A máquina de corte é o equipamento mais importante para a fabricação de cartões, cartões inteligentes, cartões de jogos, etc. O seu nível técnico afeta diretamente a precisão da produção, a textura e a velocidade. As máquinas de corte por matriz vêm acompanhando as necessidades em constante mudança da indústria. Desde as primeiras máquinas simples que exigiam operação manual até as máquinas inteligentes atuais, que possuem tanto tecnologia de controle numérico quanto tecnologia da Internet das Coisas. Este artigo irá rever a história de desenvolvimento das máquinas de corte por matriz e antecipar a direção da inovação das máquinas de corte por matriz sob três aspectos: iteração tecnológica, monitoramento inteligente e proteção ambiental. E, combinando com suas principais características de aplicação, oferece orientações técnicas para os profissionais do setor.
A máquina de perfuração de cartões é o elo mais importante na cadeia de produção de cartões inteligentes, e sua evolução tecnológica sempre foi adaptada ao desenvolvimento da indústria. Os fabricantes de equipamentos precisam estar atentos às necessidades dos clientes em todos os momentos e utilizar novas tecnologias para tornar seus produtos mais competitivos. As empresas que utilizam máquinas de corte precisam compreender o princípio de funcionamento dessas máquinas e as novas tendências da indústria, a fim de escolher o modelo adequado e melhorar sua eficiência produtiva e a qualidade dos produtos. Com o desenvolvimento da indústria de manufatura global em direção à inteligência e à sustentabilidade, a tecnologia das máquinas de corte terá ainda mais espaço para inovação. Isso ajudará a indústria de cartões inteligentes e outros setores a alcançarem um desenvolvimento de alta qualidade.
O primeiro lote de máquinas de corte por matriz foram fabricados com peças mecânicas. Os produtos desta fase eram principalmente utilizados para a produção inicial de cartões, devido à sua operação e design simples. As máquinas tradicionais de corte mecânico utilizam estruturas mecânicas, como excêntricos e bielas, para realizar a alimentação de papel, perfuração e outras ações. O sistema de caixa de engrenagens mecânica é a fonte de sua potência. Durante o processo de produção, os operadores precisam configurar manualmente e prestar atenção constante ao estado de funcionamento. No entanto, com o aumento dos requisitos de precisão de produtos como cartões inteligentes, as desvantagens das máquinas de corte mecânico estão se tornando cada vez mais evidentes. Por exemplo, a folga na transmissão mecânica é grande, a precisão na alimentação é pouco confiável e é fácil causar defeitos como erros de perfuração. Além disso, a estrutura mecânica limita a velocidade de funcionamento do equipamento, dificultando o atendimento aos requisitos de eficiência da produção em larga escala. O tempo de troca de matriz é longo para cartões diferentes.
A introdução da tecnologia de controle numérico trouxe mudanças revolucionárias para a máquina de corte, concretizando a transformação de "controle mecânico" para "controle digital de precisão". As modernas máquinas de corte CNC adotam principalmente um sistema servo de 7,5 kW e acionam partes importantes como alimentação e perfuração por meio de um motor servo. Ao mesmo tempo, utiliza-se uma régua óptica de alta precisão para localizar a posição, de modo que a precisão da alimentação seja controlada dentro de 0,01 mm, e não haja rebarbas no processo de perfuração. Isso é exatamente o que os cartões inteligentes necessitam em termos de aparência e precisão dimensional. As máquinas de corte CNC são superiores às máquinas mecânicas em muitos aspectos: primeiro, os parâmetros digitais podem ser definidos através da interface operacional com tela sensível ao toque. Para produtos de diferentes materiais (como substratos de cartões inteligentes em PVC e ABS) e diferentes especificações, a troca pode ser concluída chamando o programa predefinido. Isso reduz o tempo necessário para alterar a linha de produção. Em segundo lugar, o sistema servo possui uma saída estável, a velocidade de funcionamento do equipamento aumenta em 30%, o desgaste mecânico é reduzido e a vida útil é maior. Alguns modelos de alta gama podem durar mais de 10 anos se utilizados continuamente. Terceiro, a capacidade do sistema CNC de trabalhar em conjunto com outras máquinas permite que a máquina de corte realize diversas funções. Pode ser usada para perfurar cartões inteligentes e cartões de jogos e também pode ser adaptada conforme diferentes necessidades, como cortar livros.
