Charger, imprimer et décharger

Nessan Cleary explique comment les systèmes automatisés de chargement et de déchargement peuvent améliorer considérablement le débit des imprimantes grand format à grande vitesse.

La productivité est une mesure clé pour déterminer la valeur d’une imprimante grand format, car plus vous pouvez produire de matériel vendable, plus le profit de cette imprimante est important. Mais la productivité ne dépend pas seulement de la rapidité avec laquelle l'imprimante peut déposer l'encre ou du nombre de mètres carrés que le fabricant prétend pouvoir produire en une heure. Dans le monde réel, la productivité est vraiment une question de débit et la manière dont vous manipulez le substrat joue un rôle important, et en particulier la rapidité avec laquelle vous pouvez faire passer le support imprimé de l'imprimante au processus suivant.

Cependant, la plupart des impressions sur feuilles ou sur cartons sur des imprimantes à plat et hybrides dépendent toujours d'un opérateur pour charger manuellement les feuilles vierges et les feuilles imprimées hors de l'imprimante. Mais comme le note Andrew Berritt, responsable marketing mondial pour les graphiques grand format Fujifilm : « Plus vous allez vite, plus vous avez besoin d'automatisation, car les gens ne peuvent pas suivre le rythme. »

Le résultat est que les machines à très grand volume ne peuvent atteindre leur pleine productivité que si vous disposez également d'un système de chargement et de déchargement pour mettre et retirer les planches de la machine. Il existe plusieurs variantes, à commencer par le chargement et le déchargement entièrement manuels. Ensuite, il y a le semi-automatique, ce qui signifie généralement un chargement manuel avec un déchargeur automatisé. De même, l'automatisation aux trois quarts est généralement un alimentateur automatique de panneaux avec déchargement manuel, tandis que l'automatisation complète concerne à la fois le chargement et le déchargement.

Peter Bray, directeur général de Durst Royaume-Uni et Irlande, affirme que le choix du niveau d'automatisation à utiliser dépend principalement des applications cibles et de la fréquence à laquelle les clients basculent entre ces applications, notant : « Si un client opte pour une automatisation complète, ils ne veulent pas passer d'un matériau à un autre, car le but est de placer une pile de matériaux dans un chargeur, puis de l'imprimer et de l'acheminer vers un système de livraison. Mais s’ils passaient d’une feuille plate à un rouleau, ou d’une taille à une autre, l’avantage du temps de préparation réduit résultant d’une automatisation complète diminuerait. »

Bray explique que les clients qui optent pour une automatisation complète ont tendance à travailler uniquement avec deux ou trois matériaux, ajoutant : « Il s'agit principalement de carton ondulé car ils souhaitent le moins d'interactions possible. » Il poursuit : « Les clients ayant de bons volumes et souhaitant de la flexibilité opteront pour les trois quarts. »

Une limitation est que la hauteur des matériaux doit être alignée avec la hauteur du lit de l'imprimante afin que le substrat puisse être introduit directement dans l'imprimante. Pour les matériaux très épais, cela peut limiter le nombre de feuilles pouvant être empilées sur une palette. Certains clients ont creusé une fosse pour abaisser le tas d'alimentation afin de surmonter ce problème.

Certains systèmes de chargement peuvent permettre d'introduire deux palettes distinctes côte à côte dans une imprimante. Les matériaux doivent être les mêmes, mais cela permet à deux travaux complètement distincts d'être automatiquement introduits simultanément dans l'imprimante, chacun étant livré après impression sur leurs palettes respectives, prêt pour l'étape suivante.

Le système de chargement et de déchargement est généralement intégré aux commandes de la presse, bien qu'il y ait certaines commandes directement sur le système lui-même, comme l'arrêt d'urgence et la configuration du format du support. En fonction du système de chargement et de déchargement lui-même, il peut être possible de réutiliser le système avec une autre imprimante, si l'imprimante elle-même est remplacée ultérieurement. Cependant, comme le souligne Bobby Grauf, directeur commercial d'Agfa Royaume-Uni et Irlande : « À mesure que la presse devient plus rapide, l'automatisation doit également être capable de suivre le rythme. »

Légende : Agfa a mis à niveau le système de chargement et de déchargement automatisé pour la version UHS plus rapide de son hybride Jeti Tauro H3300. Crédit image : Agfa.

Grauf indique qu'il existe certaines variations régionales, la majorité des clients en Amérique du Nord et en Europe optant pour une automatisation complète, tandis que la plupart des clients britanniques choisissent la semi-automatisation ou le chargement manuel, bien que cela puisse changer à mesure que le Jeti Tauro UHS d'Agfa, plus rapide, commence à être expédié.

