A máquina de corte por matriz é o equipamento mais importante no processo de fabricação de cartões. O seu desempenho e estabilidade afetam diretamente a qualidade final do produto. Desde os cartões de associação e cartões de fidelidade de supermercado que usamos diariamente até cartões inteligentes capazes de interagir com informações (como cartões de transporte e cartões universitários), passando por jogos de cartas e cartões colecionáveis com processos complexos, todo cartão qualificado precisa ser perfeitamente cortado e formatado por uma cortadeira de matriz. Shenzhen é o centro da indústria global de manufatura de precisão. Com uma cadeia industrial completa e vantagens em pesquisa e desenvolvimento tecnológico, Shenzhen deu origem a várias empresas de cortadeiras de matriz com competitividade global. Os equipamentos produzidos e comercializados por essas empresas são amplamente utilizados em diversas linhas de produção de cartões. Além disso, já foram aplicados com sucesso em outros setores, como encadernação e perfuração, conformação de papel filtro e corte de embalagens coloridas. Os equipamentos são vendidos para os principais mercados do mundo, incluindo Europa, Estados Unidos, Sudeste Asiático e Oriente Médio. Com um sistema técnico completo, podem ser personalizados de acordo com as necessidades dos diversos mercados. Este artigo explorará de forma sistemática os fatores fundamentais que afetam a qualidade dos cartões produzidos por cortadeiras de matriz, tanto do ponto de vista técnico quanto prático, e fornecerá orientação técnica especializada para profissionais da produção de cartões ao redor do mundo, em combinação com normas do setor e características básicas dos equipamentos.
As rebarbas de corte são os problemas de qualidade mais comuns na produção de cartões, o que reduz a taxa de aprovação do produto. As principais razões são os três aspectos do controle de precisão do equipamento, compatibilidade dos parâmetros do processo e adaptação às características do material. Quando o erro de posicionamento mecânico do mecanismo de alimentação excede 0,2 mm, a posição de corte do material muda, e a lâmina não consegue atingir o material. Se a folga entre a matriz e a contra-matriz não for ajustada de acordo com a espessura do material (por exemplo, cartões em PVC exigem uma folga de 0,03 mm, e materiais ABS exigem uma folga de 0,05 mm), a força de corte será irregular, formando rebarbas serrilhadas ou em flocos. Do ponto de vista tecnológico, se a pressão for definida incorretamente (muito alta esmaga a borda do material, muito baixa não corta de uma vez) ou a velocidade de operação não for compatível com a tenacidade do material (por exemplo, cartões em PET precisam operar abaixo de 30 m/min), a lâmina não consegue cortar instantaneamente, formando rebarbas semelhantes a rasgos. O efeito de corte também é diretamente afetado pelas diferentes propriedades do próprio material. Por exemplo, materiais PVC macios produzem rebarbas adesivas devido ao desgaste da lâmina cortante, e materiais ABS rígidos produzem rebarbas de ruptura devido à liberação de tensão. Esses defeitos não apenas alteram a aparência do cartão,
Para eliminar a rebarba, são necessárias tecnologias melhores, equipamentos superiores e um sistema de controle de qualidade para todo o processo. A norma industrial nacional CY/T 59—2024 "Requisitos de Controle de Processo para Corte a Faca Plana de Produtos Impressos em Papel" estipula que a tolerância de posicionamento do equipamento de corte deve ser de no máximo 0,15 mm. Isso significa que o sistema de alimentação deve ser capaz de controlar com grande precisão o movimento do equipamento. A maioria das máquinas de corte produzidas em Shenzhen adota um sistema servo automático de 7,5 kW. O sistema utiliza controle de ligação em malha fechada entre o sensor fotoelétrico e o motor servo, corrige em tempo real o erro de alimentação e, por fim, controla a precisão de posicionamento dentro de 0,1 mm, eliminando assim as rebarbas causadas por desalinhamento na alimentação desde a origem. O equipamento também vem com um módulo de ajuste de pressão em múltiplos estágios, que pode definir os parâmetros de pressão para diferentes materiais por meio da tela sensível ao toque (por exemplo, um cartão de PVC definido entre 8-10 MPa e um cartão de papel definido entre 5-7 MPa). As configurações também podem ser ajustadas com precisão em tempo real com base nos dados de feedback durante o processo de produção, garantindo que a lâmina tenha uma distribuição uniforme de pressão ao longo de todo o processo de corte. É promovido o processo padronizado de "primeiro corte de teste, depois testes, e então produção em massa": ao produzir a primeira peça, a qualidade da borda é verificada por meio de um microscópio de alta definição para determinar a melhor velocidade de operação, pressão, folga da matriz e outros parâmetros; no processo de produção em massa, o sistema automático de descarte de resíduos do equipamento combina adsorção por pressão negativa e separação mecânica para remover os resíduos do corte a tempo, evitando o acúmulo de detritos que possam afetar os cortes subsequentes. Por fim, a taxa de defeitos por rebarba pode ser estabilizada abaixo de 0,1%, atingindo plenamente os requisitos de alta qualidade para perfuração e corte preciso sem rebarbas.
