaitement découpée et formée par une machine de découpage par emboutissage. Shenzhen est le centre de l'industrie mondiale de la fabrication de précision. Grâce à une chaîne industrielle complète et à des avantages en matière de recherche et développement technologique, Shenzhen a vu naître plusieurs entreprises de machines de découpage par emboutissage compétitives sur le plan mondial. Les équipements produits et vendus par ces entreprises sont largement utilisés dans diverses lignes de production de cartes. Ils ont également été appliqués avec succès dans d'autres domaines tels que la reliure et le perforage, le formage de papier filtre, et la découpe de boîtes d'emballage colorées. Ces équipements sont commercialisés sur les principaux marchés mondiaux, notamment en Europe, aux États-Unis, en Asie du Sud-Est et au Moyen-Orient. Doté d'un système technique complet, il peut être personnalisé selon les besoins des différents marchés. Cet article explorera systématiquement les facteurs fondamentaux influant sur la qualité des cartes produites par les machines de découpage par emboutissage, tant du point de vue technique que pratique, et fournira des conseils techniques professionnels aux professionnels de la fabrication de cartes à travers le monde, en s'appuyant sur les normes industrielles et les caractéristiques de base des équipements.
Les bavures de découpe constituent le problème de qualité le plus fréquent dans la production de cartes, ce qui réduit le taux de conformité des produits. Les principales causes se situent dans trois aspects : la précision du contrôle des équipements, l'adéquation des paramètres de processus et l'adaptation aux caractéristiques des matériaux. Lorsque l'erreur de positionnement mécanique du mécanisme d'alimentation dépasse 0,2 mm, la position de découpe du matériau change et la lame ne parvient plus à toucher correctement le matériau. Si l'écart entre la matrice et la contre-matrice n'est pas réglé selon l'épaisseur du matériau (par exemple, un écart de 0,03 mm pour les cartes en PVC et de 0,05 mm pour les matériaux ABS), la force de découpe devient inégale, formant des bavures dentelées ou floconneuses. Sur le plan technologique, si la pression est mal réglée (trop élevée, elle écrase le bord du matériau ; trop faible, elle ne permet pas une découpe complète en un seul passage) ou si la vitesse de fonctionnement ne correspond pas à la ténacité du matériau (par exemple, les cartes en PET doivent fonctionner à moins de 30 m/min), la lame ne peut pas couper instantanément, ce qui provoque des bavures de type déchirure. L'effet de découpe est également directement influencé par les propriétés propres au matériau. Par exemple, les matériaux PVC souples produisent des bavures collantes dues à l'émoussage de la lame, tandis que les matériaux ABS rigides génèrent des bavures d'éclatement dues à la libération des contraintes internes. Ces défauts modifient non seulement l'apparence de la carte,
Pour éliminer le bourrage, des technologies plus avancées, des équipements de meilleure qualité et un système de contrôle qualité pour l'ensemble du processus sont nécessaires. La norme industrielle nationale CY/T 59—2024 « Exigences de contrôle des procédés pour le découpage à plat des produits imprimés sur papier » stipule que la tolérance de positionnement des équipements de découpage ne doit pas dépasser 0,15 mm. Cela signifie que le système d'alimentation doit être capable de contrôler très précisément le mouvement de l'équipement. La plupart des machines de découpage produites à Shenzhen adoptent un système servo automatique de 7,5 kW. Ce système utilise une commande en boucle fermée assurant la liaison entre le capteur photoélectrique et le moteur servo, corrige en temps réel les erreurs d'alimentation et finit par maintenir la précision de positionnement à moins de 0,1 mm, éliminant ainsi à la source les bavures causées par un décalage d'alimentation. L'équipement est également doté d'un module de réglage de pression en plusieurs étapes, permettant de définir les paramètres de pression pour différents matériaux via un écran tactile (par exemple, une carte en PVC réglée entre 8 et 10 MPa, une carte en papier entre 5 et 7 MPa). Ces réglages peuvent également être ajustés finement en temps réel selon les données de retour durant le processus de production, afin de garantir une répartition uniforme de la pression sur la lame tout au long du découpage. Le processus standardisé « d'abord un essai de découpe, puis des tests, puis la production de masse » est mis en œuvre : lors de la production de la première pièce, la qualité du bord est analysée à l'aide d'un microscope haute définition afin de déterminer la vitesse optimale de fonctionnement, la pression, l'écart de la matrice et d'autres paramètres ; durant la production de masse, le système automatique d'évacuation des déchets de l'équipement, combinant aspiration sous dépression et séparation mécanique, élimine rapidement les déchets de découpe afin d'éviter leur accumulation, qui pourrait nuire aux opérations de découpage suivantes. Enfin, le taux de défauts liés aux bavures peut être stablement maintenu en dessous de 0,1 %, répondant pleinement aux exigences de haute qualité en matière de perforation et de découpe précises sans bavures.