Vale ressaltar que a atualização técnica das máquinas de corte CNC também impulsionou a integração e inovação dos processos auxiliares. Algumas máquinas de corte CNC podem ser combinadas com tecnologia de estampagem a quente para aplicar padrões e textos enquanto cortam. Isso reduz o processo produtivo e aumenta o valor do produto acabado. Uma das principais vantagens do uso da tecnologia CNC em máquinas de corte é a possibilidade de integrar diferentes processos.
Com a popularização do conceito de Indústria 4.0, a combinação da tecnologia da Internet das Coisas e máquinas de corte por matriz tornou-se um campo importante de inovação tecnológica na indústria. Seu valor principal reside no fato de que permite a visibilidade em tempo real e a gestão inteligente do processo produtivo, resolvendo os problemas de "dificuldade em perceber o estado, dificuldade em prever falhas e dificuldade em melhorar a eficiência" presentes na produção tradicional. Para empresas de máquinas de corte com grande atuação no exterior, o uso da tecnologia IoT pode ajudá-las a atender melhor as necessidades dos clientes internacionais em relação ao controle de produção em larga escala.
A arquitetura de três camadas de "camada de percepção-camada de transmissão-camada de aplicação" é a base para a máquina de corte realizar a Internet das Coisas. A camada de percepção do equipamento possui diversos sensores, como de temperatura, vibração e pressão, e coleta em tempo real parâmetros operacionais importantes, tais como pressão de estampagem, velocidade de alimentação, temperatura do motor e desgaste do molde. A camada de transmissão utiliza métodos como 5G, Wi-Fi e Ethernet industrial para enviar os dados à plataforma em nuvem, garantindo transmissão de dados estável e em tempo real, assegurando sua utilização em diferentes países e regiões. A camada de aplicação da plataforma em nuvem analisa e processa os dados coletados, gerando o status do equipamento: estado de funcionamento, estatísticas de capacidade de produção, alertas precoces de falhas, etc., e os usuários podem visualizá-los em tempo real por meio de um terminal.
A importância do sistema de monitoramento em rede para a fabricação de cartões inteligentes reside no fato de ter alcançado um controle em todo o processo. Por exemplo, se a pressão de perfuração da máquina de perfurar cartões estiver anormal, o sistema emitirá um alerta para lembrar o operador de verificar o molde ou a qualidade do substrato, evitando assim um lote inteiro de produtos não qualificados. Ao verificar a velocidade de alimentação e a frequência de estampagem, o sistema também pode calcular automaticamente a capacidade de produção e otimizar o plano produtivo com base no andamento dos pedidos.
A tecnologia de rede e as máquinas de corte podem também ser integradas a processos downstream. Por exemplo, ao fabricar cartões inteligentes, o sistema IoT pode enviar as informações do produto acabado para o equipamento de classificação automática após a máquina de corte concluir a perfuração. Dessa forma, os produtos acabados podem ser coletados em ordem ou por categoria de acordo com regras predefinidas, evitando erros causados pela classificação manual e tornando todo o processo produtivo mais automatizado. Essa colaboração inteligente em todo o processo é um dos principais sinais de que a tecnologia moderna de corte está se adaptando à tendência da produção inteligente.
Com as pessoas em todo o mundo prestando cada vez mais atenção ao meio ambiente, a indústria de manufatura precisou recorrer à "produção verde". As máquinas de corte consomem muita eletricidade, portanto os clientes precisam considerar o consumo de energia e o desempenho ambiental ao escolher modelos. Isso é especialmente verdadeiro em regiões com regulamentações ambientais rigorosas, como a UE e a América do Norte. A principal vantagem competitiva de máquinas de corte por matriz é que consomem menos energia e produzem menos poluição. Para se adaptar a essa tendência, as máquinas de corte são principalmente aprimoradas em dois aspectos: "otimização do consumo de energia" e "adaptação ambiental". Isso permite que atualizações técnicas e requisitos de proteção ambiental andem juntos.
O principal avanço na utilização de energia é a melhoria do sistema de potência e a aplicação de tecnologia inteligente de controle economizadora de energia. Por exemplo, o sistema servo mainstream de 7,5 kW economiza de 20% a 30% mais eletricidade do que o antigo motor assíncrono. Os sistemas servo também possuem controle preciso de velocidade, reduzindo automaticamente a potência quando o equipamento está funcionando em vazio ou em baixa velocidade. Isso reduz ainda mais o desperdício de energia. Algumas máquinas de corte de alta gama também possuem sistemas hidráulicos economizadores de energia, bem como dispositivos que utilizam o calor do sistema hidráulico para aquecer a oficina ou pré-aquecer o equipamento. Este é um exemplo de utilização em cascata da energia.