A suavidade da borda do cartão afeta diretamente a experiência tátil e a vida útil do produto. O design e a precisão de encaixe da faca de corte são os fatores mais importantes que influenciam este indicador principal. A base técnica para a qualidade do acabamento das bordas é o ângulo da lâmina, a tolerância de precisão e o processo de calibração de instalação da lâmina de corte. A altura do tipos de linha da faca de corte deve ser estritamente controlada dentro de 0,02 mm, e a espessura não pode exceder 0,02 mm. Se ultrapassar essa faixa, a área de contato entre a lâmina e o material será diferente durante o corte. A pressão nas áreas mais espessas é excessiva, resultando em colapso das bordas. A pressão é muito baixa nas áreas finas, o que faz com que não haja rebarbas e as bordas não fiquem lisas. Por exemplo, ao fabricar cartões inteligentes, se as bordas não forem suficientemente lisas, o cartão pode travar no leitor. Com o tempo, os contatos no leitor podem desgastar-se. Além disso, o método de montagem da faca de corte também é muito importante. Para garantir que o erro não ultrapasse 0,01 mm, é necessário utilizar um relógio comparador para verificar a paralelismo entre a faca de corte e o porta-facas da máquina de corte. Se não estiverem paralelos, aparecerão defeitos irregulares com um lado mais profundo e outro mais raso.
De alta qualidade máquina de corte por matriz adota uma solução integrada e personalizada, o que faz com que o molde e o equipamento se encaixem e funcionem perfeitamente em conjunto. Podem ser oferecidos serviços de projeto personalizado de moldes conforme os requisitos de qualidade das bordas para diferentes tipos de cartões. Por exemplo, para cartões inteligentes finos de PVC (com espessura de 0,76 mm), utiliza-se um design de lâmina com ângulo agudo de 45° para garantir que a superfície cortada seja plana e lisa. Para cartões grossos de jogos (com espessura de 1,2 mm) ou cartões com padrões em relevo, emprega-se uma lâmina com ângulo obtuso de 30°, tornando o processo de corte mais estável e evitando lascas na área do padrão. O equipamento possui um sistema totalmente automático de calibração de moldes, que utiliza modo duplo de telemetria a laser e sonda mecânica para detectar em tempo real a paralelismo e perpendicularismo do molde. A precisão é calibrada automaticamente a cada 1.000 operações, garantindo que o erro na mesma posição do produto unitário repetido não exceda 0,1 mm. Vale destacar que a máquina de corte produzida em Shenzhen possui a função de integração do processo de prensagem térmica e pode realizar simultaneamente dois processos: "corte" e "prensagem térmica". Enquanto o corte de precisão está sendo realizado, o sistema servo controla sincronamente a pressão e a temperatura da cabeça térmica, aplicando por prensagem padrões com texturas metálicas, como dourado e prateado, nas bordas ou na superfície do cartão.
