L'ondata di intelligenza sta arrivando: la tendenza futura allo sviluppo della macchina per il taglio ottico delle pellicole è lungimirante

Essendo il materiale di base fondamentale per settori manifatturieri di fascia alta come i pannelli display (LCD, OLED), i semiconduttori, i veicoli a nuova energia e l'elettronica flessibile, la qualità delle pellicole ottiche determina direttamente le prestazioni e la resa dei prodotti finali. In quanto attrezzatura chiave per la lavorazione back-end della filiera produttiva delle pellicole ottiche, il livello tecnico della macchina per il taglio delle pellicole ottiche è direttamente correlato alla precisione di taglio, alla qualità e all'efficienza d'uso della pellicola ottica. Con l'ondata dell'Industria 4.0 e della produzione intelligente che sta travolgendo il mondo, le macchine per il taglio delle pellicole ottiche si stanno evolvendo rapidamente verso l'intelligenza, l'alta precisione, l'integrazione e l'ecosostenibilità.

Di seguito un'anteprima delle principali tendenze future:

Tendenza 1: Intelligenza profonda e basata sui dati

Questa è la tendenza fondamentale che trasformerà completamente le "macchine" in "agenti".

1. La visione AI e l'apprendimento profondo potenziano il rilevamento dei difetti:

◦ Situazione attuale: attualmente, la visione artificiale basata su regole preimpostate ha una capacità limitata di riconoscere difetti complessi e di piccole dimensioni (come punti di cristallo, graffi e strisce) e presenta un elevato tasso di falsi positivi.

◦ Futuro: integrando CCD ad alta risoluzione e algoritmi di deep learning basati sull'intelligenza artificiale, il sistema può auto-ottimizzarsi costantemente, addestrandosi su enormi quantità di dati di immagini di difetti per ottenere una classificazione, localizzazione e tracciabilità più accurate. Non solo può valutare "l'esistenza o l'assenza", ma anche "il tipo di difetto" e "se è accettabile", il che migliora notevolmente l'efficienza e la precisione del rilevamento.

2. Manutenzione predittiva e gemelli digitali:

◦ Situazione attuale: la manutenzione è per lo più una manutenzione ordinaria o una riparazione dopo un guasto, e il costo dei tempi di inattività imprevisti è elevato.

◦ Futuro: installando sensori di vibrazione, temperatura e acustica su componenti chiave come alberi degli utensili, cuscinetti e sistemi di trasmissione, è possibile raccogliere dati sul funzionamento delle apparecchiature in tempo reale. In combinazione con la tecnologia del gemello digitale, viene creata un'immagine in tempo reale della macchina da taglio nello spazio virtuale e le tendenze dei dati vengono analizzate tramite algoritmi di intelligenza artificiale per prevedere in anticipo potenziali problemi come l'usura degli utensili e il guasto dei cuscinetti, trasformando la "manutenzione preventiva" in "manutenzione predittiva" per massimizzare l'utilizzo delle apparecchiature e l'efficienza produttiva.

3. Controllo adattivo e ottimizzazione dei processi:

◦ Situazione attuale: i parametri di processo (tensione, velocità, pressione della lama) sono per lo più impostati dagli ingegneri in base all'esperienza e i materiali delle pellicole di materiali e specifiche diverse devono essere sottoposti a ripetuti debug.

◦ Futuro: il sistema può calcolare automaticamente e regolare dinamicamente i parametri di processo ottimali tramite il modello di algoritmo integrato basato sulle informazioni iniziali quali materiale, larghezza e spessore del rotolo di pellicola, nonché sul monitoraggio in tempo reale dello stato di taglio (come l'immagine del bordo e la fluttuazione della tensione), in modo da ottenere un "taglio ottimale con un clic", ridurre la dipendenza dall'esperienza dell'operatore e garantire la coerenza tra i lotti.

Tendenza 2: Precisione estrema e miglioramento delle prestazioni

L'industria a valle ha requisiti sempre più rigorosi per le prestazioni delle pellicole ottiche, portando le macchine da taglio a una precisione sempre maggiore.

1. Taglio ad altissima precisione:

◦ Precisione dimensionale: con l'avvento degli schermi pieghevoli e dei microdisplay (AR/VR), i requisiti di precisione per la larghezza delle strisce di taglio passeranno da micron (μm) a sub-micron per garantire l'assenza di sbavature e deformazioni.

◦ Precisione geometrica: maggiore controllo di rettilineità, verticalità e concentricità per evitare curve serpentine, svasature e altri difetti, soddisfacendo le esigenze di posizionamento di precisione.