Il existe un nombre limité d'entreprises capables de produire de tels systèmes. La société allemande Hostert, par exemple, fabrique un chargeur automatique dédié et un déchargeur automatique séparé, qui peuvent être utilisés séparément ou ensemble. Ces systèmes peuvent gérer différents supports, notamment la mousse PVC, le carton ondulé, le papier épais et le carton compressé, le tout jusqu'à 25 mm d'épaisseur et 20 kg de poids. Les planches peuvent être rechargées. Les options incluent une table élévatrice installée dans la fosse ou une fonction de palette intégrée pour déplacer la table élévatrice.

Hostert propose également un système automatique unique qui peut être utilisé soit pour le chargement, soit pour le déchargement. Il s'agit d'un bras capable de prélever les substrats d'une pile sur une palette et de les déposer sur son propre lit d'où les supports peuvent être poussés sur l'appareil en question.

Hanglory, basée en Chine, a développé le système Robo HT2500, qui se compose d'un chargeur automatique et d'un déchargeur automatique séparé pouvant gérer des supports jusqu'à 2,5 m de large et 50 mm d'épaisseur et pesant jusqu'à 20 kg.

Bras robotiques

Une autre option consiste à utiliser un bras robotique pour retirer la carte imprimée de l'imprimante et la placer sur une table de découpe. La plupart des bras robotisés sont conçus pour des applications industrielles et offrent donc une longue durée de vie avec peu d'entretien, ce qui en fait une solution très flexible et rentable, même en tenant compte du coût d'intégration des systèmes de contrôle pour synchroniser le chargement avec l'impression.

Les bras robotisés fonctionnent bien pour les véritables plates-formes où le substrat est chargé et déchargé directement du lit. Canon, par exemple, a présenté un système robotique lors d'un précédent salon Fespa avec un seul bras robotique placé à côté d'un plateau Arizona afin de pouvoir charger le support dans l'imprimante, puis le décharger directement sur une table de découpe Océ ProCut. Mais une imprimante hybride nécessiterait soit un système de chargement séparé, soit un deuxième bras robotique, car les feuilles doivent passer par l'imprimante elle-même. Pour des raisons de santé et de sécurité, la zone autour d'un bras robotique doit être délimitée. Ainsi, plus il y a de bras robotiques utilisés, plus il faut d'espace.

De plus, un bras robotique doit être programmé pour chaque format de feuille individuel, cette solution fonctionne donc mieux pour les clients qui impriment plus ou moins la même application. Les bras robotisés peuvent gérer différentes hauteurs de pile, quelle que soit l'épaisseur du matériau.

Fujifilm propose des bras robotisés à utiliser avec sa série Onset de plateaux à haute productivité. Il existe plusieurs options, dont les trois quarts avec une table de pose et un robot de déchargement, ou une automatisation complète avec un Hostert AutoLoader et soit un Auto Unloader, soit un bras robot ABB. Ou bien, une automatisation complète Dual Pick avec deux bras robotisés pour le chargement et le déchargement. Fujifilm présente également un nouveau système, High Five, qui utilise deux bras robotiques mais avec six axes au lieu des cinq axes actuels, ce qui permettra aux bras de retourner les planches pour une impression recto verso et d'inverser les planches avant de les empiler.

Légende : Fujifilm utilise des bras robotisés pour automatiser le chargement et le déchargement de ses imprimantes Onset X-series. Crédit image : Nessan Cleary.

Berritt affirme qu'environ la moitié des clients utilisent une automatisation complète et que la moitié d'entre eux disposent à nouveau d'une configuration double robotique, ce qui constitue l'approche la plus coûteuse mais permet également la plus grande productivité.

Berritt affirme qu'une grande partie du développement est désormais axée sur ce chargement automatisé afin de réduire le temps entre les impressions et d'augmenter la productivité globale. Il souligne que cela augmente la capacité de pointe des imprimantes pour un traitement rapide des travaux, notant : « De nombreux clients l'utilisent pour remporter des travaux en étant plus rapides que leurs concurrents. »

En conclusion, les deux approches ont clairement leur place, les chargeurs automatiques étant plus adaptés aux tôles souples, car ils peuvent saisir le bord de la tôle et la faire glisser sur le lit, tandis que les bras robotisés sont mieux adaptés aux cartons rigides comme le carton ondulé.