A planicidade do cartão é um indicador funcional chave para medir a sua qualidade. A planicidade de cartões inteligentes, cartões com faixa magnética e cartões NFC afeta diretamente o desempenho na leitura e a vida útil dos mesmos. A norma internacional ISO/IEC 7810, Cartões de identificação — Características físicas, especifica que a deformação do cartão do tipo ID-1 mais comum (tamanho padrão de cartão de crédito) deve ser estritamente limitada a 0,5 mm. Se o cartão estiver empenado além desse intervalo, o leitor não conseguirá ler o cartão corretamente, ou o cartão não poderá ser lido devido ao mau contato com os contatos do leitor. O principal motivo do empenamento do cartão é o controle inadequado da pressão. Existem duas formas principais pelas quais isso ocorre: uma é a distribuição irregular da pressão durante o processo de corte, ou seja, a pressão de extrusão nas diferentes partes do material é diferente, gerando tensão permanente no interior; após o resfriamento e conformação, a liberação dessa tensão leva à deformação por empenamento; a segunda é a pressão excessiva, resultando na compressão das bordas do cartão, o que não só afeta a precisão dimensional, mas também danifica a estrutura molecular interna do material, provocando empenamento localizado. Um fabricante de cartões inteligentes no Sudeste Asiático já teve um lote de cartões com taxa de defeito por empenamento de 5%, devido ao controle inadequado da pressão de perfuração. Isso resultou em um prejuízo direto superior a 100.000.
A máquina avançada de corte pode alterar com precisão a pressão porque adota o sistema de controle servo de pressão. O equipamento utiliza um motor servo de alto desempenho de 7,5 kW e, por meio do sistema de controle PLC, pode alterar a saída de pressão em tempo real de acordo com o formato do molde (redondo, quadrado ou formato especial) e a espessura do material (a faixa mais comum é de 0,5–2,0 mm). De acordo com o formato do molde (redondo, quadrado ou irregular) e a espessura do material (a faixa mais comum é de 0,5–2,0 mm). Também controla as flutuações de pressão dentro de ±0,5 MPa, garantindo que a pressão seja distribuída uniformemente na superfície do material. O design durável do equipamento também assegura o controle de planicidade a longo prazo: o corpo é feito de ferro fundido de alta resistência combinado com liga de alumínio de grau aeronáutico. Isso não só garante a estabilidade do equipamento, mas também reduz o impacto das vibrações mecânicas na saída de pressão. O mecanismo de orientação de precisão adota um parafuso de esferas importado e possui a função de lembrete automático de lubrificação periódica. Dessa forma, o equipamento pode manter uma saída de pressão estável mesmo trabalhando com alta intensidade 24 horas por dia, 365 dias por ano, com tempo de operação anual superior a 3.000 horas. O desvio de pressão é mantido dentro de 0,3 MPa, evitando alterações de pressão causadas pelo desgaste do equipamento.
Para produzir cartões de alta qualidade, devem ser seguidas rigorosas normas internacionais e nacionais da indústria. O corte por matriz é um processo importante que determina a forma e a precisão do produto. Suas medidas de controle de qualidade devem atender aos padrões finais de aceitação. Na China, a CY/T 59—2024, "Requisitos de Controle de Processo para Corte Plano por Matriz de Produtos Impressos em Papel", é principalmente aplicável a produtos semelhantes, como cartas de jogar e cartões de visita. É claramente estipulado que a borda de corte do produto cortado por matriz deve ser lisa, sem rebarbas, sem perda de tinta na borda e sem afundamentos. A tolerância dimensional é controlada pelo comprimento do segmento de linha. Por exemplo, a tolerância de um segmento de linha de 60 mm é de ±0,15 mm, a tolerância de um segmento de linha de 60 a 100 mm é de ±0,25 mm, e a tolerância de um segmento de linha superior a 100 mm é de ±0,50 mm. A norma ISO/IEC 7810 Cartões de identificação - Características físicas é um padrão mundial para a fabricação de cartões inteligentes e cartões com faixa magnética. Exige que o cartão tenha determinadas dimensões (85,60×53,98 mm), espessura (0,76 mm ± 0,08 mm) e empenamento (≤0,5 mm). Também exige que o raio dos cantos arredondados das bordas seja mantido dentro da faixa de 3,18 mm ± 0,38 mm. Durante a inspeção real de aceitação, são necessárias ferramentas profissionais para medir as dimensões (usando um paquímetro digital com precisão de 0,01 mm), planicidade (usando um detector de planicidade) e suavidade das bordas (usando um microscópio de alta definição de 50x). Garantir que todos os indicadores atendam aos requisitos da norma é também a principal base para inspecionar o desempenho do equipamento de corte por matriz.
