La vague de l'intelligence arrive : la tendance de développement future de la machine de découpe de film optique est tournée vers l'avenir

Matériau de base essentiel des industries manufacturières haut de gamme telles que les écrans LCD, OLED, les semi-conducteurs, les véhicules à énergies nouvelles et l'électronique flexible, la qualité des films optiques détermine directement les performances et le rendement des produits finis. Équipement clé du traitement final de la chaîne industrielle des films optiques, le niveau technique de la machine de découpe de films optiques est directement lié à la précision de découpe, à la qualité et à l'efficacité d'utilisation du film optique. Avec la vague mondiale de l'Industrie 4.0 et de la fabrication intelligente, les machines de découpe de films optiques évoluent rapidement vers l'intelligence, la haute précision, l'intégration et l'écologisation.

Voici un aperçu de ses principales tendances futures :

Tendance 1 : Intelligence profonde et axée sur les données

Il s’agit de la tendance fondamentale qui transformera complètement les « machines » en « agents ».

1. La vision de l’IA et l’apprentissage profond permettent la détection des défauts :

◦ Situation actuelle : Actuellement, la vision artificielle qui s’appuie sur des règles prédéfinies a une capacité limitée à reconnaître les défauts complexes et petits (tels que les points de cristal, les rayures et les stries) et présente un taux de faux positifs élevé.

◦ Futur : Grâce à l'intégration d'algorithmes de CCD haute résolution et d'apprentissage profond par l'IA, le système peut s'optimiser en continu en s'entraînant sur des données d'images massives de défauts afin d'obtenir une classification, une localisation et une traçabilité plus précises. Il peut non seulement juger de la présence ou de l'absence de défaut, mais aussi du type de défaut et de son acceptabilité, ce qui améliore considérablement l'efficacité et la précision de la détection.

2. Maintenance prédictive et jumeaux numériques :

◦ Situation actuelle : la maintenance consiste principalement en une maintenance régulière ou une réparation après panne, et le coût des temps d’arrêt imprévus est élevé.

◦ Futur : L'installation de capteurs de vibrations, de température et acoustiques sur des composants clés tels que les arbres d'outils, les roulements et les systèmes de transmission permet de collecter les données de fonctionnement des équipements en temps réel. Grâce à la technologie des jumeaux numériques, une image en temps réel de la machine de refendage est générée dans l'espace virtuel, et les tendances des données sont analysées par des algorithmes d'IA afin de prédire à l'avance les problèmes potentiels tels que l'usure des outils et la défaillance des roulements. La maintenance préventive devient alors une maintenance prédictive pour optimiser l'utilisation des équipements et l'efficacité de la production.

3. Contrôle adaptatif et optimisation des processus :

◦ Situation actuelle : Les paramètres du processus (tension, vitesse, pression du couteau) sont principalement définis par les ingénieurs en fonction de l'expérience, et les matériaux de film de différents matériaux et spécifications doivent être débogués à plusieurs reprises.

◦ Futur : Le système peut calculer automatiquement et ajuster dynamiquement les paramètres de processus optimaux grâce au modèle d'algorithme intégré basé sur les informations initiales telles que le matériau, la largeur et l'épaisseur du rouleau de film, ainsi que la surveillance en temps réel de l'état de refendage (comme l'image du bord et la fluctuation de tension), afin d'obtenir un « refendage optimal en un clic », de réduire la dépendance à l'expérience de l'opérateur et d'assurer la cohérence entre les lots.

Tendance 2 : Précision extrême et amélioration des performances

L'industrie en aval a des exigences de plus en plus strictes en matière de performances des films optiques, ce qui pousse les machines de refendage à une précision accrue.

1. Découpe de très haute précision :

◦ Précision dimensionnelle : Avec l'essor des écrans pliables et des micro-écrans (AR/VR), les exigences de précision pour la largeur de la bande de refendage passeront du micron (μm) au sous-micron pour garantir l'absence de bavures et de déformations.

◦ Précision géométrique : contrôle supérieur de la rectitude, de la verticalité et de la concentricité pour éviter les courbures serpentines, les évasements et autres défauts, répondant aux besoins de placement de précision.

2. Contrôle de précision de la microtension :

◦ Développer des embrayages à poudre magnétique, des systèmes de contrôle de tension par servomoteur ou des systèmes de contrôle de tension pneumatique plus sophistiqués pour obtenir un contrôle de la stabilité de la microtension au millimètre près (mN) tout au long du processus, du déroulement à l'enroulement en passant par la traction. Ceci est essentiel pour les films optiques fonctionnels ultra-minces et extensibles (par exemple, les films CPI et de protection polarisante) afin d'éviter efficacement la dégradation des performances due à l'étirement, à la déformation et aux contraintes internes.