La régularité du bord de la carte influence directement l'expérience tactile et la durée de vie du produit. La conception et la précision d'ajustement de la lame de découpe sont les facteurs les plus importants affectant cet indicateur clé. La qualité du traitement des bords repose techniquement sur l'angle de la lame, la tolérance de précision et le processus d'étalonnage d'installation de la lame de découpe. La hauteur de mise en place de la ligne de découpe doit être strictement contrôlée à moins de 0,02 mm, et son épaisseur ne doit pas dépasser 0,02 mm. Si cette plage est dépassée, la surface de contact entre la lame et le matériau sera inégale pendant la découpe. La pression sera trop élevée sur les zones plus épaisses, provoquant un effondrement des bords, tandis que la pression sera insuffisante sur les zones plus fines, entraînant l'absence de bavures mais des bords irréguliers. Par exemple, lors de la fabrication de cartes intelligentes, si les bords ne sont pas suffisamment lisses, la carte risque de se coincer dans le lecteur. À long terme, les contacts du lecteur peuvent s'user. En outre, la méthode d'assemblage de la lame de découpe est également très importante. Pour garantir une erreur n'excédant pas 0,01 mm, il est nécessaire d'utiliser un comparateur pour vérifier le parallélisme entre la lame de découpe et le porte-lame de la machine de découpe. S'ils ne sont pas parallèles, des défauts d'inégalité apparaîtront avec un côté profond et un côté superficiel.
La haute qualité machine de découpe adopte une solution globale intégrée et personnalisée, ce qui permet au moule et à l'équipement de s'ajuster et de fonctionner parfaitement ensemble. Des services de conception de moules sur mesure peuvent être fournis selon les exigences de qualité des bords pour différents types de cartes. Par exemple, pour les cartes intelligentes en PVC minces (épaisseur de 0,76 mm), un design de lame à angle aigu de 45° est utilisé afin de garantir une surface de coupe plane et lisse. Pour les cartes de jeu épaisses (épaisseur de 1,2 mm) ou les cartes avec des motifs en relief, une lame à angle obtus de 30° est utilisée afin de rendre le processus de découpe plus stable et d'éviter l'écaillage dans les zones ornées de motifs. L'équipement est doté d'un système entièrement automatique d'étalonnage des moules, qui utilise un mode double capteur laser et palpeur mécanique pour détecter en temps réel le parallélisme et la perpendicularité du moule. Un étalonnage automatique est effectué tous les 1 000 cycles afin de garantir que l'erreur au même emplacement du produit unitaire répété ne dépasse pas 0,1 mm. Il est à noter que la machine de découpe die-cutting fabriquée à Shenzhen dispose d'une fonction de liaison avec le procédé de dorure à chaud, permettant d'effectuer simultanément les deux opérations de « découpage » et de « dorure ». Pendant que la découpe de précision est réalisée, le système servo contrôle synchroniquement la pression et la température de la tête de dorure, permettant ainsi d'apposer par thermocollage des motifs aux textures métalliques, telles que dorées ou argentées, sur le bord ou la surface de la carte.