A máquina de corte não só controla o consumo de energia, mas também possui funções de proteção ambiental, como adaptação a diferentes materiais e remoção de resíduos. Alguns retalhos serão produzidos durante o processo de fabricação de cartões inteligentes. A limpeza manual com equipamentos tradicionais não só consome muito tempo, como também facilmente provoca a dispersão de poeira. As máquinas modernas de corte possuem sistemas automáticos de remoção de resíduos que utilizam adsorção por pressão negativa para recolher os detritos em recipientes especiais. O sistema também pode classificar e reciclar materiais descartados, permitindo uma melhor utilização dos recursos. Em termos de adaptabilidade aos materiais, ao fabricar cartões inteligentes com substratos ecológicos (como PVC degradável e materiais baseados em bioprodutos), a máquina de corte garante a precisão e estabilidade do processo de corte mediante a otimização do material da ferramenta e dos parâmetros de perfuração. Isso evita que o material seja danificado pelo perfuramento ou que gere mais resíduos devido às suas características.
Para empresas de máquinas de corte a matriz em Shenzhen, China, a chave para expandir globalmente é atender aos padrões ambientais de outros países. Atualmente, os produtos de máquinas de corte a matriz de empresas conhecidas já obtiveram certificações internacionais como CE e UL. O seu consumo energético também está em conformidade com a diretriz ERP da UE e com o padrão Energy Star dos EUA. A solução integrada personalizada também pode otimizar as configurações de proteção ambiental dos equipamentos, conforme as normas ambientais e necessidades produtivas dos clientes em diferentes países. Isso torna o produto mais adequado ao mercado.
A evolução técnica das máquinas de corte passou da forma mecânica para o controle numérico e, depois, para o controle inteligente e ecológico. O surgimento de cada nova tecnologia é impulsionado pelas necessidades do setor e, por sua vez, ajuda indústrias downstream, como a de cartões inteligentes, a evoluírem. Seu valor central reflete-se não apenas na melhoria da eficiência produtiva e na precisão dos produtos, mas também na forma como resolve os problemas do setor por meio da tecnologia: o processo de estampagem exclusivo confere aos cartões inteligentes e a outros produtos uma textura única, atendendo aos elevados requisitos dos consumidores quanto à aparência do produto. O design é durável e a tecnologia é madura. O sistema reduz os custos de manutenção de equipamentos para as empresas. Oferece uma ampla gama de aplicações e soluções personalizadas para atender às necessidades produtivas de clientes de diversos setores e portes. A utilização de tecnologias de automação e inteligência também ajuda as empresas a economizar, melhorar a eficiência no trabalho e gerenciar as operações de forma mais eficaz.
No futuro, as máquinas de corte passarão a ser mais inteligentes em três aspectos principais. A introdução da tecnologia de inspeção visual com IA permitirá a detecção em tempo real da qualidade do corte e a alteração automática dos parâmetros de corte. Isso resolverá completamente os problemas de velocidade lenta e grandes erros na inspeção manual da qualidade. Em segundo lugar, o design modular se tornará a norma. A utilização de módulos padronizados facilitará a atualização rápida e a personalização das funções dos equipamentos, encurtando os prazos de entrega e tornando a manutenção mais conveniente. Terceiro, a tendência de integração cruzada será mais evidente. As máquinas de corte serão combinadas com outras tecnologias, como impressão 3D e processamento a laser, para concluir a produção de produtos como cartões inteligentes em uma única etapa. Por exemplo, o encapsulamento de chips ou a impressão de códigos QR serão realizados simultaneamente com o corte, tornando o processo produtivo mais contínuo.
A máquina de perfuração de cartões é o elo mais importante na cadeia de produção de cartões inteligentes, e sua evolução tecnológica sempre foi adaptada ao desenvolvimento da indústria. As empresas fabricantes de equipamentos precisam estar atentas às necessidades dos clientes a todo momento e utilizar novas tecnologias para tornar seus produtos mais competitivos. As empresas que utilizam máquinas de corte precisam compreender o princípio de funcionamento dessas máquinas e as novas tendências do setor, a fim de escolher o modelo adequado e melhorar sua eficiência produtiva e a qualidade dos produtos. Com o avanço da indústria de manufatura global rumo à inteligência e à sustentabilidade, a tecnologia das máquinas de corte terá ainda mais espaço para inovação. Isso ajudará a indústria de cartões inteligentes e outros setores a alcançarem um desenvolvimento de alta qualidade.
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