2. Controllo di precisione della microtensione:

◦ Sviluppare frizioni magnetiche a polvere più sofisticate, sistemi di controllo della tensione tramite servomotori o sistemi di controllo della tensione pneumatici per ottenere un controllo della stabilità della microtensione millinumerica (mN) dell'intero processo, dallo svolgimento, alla trazione, all'avvolgimento. Ciò è essenziale per i film funzionali ottici ultrasottili ed estensibili (ad esempio, CPI, film di protezione del polarizzatore) per evitare efficacemente il degrado delle prestazioni causato da allungamento, deformazione e stress interno.

3. Progettazione innovativa per nuovi materiali e strutture:

◦ Per adattarsi a nuovi materiali come la pellicola PI flessibile, la pellicola a punti quantici e la pellicola di rilascio MLCC per OLED, la macchina da taglio richiede sistemi di rulli guida speciali (come rulli flottanti, design con avvolgimento degli angoli), un sistema di rimozione della polvere e un design del portautensili per far fronte alle caratteristiche dei materiali soggetti a elettricità statica e graffi.

Tendenza 3: Integrazione integrata e produzione flessibile

Le macchine da taglio non saranno più unità di lavorazione isolate, ma saranno integrate nell'intera fabbrica intelligente.

1. Produzione automatizzata connessa:

◦ La taglierina sarà perfettamente integrata con la macchina di rivestimento e la macchina di rivestimento a monte, nonché con la macchina di confezionamento automatica a valle e il sistema di trasporto AGV tramite MES (Manufacturing Execution System). Ciò consentirà di realizzare una produzione completamente automatica e ininterrotta, dalle bobine master di grandi dimensioni alle specifiche del prodotto finito finale, riducendo il rischio di graffi e contaminazione causati dalla movimentazione manuale e migliorando l'efficienza produttiva complessiva.

2. Design modulare e flessibile:

◦ L'apparecchiatura adotta un design modulare, che può sostituire rapidamente l'unità di riavvolgimento, l'unità di taglio e l'unità di collaudo come "elementi costitutivi" per soddisfare le esigenze di diversi clienti e prodotti. Un'unica apparecchiatura può gestire una più ampia varietà di materiali e produrre più specifiche di prodotto, rispondendo alla tendenza della produzione flessibile di "varietà multiple, piccoli lotti".

Tendenza 4: Conservazione dell'energia verde e sviluppo sostenibile

Nell'ambito dell'obiettivo del "doppio carbonio", il risparmio energetico e la tutela ambientale sono diventati questioni che non possono essere ignorate nell'industria manifatturiera.

1. Recupero energetico e guida efficiente:

◦ Ampiamente utilizzato il servomotore e la tecnologia di feedback energetico per restituire alla rete l'energia elettrica generata durante la frenatura dell'avvolgimento, anziché convertirla in consumo di calore tramite la resistenza di frenatura, il che riduce significativamente il consumo energetico durante il funzionamento dell'apparecchiatura.

2. Design a basso rumore e basso consumo:

◦ Ridurre la rumorosità di funzionamento e migliorare l'ambiente di lavoro ottimizzando la struttura meccanica e utilizzando materiali fonoassorbenti. Allo stesso tempo, svilupperemo utensili e rulli di guida a lunga durata con bassi coefficienti di attrito per ridurre la frequenza di sostituzione dei pezzi di ricambio e la generazione di rifiuti.

Riepilogo e prospettive

La futura macchina per il taglio ottico delle pellicole non sarà più un semplice prodotto meccanico, ma un sistema altamente intelligente che integrerà macchinari di precisione, sensori intelligenti, software industriale e algoritmi di intelligenza artificiale.

Il contesto di sviluppo sarà:

• Da "automazione" ad "autonomia": le macchine hanno la capacità di autopercepire, autodecidere, autoeseguire e autoapprendere.

• Da "stand-alone" a "collaborazione cloud-edge": i dati stand-alone vengono caricati sul cloud per l'analisi dei big data e l'addestramento del modello, e il modello dell'algoritmo ottimizzato viene quindi inviato al lato edge (la stessa macchina da taglio) per l'esecuzione, formando un ciclo chiuso intelligente che continua a evolversi.

• Da "strumenti" a "servizi": il ruolo dei produttori cambierà, passando dalla vendita di attrezzature alla fornitura di "soluzioni di taglio intelligenti" e di un modello di servizio "paga a metro".

Per i produttori di apparecchiature è necessario aumentare gli investimenti nella ricerca e nello sviluppo di software, algoritmi e integrazione di sistema; per le fabbriche di pellicole ottiche a valle, investire in apparecchiature di taglio intelligenti è una scelta inevitabile per migliorare la competitività del prodotto, ridurre i costi complessivi e procedere verso le fabbriche intelligenti "Industria 4.0".

L'ondata di intelligenza è arrivata e il viaggio evolutivo delle macchine ottiche per il taglio delle pellicole è appena iniziato.