La planéité de la carte est un indicateur fonctionnel clé permettant de mesurer sa qualité. La planéité des cartes à puce, des cartes à bande magnétique et des cartes NFC affecte directement leurs performances de lecture et leur durée de vie. La norme internationale ISO/IEC 7810, Cartes d'identification — Caractéristiques physiques, précise que le voile de la carte de type ID-1 (format standard de carte de crédit) doit être strictement limité à 0,5 mm maximum. Si la carte présente un voile dépassant cette limite, le lecteur de carte ne pourra pas lire la carte correctement, ou la lecture sera impossible en raison d’un mauvais contact avec les contacts du lecteur. La principale cause du voile des cartes est un contrôle inadéquat de la pression. Il existe deux modes principaux : le premier provient d'une répartition inégale de la pression lors du découpage à l'emporte-pièce, c'est-à-dire que la pression d'extrusion varie selon les zones du matériau, générant ainsi une contrainte permanente à l'intérieur. Après refroidissement et mise en forme, la libération de cette contrainte entraîne une déformation par voile ; le second cas résulte d'une pression excessive, provoquant une compression au niveau des bords de la carte, ce qui nuit non seulement à la précision dimensionnelle, mais endommage également la structure moléculaire interne du matériau, entraînant un voile localisé. Un fabricant de cartes à puce en Asie du Sud-Est a déjà connu un taux de défaut de voile de 5 % sur un lot de cartes en raison d'un réglage mal maîtrisé de la pression de perforation. Cela a entraîné une perte directe supérieure à 100 000.
La machine de découpe avancée peut régler précisément la pression car elle intègre un système de commande servo de pression. L'équipement utilise un moteur servo haute performance de 7,5 kW et, grâce à un système de contrôle par automate (PLC), il peut modifier la sortie de pression en temps réel selon la forme du moule (ronde, carrée ou spéciale) et l'épaisseur du matériau (la plage la plus courante étant de 0,5 à 2,0 mm). Selon la forme du moule (ronde, carrée ou irrégulière) et l'épaisseur du matériau (la plage la plus courante étant de 0,5 à 2,0 mm), il contrôle également les fluctuations de pression dans une fourchette de ±0,5 MPa afin d'assurer une répartition uniforme de la pression sur la surface du matériau. La conception robuste de l'équipement garantit également un contrôle durable de la planéité : le bâti est fabriqué en fonte à haute résistance combinée à un alliage d'aluminium de qualité aéronautique. Cela assure non seulement la stabilité de l'équipement, mais réduit également l'impact des vibrations mécaniques sur la sortie de pression. Le mécanisme de guidage de précision intègre une vis à billes importée et dispose d'une fonction de rappel automatique pour la lubrification périodique. Ainsi, l'équipement peut maintenir une sortie de pression stable même s'il fonctionne en continu à haute intensité 24 heures sur 24, 365 jours par an, avec un temps de fonctionnement annuel dépassant 3 000 heures. L'écart de pression reste inférieur à 0,3 MPa, évitant ainsi les variations de pression dues à l'usure de l'équipement.
Pour produire des cartes de haute qualité, il est nécessaire de respecter strictement les normes industrielles internationales et nationales. Le découpage au gabarit est un processus important qui détermine la forme et la précision du produit. Ses mesures de contrôle qualité doivent satisfaire aux normes finales d'acceptation. En Chine, la norme CY/T 59—2024, « Exigences de maîtrise du processus de découpage au gabarit pour produits imprimés sur papier », s'applique principalement à des produits similaires tels que les cartes à jouer et les cartes de visite. Elle stipule clairement que le bord découpé du produit doit être lisse, sans bavure, sans perte d'encre sur le bord et sans indentation. La tolérance dimensionnelle est définie selon la longueur du segment de ligne. Par exemple, la tolérance pour un segment de ligne de 60 mm est de ±0,15 mm, celle pour un segment de 60 à 100 mm est de ±0,25 mm, et celle pour un segment supérieur à 100 mm est de ±0,50 mm. La norme internationale ISO/CEI 7810 « Cartes d'identification — Caractéristiques physiques » constitue une référence mondiale pour la fabrication des cartes à puce et des cartes à bande magnétique. Elle exige que la carte ait des dimensions spécifiques (85,60 × 53,98 mm), une épaisseur (0,76 mm ± 0,08 mm) et une planéité (déformation ≤ 0,5 mm). Elle précise également que le rayon des coins arrondis doit se situer dans la plage de 3,18 mm ± 0,38 mm. Lors de l'inspection finale d'acceptation, des outils professionnels sont requis pour mesurer les dimensions (à l'aide d'un pied à coulisse numérique avec une précision de 0,01 mm), la planéité (à l'aide d'un appareil de mesure de planéité) et la régularité des bords (à l'aide d'un microscope haute définition 50x). Le fait de s'assurer que tous les indicateurs répondent aux exigences normatives constitue également la base principale pour évaluer les performances de l'équipement de découpage au gabarit.