3. Conception innovante pour de nouveaux matériaux et structures :

◦ Afin de s'adapter à de nouveaux matériaux tels que le film PI flexible, le film à points quantiques et le film de libération MLCC pour OLED, la machine de refendage nécessite des systèmes de rouleaux de guidage spéciaux (tels que des rouleaux flottants, une conception d'enveloppement d'angle), un système de dépoussiérage et une conception de porte-outils pour faire face aux caractéristiques des matériaux sujets à l'électricité statique et aux rayures.

Tendance 3 : Intégration intégrée et fabrication flexible

Les machines de refendage ne seront plus des unités de traitement isolées, mais seront intégrées à l'ensemble de l'usine intelligente.

1. Production automatisée connectée :

◦ La machine de refendage sera parfaitement intégrée à la machine d'enduction et de revêtement en amont, ainsi qu'à la machine d'emballage automatique en aval et au système de transport AGV via le système MES (Manufacturing Execution System). Elle permettra une production entièrement automatique et ininterrompue, des bobines maîtresses de grande taille aux spécifications du produit fini, réduira les risques de rayures et de contamination dues à la manutention manuelle et améliorera l'efficacité globale de la production.

2. Conception modulaire et flexible :

◦ L'équipement adopte une conception modulaire, permettant de remplacer rapidement les unités de rembobinage, de refendage et de test, comme des « éléments de base », pour répondre aux besoins de différents clients et produits. Un seul équipement peut traiter une plus grande variété de matériaux et produire des produits aux spécifications plus spécifiques, répondant ainsi à la tendance de la fabrication flexible de « variétés multiples et de petites séries ».

Tendance 4 : Conservation de l'énergie verte et développement durable

Dans le cadre de l’objectif « double carbone », la conservation de l’énergie et la protection de l’environnement sont devenues un problème qui ne peut être ignoré dans l’industrie manufacturière.

1. Récupération d'énergie et entraînement efficace :

◦ Utiliser largement le servomoteur et la technologie de rétroaction d'énergie pour renvoyer l'énergie électrique générée lors du freinage de l'enroulement vers le réseau, au lieu de la convertir en consommation de chaleur via la résistance de freinage, ce qui réduit considérablement la consommation d'énergie du fonctionnement de l'équipement.

2. Conception à faible bruit et faible consommation :

◦ Réduire le bruit de fonctionnement et améliorer l'environnement de travail en optimisant la structure mécanique et en utilisant des matériaux d'insonorisation. Parallèlement, nous développerons des outils et des galets de guidage à longue durée de vie et à faible coefficient de frottement afin de réduire la fréquence de remplacement des pièces détachées et la production de déchets.

Résumé et perspectives

La future machine de découpe de films optiques ne sera plus un simple produit mécanique, mais un système hautement intelligent intégrant des machines de précision, une détection intelligente, des logiciels industriels et des algorithmes d'IA.

Le contexte de développement sera :

• De « l’automatisation » à « l’autonomie » : les machines ont la capacité de s’auto-détecter, de prendre elles-mêmes des décisions, de s’auto-exécuter et d’auto-apprendre.

• De la collaboration « autonome » à la « collaboration cloud-edge » : les données autonomes sont téléchargées vers le cloud pour l'analyse des big data et la formation du modèle, et le modèle d'algorithme optimisé est ensuite envoyé vers le côté périphérique (la machine de refendage elle-même) pour exécution, formant une boucle fermée intelligente qui continue d'évoluer.

• Des « outils » aux « services » : Le rôle des fabricants évoluera de la vente d’équipements à la fourniture de « solutions de découpe intelligentes » et d’un modèle de service « à la carte ».

Pour les fabricants d'équipements, il est nécessaire d'augmenter les investissements dans la recherche et le développement de logiciels, d'algorithmes et d'intégration de systèmes. Pour les usines de films optiques en aval, investir dans des équipements de refendage intelligents est un choix inévitable pour améliorer la compétitivité des produits, réduire les coûts globaux et évoluer vers des usines intelligentes « Industrie 4.0 ».

La vague d’intelligence est arrivée et le voyage évolutif des machines de découpe de films optiques ne fait que commencer.