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L’imprimante de sérigraphie CP400 est fabriquée par la société suisse First EIE qui est mondialement renommée pour des phototraceurs dont la technologie a été constamment améliorée depuis plus de 20 ans. La gamme couvre tous les besoins en termes de dimensions comme de précision. La robustesse et la qualité des machines ont contribué à placer First EIE aux premiers rangs dans l’équipement des fabricants de circuit imprimé.

Les CP400 ont donc émergé de cet environnement technologique de haut niveau et nombre de solutions éprouvées se retrouvent dans leur fabrication : pour la mécanique, la motorisation et les asservissements par exemple, ou encore le processeur d’image et le système informatique. Sur le marché, plusieurs solutions ont été retenues pour aborder ce problème, voyons ce qui singularise le CP400.

Les caractéristiques physiques

Le CP400 existe actuellement en deux modèles soit deux surfaces de travail. Si le plus petit modèle, 660 x 610mm, le CP400 est le plus répandu, le modèle CP490 permet de traiter des panneaux de 910 x 610 mm, soit une demi feuille de laminé, pour les productions les plus importantes. Le système est très flexible et offre plusieurs solutions pour traiter des circuits unitaires ou des panneaux.

Le maintien peut être uniquement assuré par du vide ou complété par un piètage. Pour les réalisations les moins critiques, cette seule référence mécanique pourra être utilisée pour minimiser les temps de passage. Pour obtenir le meilleur des caractéristiques de la machine, l’alignement automatique par caméra permettra une correction en translation, rotation et échelle. Cette correction d’échelle vient compenser les contraintes subies par la matière au cours de la fabrication. Quant à la rotation, la correction est mécanique, c’est à dire que le panneau s’oriente par rapport aux axes de la machine pour éviter les aspects « d’escalier » induits par une rotation informatique du fichier.

L’encre

L’encre utilisée provient de la société Markem. Cette multinationale emploi 1500 personnes de par le monde et est largement représentée. L’encre n’est pas propre à l’utilisation des machines de First EIE, la pérennité du produit est donc indépendante de l’activité.

Cette encre est caractérisée par une très grande densité du blanc ce qui joue en faveur de l’esthétique du résultat. Par ailleurs, elle est chauffée dans la tête d’impression pour assurer sa fluidité, mais au contact du circuit, elle se fige ce qui assure la stabilité de l’impression.

Avant la polymérisation aux ultraviolets de quelques dizaines de secondes, un léger préchauffage permet de lisser le trait pour faire disparaître le relief des gouttes. La solidification et l’adhésion de l’encre s’effectuent à la polymérisation. Jusqu’à cette étape toute erreur peut être gommée par un simple nettoyage et le circuit peut être remis en production après correction de la faute.

La qualité d’impression

La qualité d’impression dépend de l’encre, de la qualité de la tête mais également de paramètres physiques inéluctables, tels que la vitesse de déplacement de la tête, la hauteur d’impression. Par exemple, une variation de ce dernier paramètre de 0,5mm peut induire des erreurs de l’ordre de 50µm. Ce flambage ou courbure du panneau n’est pas chose extraordinaire et, pour en faire compensation, un capteur laser mesure en permanence la distance entre la tête et le panneau pour la maintenir constante par asservissement de l’axe Z. Le système peut absorber jusqu’à 1mm sur une distance de 200mm. Au delà, il convient de procéder à des corrections en amont.

La tête d’impression

La tête d’impression actuelle est principalement fabriquée aux USA. Elle comprend 256 buses activées par des commandes piézo-électriques. Pour augmenter la vitesse d’impression il n’est pas possible d’augmenter la vitesse de déplacement car la fréquence d’émission des gouttes serait trop élevée. Reste à augmenter le nombre de buses.

Le même problème s’est présenté pour les traceurs quelques années auparavant. Dans un premier temps une seconde tête a été ajoutée au prix de problèmes complexes à résoudre en termes de contraintes thermiques, géométriques et de coût. Une solution consistant à doubler le nombre des buses dans une même tête à jet d’encre s’est donc imposée comme la plus avantageuse.

Fort désormais d’une assez longue expérience dans le domaine, First EIE a donc développé sa propre tête d’impression à 512 buses. Les réflexions ont amené à une simplification des principes de circulation de l’encre et donc à une réduction du nombre de composants, ce qui diminue logiquement les taux de panne. En outre, l’encre servant aux purges pourra être recyclée ce qui réduira d’autant les coûts d’exploitation. Le processeur d’image basé désormais sur la seule technologie First EIE est également rendu plus performant.

La tête d’impression étant le seul élément des CP400 qui n’était pas totalement maîtrisé par First EIE, cette lacune sera comblée. Cette maîtrise améliorera directement le MTBF et l’immobilisation machine en cas de maintenance avec pour objectif un niveau de robustesse comparable à celui des phototraceurs.

Flexibilité

Si on a noté précédemment la flexibilité des CP400 quant aux modes de maintien du panneau ou du circuit unitaire, aux modes de centrage, il est d’autres domaines où cette flexibilité est également précieuse.

Les CP400 équipés d’une tête d’impression à 600dpi (40µm) peuvent effectuer des impressions à 500, 600, 700 ou 800dpi. Sur les basses résolutions, on privilégie la vitesse de passage, sur les hautes, le contraste, le rendu visuel et bien sûr la précision. Tout comme le fabricant gère la classe de fabrication des circuits, au simple transfert des fichiers dans le CP400, il est attribué des paramètres tenant compte des impératifs primordiaux d’exécution.

Dans le même ordre d’idée, la machine dispose de trois vitesses d’impression. N’oublions pas que nous ne traitons pas seulement des circuits unitaires mais également des panneaux de grandes dimensions qui peuvent présenter voilage et flèche dus à la fabrication. La vitesse standard conviendra à la plupart des travaux. Si le panneau n’a pas de déformation importante, une vitesse supérieure (+20%) pourra être envisagée. Si au contraire le panneau présente d’assez fortes déformations qui ne peuvent être compensées par la fixation, la tête sera relevée et travaillera en mode monodirectionnel à une vitesse inférieure de 20%.

Pour les productions importantes et une mise en ligne, les CP400 peuvent également être équipé d’un déchargement automatique.

Une philosophie industrielle

Depuis 15 ans, ADL International propose les produits First EIE et les traceurs de la gamme ont connu un tel succès qu’ils nous ont placés au rang de premier fournisseur en France tout comme les représentants des différents marchés asiatiques dans leurs pays respectifs. La ligne de développement a toujours été et reste une recherche de la simplicité juste suffisante pour assurer les fonctionnalités les plus sophistiquées.

Les convertisseurs de données utilisés sur toutes les machines ont largement fait preuve de leur fiabilité, de leur universalité et indépendance envers les systèmes amont.

La mécanique est largement dimensionnée et assistée par des asservissements et paramètres informatiques ce qui réduit au plus strict minimum les réglages mécaniques. Depuis quelques années ce sont les procédures mêmes de réglage qui font l’objet d’assistants informatiques de manière à rendre plus rapides les réglages et la maintenance. Les améliorations des machines sont constamment poursuivies afin de tirer profit des innovations technologiques disponibles, mais également pour amener plus de convivialité et de fonctionnalités.

La concision dans la conception a été le secret de l’évolutivité des machines.

First EIE pourrait faire sienne cette maxime : la performance dans la simplicité !

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