O desempenho principal da máquina de corte é garantir que o produto atenda aos padrões do setor. Após mais de 20 anos de desenvolvimento tecnológico, as máquinas de corte fabricadas em Shenzhen superaram o padrão em muitos indicadores importantes. Por exemplo, a precisão do perfuramento é estavelmente controlada dentro de ±0,1 mm, o que é 33% superior aos requisitos do padrão CY/T 59-2024. A capacidade de controle de empenamento está dentro de 0,3 mm, melhor do que os requisitos do padrão ISO/IEC 7810. O design multifuncional do equipamento torna-o mais adaptável a diferentes mercados. Ao alterar o molde e ajustar as configurações, pode perfurar papel filtro tão fino quanto 0,1 mm (como papel filtro de café e papel filtro de laboratório), além de poder perfurar capas de livros com 3 mm de espessura e cortar com precisão diversos tipos de cartões. Isso significa que uma única máquina pode realizar múltiplas funções, aumentando significativamente a taxa de utilização do equipamento e o retorno sobre o investimento para empresas de manufatura. Durante o processo de aceitação, o sistema integrado de detecção em tempo real do equipamento cria uma rede de controle de qualidade contínua. A câmera industrial de alta definição tira fotos de cada cartão acabado, e o algoritmo de inteligência artificial identifica automaticamente defeitos como rebarbas nas bordas, desvios dimensionais e planicidade acima do padrão, com uma taxa de precisão de até 99,9%. A função de classificação automática remove produtos não conformes para um compartimento especial de material em tempo real e classifica ou coleta produtos qualificados de acordo com o plano predefinido, garantindo que os produtos enviados aos clientes atendam aos padrões de aceitação. A solução integrada e personalizada da máquina de corte permite substituir rapidamente as especificações dos moldes, os parâmetros de pressão e os padrões de inspeção, atendendo assim às exigências de qualidade de diferentes mercados ao redor do mundo. Por exemplo, alguns países europeus exigem que a espessura do cartão seja de 0,8 mm ± 0,05 mm. Graças ao design modular, o equipamento pode ser adaptado em até 48 horas.
Em resumo, o máquina de corte por matriz possui um sistema de garantia de processo completo para a qualidade do cartão por meio de quatro sistemas: controle preciso da alimentação, adaptação otimizada do molde, saída estável de pressão e processamento inteligente do produto acabado. As máquinas de corte-die fabricadas em Shenzhen ainda possuem as principais vantagens de tecnologia madura, durabilidade e alto grau de personalização. Com novas funções como o sistema servo de 7,5 kW, detecção online com IA e ligação do processo de estampagem a quente, a qualidade e eficiência da produção foram elevadas a um nível superior, tornando o produto altamente competitivo no mercado global. Do ponto de vista da tendência de desenvolvimento do setor, os produtos em cartão estão se tornando cada vez mais leves, finos e com mais funções, enquanto as máquinas de corte-die estão se tornando mais precisas (erro de posicionamento inferior a 0,05 mm), mais rápidas (eficiência de produção aumentada em 50%) e mais inteligentes (sem intervenção humana em todo o processo). Isso significa também que as empresas fabricantes precisam ser mais cautelosas na seleção de equipamentos. Ao escolher equipamentos de corte-die, os fabricantes de cartões devem considerar seus próprios tipos de produtos (como cartões inteligentes, que exigem foco no controle de planicidade, e cartões de jogos, que exigem atenção à suavidade das bordas e textura), escala de produção (como produção em larga escala, que exige foco na durabilidade do equipamento e capacidade de operação contínua, e produção sob encomenda em pequenos lotes, que exige foco na flexibilidade do equipamento e eficiência na troca de modelos) e os requisitos normativos do mercado-alvo. Devem ser selecionados equipamentos personalizáveis e atualizáveis.
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