Requisitos de Processo e Seleção de Equipamentos para Estampagem a Quente 3D
Como o método cilindro contra cilindro (rotativo) utiliza contato linear, ele pode evitar completamente os problemas de bolhas que podem ocorrer na estampagem a quente plana, além de oferecer maior velocidade e melhor qualidade. No entanto, como tanto a chapa de estampagem quanto a contramatriz são cilíndricas, a dificuldade de usinagem e o custo são elevados, e a eficiência de transferência de calor das chapas cilíndricas não é ideal. Portanto, esse método não é amplamente utilizado e geralmente é aplicado apenas para tiragens longas que exigem alta qualidade, como embalagens de cigarros, embalagens de bebidas alcoólicas e embalagens de produtos de saúde.I. Requisitos de Processo da Estampagem a Quente 3D
1. Foil de Estampagem a Quente (Foil Metálico)
O foil de estampagem a quente é geralmente composto por 4 a 5 camadas de materiais diferentes, tais como:filme de base (PET), camada de liberação, camada de cor (foils prateados não possuem camada de cor), camada de alumínio metalizado e camada adesiva.
Funções de cada camada:
- Camada de filme de base: fornece suporte estrutural para as outras camadas.
- Camada de liberação: permite que a camada de alumínio se separe do filme transportador; determina a transferibilidade do foil.
- Camada de cor: fornece cor e protege a camada subjacente. Cores comuns incluem dourado, prateado, vinho, azul-claro, preto, vermelho-vivo, verde, etc. Dourado e prateado são os mais amplamente utilizados.
- Camada de alumínio metalizado: fornece o brilho metálico.
- Camada adesiva: une o foil ao substrato durante a estampagem a quente.
A velocidade e a qualidade da estampagem a quente são afetadas principalmente pela camada de liberação e pela camada adesiva. Se essas camadas não forem suficientemente sensíveis ao calor, a velocidade de estampagem deve ser reduzida. No passado, as limitações de transferência de calor restringiam a estampagem a quente plana a menos de 5000 folhas/hora. Hoje, os principais fornecedores globais de foil oferecem foils que atendem aos requisitos modernos de alta velocidade. A máquina de estampagem a quente suíça Bobst, por exemplo, pode atingir 7500 folhas/hora.
Como a estampagem a quente 3D forma um efeito em relevo (alto-relevo), os requisitos de temperatura, pressão e velocidade diferem da estampagem a quente plana comum. Portanto, foils especiais para estampagem a quente 3D devem ser usados, e foils planos comuns não devem ser substituídos, caso contrário, pode ocorrer qualidade de estampagem insatisfatória ou problemas inesperados.
2. Temperatura, Pressão e Velocidade
Esses três fatores são os parâmetros centrais da tecnologia de estampagem a quente. Somente controlando sua relação é possível alcançar estampagem de alta qualidade, incluindo a estampagem a quente 3D.Temperatura
A estampagem a quente 3D requer temperatura mais alta porque completa a estampagem a quente e o alto-relevo em uma única passagem.
- Estampagem a quente comum: 70 a 90°C
- Estampagem a quente 3D: cerca de 150°C
Se a temperatura for muito baixa, as camadas adesiva e de liberação do foil não derretem adequadamente, resultando em transferência incompleta, áreas faltantes ou substrato exposto.
Se a temperatura for muito alta, os problemas podem incluir deformação do substrato, imagens borradas, caracteres pouco nítidos, descoloração do foil ou expansão da chapa causando desalinhamento com a contramatriz.
Assim, a temperatura é o fator mais crítico.
Pressão
A pressão é aplicada instantaneamente durante a estampagem. Após o derretimento, a camada adesiva depende da pressão para unir o foil ao substrato. Na estampagem a quente 3D, a pressão também deve criar um padrão em relevo esculpido, portanto, deve ser maior do que na estampagem a quente comum.
A resistência do foil deve, portanto, ser maior para suportar a pressão adicional.
Pressão excessiva pode rasgar o foil, danificar a contramatriz ou deformar a folha impressa.
Pressão insuficiente resulta em transferência incompleta do foil ou profundidade de alto-relevo insuficiente.
Assim, o controle adequado da pressão é essencial.
Velocidade
A velocidade determina o tempo de contato entre o foil e a matriz aquecida.
- Muito rápida → aquecimento insuficiente → adesão deficiente
- Muito lenta → aquecimento excessivo → possíveis defeitos por superaquecimento
II. Equipamentos para Estampagem a Quente 3D
Os equipamentos de estampagem a quente 3D incluem principalmente sistemas planos (plano contra plano) e rotativos (cilindro contra cilindro). O método cilindro contra plano não é adequado para estampagem a quente 3D.1. Máquinas de Estampagem a Quente 3D Plano contra Plano
Representadas pela suíça Bobst, essas máquinas estão evoluindo para alta velocidade, alta precisão e operação fácil.Os equipamentos Bobst podem alcançar:
- Até 7500 folhas/hora
- Precisão dentro de ±0,1 mm
2. Estampagem a Quente Cilindro contra Cilindro (Rotativa)
Usada principalmente em produção em linha com alimentação por bobina.Vantagens:
- O contato linear elimina possíveis problemas de bolhas encontrados na estampagem plana
- Maior velocidade e melhor qualidade
- Tanto a chapa de estampagem quanto a contramatriz são cilíndricas → difícil e caro de fabricar
- A transferência de calor é menos eficiente