La performance fondamentale de la machine à découper est d'assurer que le produit respecte les normes industrielles. Après plus de 20 ans de développement technologique, les machines à découper fabriquées à Shenzhen ont dépassé les exigences fixées dans de nombreux indicateurs importants. Par exemple, la précision du poinçonnage est stablement maintenue dans une plage de ±0,1 mm, soit 33 % de mieux que les exigences de la norme CY/T 59-2024. La capacité de contrôle de la déformation est inférieure à 0,3 mm, ce qui est supérieur aux exigences de la norme ISO/IEC 7810. La conception polyvalente de l'équipement le rend plus adaptable à différents marchés. En changeant le moule et en ajustant les paramètres, il peut perforer du papier filtre aussi fin que 0,1 mm (comme le papier filtre à café ou celui utilisé en laboratoire), mais aussi des couvertures de livres de 3 mm d'épaisseur, tout en découpant précisément divers types de cartes. Cela signifie qu'une seule machine peut accomplir de multiples tâches, améliorant considérablement le taux d'utilisation de l'équipement ainsi que le retour sur investissement pour les entreprises manufacturières. Lors du processus d'acceptation, le système de détection intégré en ligne établit un réseau de contrôle qualité en temps réel. Une caméra industrielle haute définition prend une photo de chaque carte terminée, et un algorithme d'intelligence artificielle détecte automatiquement les défauts tels que les bavures sur les bords, les écarts dimensionnels ou la planéité hors norme, avec une précision atteignant 99,9 %. La fonction de tri automatique transfère immédiatement les produits non conformes vers un bac à matériaux dédié, tout en triant ou regroupant les produits conformes selon le plan prédéfini, garantissant ainsi que les produits envoyés aux clients répondent aux normes d'acceptation. La solution intégrée et personnalisable de la machine à découper permet de remplacer rapidement les spécifications de moule, les paramètres de pression et les critères d'inspection, afin de satisfaire aux exigences qualitatives des différents marchés du monde entier. Par exemple, certains pays européens exigent une épaisseur de carte de 0,8 mm ± 0,05 mm. Grâce à sa conception modulaire, l'équipement peut être adapté en moins de 48 heures.
En résumé, le machine de découpe dispose d'un système complet de garantie de la qualité des cartes à travers quatre systèmes : un contrôle précis de l'alimentation, une adaptation optimisée des moules, une sortie de pression stable et un traitement intelligent des produits finis. Les machines de découpage die-cut fabriquées à Shenzhen conservent toujours les principaux avantages que sont la technologie mature, la durabilité et un haut niveau de personnalisation. Grâce à de nouvelles fonctionnalités telles que le système servo de 7,5 kW, la détection en ligne par IA et la liaison du procédé de dorure, la qualité et l'efficacité de production ont été améliorées à un niveau supérieur, ce qui confère au produit une forte compétitivité sur le marché mondial. Du point de vue de l'évolution du secteur, les produits cartonés deviennent plus légers, plus fins et intègrent de plus en plus de fonctions, tandis que les machines de découpage deviennent de plus en plus précises (erreur de positionnement inférieure à 0,05 mm), plus rapides (efficacité de production augmentée de 50 %) et plus intelligentes (aucune intervention humaine tout au long du processus). Cela signifie également que les entreprises de fabrication doivent être plus prudentes dans le choix de leurs équipements. Lors du choix d'une machine de découpage, les fabricants de cartes doivent prendre en compte leur propre type de produits (par exemple, les cartes intelligentes nécessitant un contrôle strict de la planéité et les cartes de jeu requérant une attention particulière portée à la douceur des bords et à la texture), l'échelle de production (par exemple, une grande série nécessitant de privilégier la robustesse de l'équipement et sa capacité de fonctionnement continu, ou une petite série personnalisée exigeant davantage de flexibilité et une efficacité élevée lors du changement de modèle), ainsi que les exigences normatives du marché cible. Des équipements personnalisables et évolutifs doivent être choisis.
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