IML : robotisation et inspection au cœur des process

L’In-Mold Labelling (IML) associe producteurs d’étiquettes, moulistes, constructeurs de presse et fournisseurs de systèmes robotisés de dépose des étiquettes dans les moules. Les cadences s’accélèrent, le contrôle qualité par vision s’impose, les emballages deviennent plus vertueux.

La dépose d’étiquettes dans le moule (ou IML) consiste à placer une étiquette pré-imprimée dans le moule afin qu’elle fusionne avec le contenant lors de l’injection, le décor devenant alors partie intégrante du produit. Résultat : l’emballage, avec son étiquette, est monomatière et donc 100% recyclable. En outre, les décorations sont résistantes aux agressions extérieures et durables. L’IML séduit ainsi les industriels de l’agroalimentaire soucieux de produire des emballages efficaces pour retenir l’attention des consommateurs et présentant un faible impact environnemental.

À l’occasion de la K2025, le groupe français Pagès a pu montrer son système IMLen fonctionnement sur le stand du constructeur Engel. Au cœur de l’équipement en démonstration : la presse e-motion 420 d’Engel dotée d’un système IML à 6+6 cavités (moule à étage de Plastisud) produisant des pots de yaourt en PET (70% de PET vierge et 30% de rPET) équipé d’un système d’inspection visuelle et d’un système d’emballage en caisses pour une solution entièrement automatisée. «Le système d’automatisation IML de Pagès place les étiquettes précisément dans les cavités, retire les pots finis, les inspecte en ligne, sépare les rebuts et emballe directement les bonnes pièces dans des cartons. Les étiquettes IML NextCycle en PET de MCC Verstraete peuvent être facilement séparées des pots lors du recyclage par un courant d’air, permettant la production de rPET pur et sans colorant», détaille Engel dans un communiqué. Temps de cycle affichés : environ 5 secondes, poids par injection : 120 g. «La particularité de cette démonstration est la matière injectée. Le PET n’est pas très fluide et donc difficile à injecter.
Et combinant la technologie de Plastisud et son brevet d’injection-compression, nous avons réussi à injecter du rPET sur une presse à injecter de taille raisonnable. Il s’agissait de présenter sur le marché, une solution d’emballage 100 % PET, étiquette et pot, à destination de l’agroalimentaire», souligne Roman Hervé, directeur du développement commercial chez Pagès Group.

Les systèmes développés par l’entreprise néerlandaise Brink Molds & Automation ont fait l’objet de plusieurs démonstrations sur ce même salon, à partir d’étiquettes en PP NextCycle de MCC Global optimisées pour le recyclage. L’Elios 5500 PAC de Netstal exposée lors de la K2025 comprenait ainsi un système Brink s’appuyant sur un moule à 4 cavités. Lors de la démonstration, un temps de cycle total de seulement 3,8 secondes, étiquetage dans le moule compris, a permis de produire des pots de seulement 22,8 grammes.

Arburg a, pour sa part, présenté sa presse électrique Allrounder 720 A «Ultimate»pour montrer comment le moulage par injection-compression, associé à l’étiquetage dans le moule, peut être utilisé pour des gains matière. Sur le salon, l’entreprise a produit pour la première fois un gobelet rond à paroi mince avec une géométrie impossible à obtenir par thermoformage grâce à un moule à 4 cavités de Brink. Dans cet équipement vitrine, la vitesse d’injection élevée a été assurée par des servomoteurs de précision fournis par AMKmotion, une société sœur d’Arburg. Comme pour l’équipement Netstal, un robot à entrée latérale de Brink était intégré à la cellule de production pour insérer les étiquettes puis retirer les gobelets finis avant de les disposer empilés sur un tapis roulant. Résultat : des gobelets IML ne pesant que 12,4 grammes avec une épaisseur de paroi de 0,37 millimètre.

«L’injection-compression est une technologie qui permet d’homogénéiser l’injection de la matière lors de la production de contenants à parois fines (barquettes de beurre, gobelets, etc.). L’injection est réalisée avec le moule légèrement ouvert. Lors de la fermeture complète du moule, la matière est compressée de manière à ce que la répartition soit plus homogène. Cette technologie permet d’obtenir des gains de matière de 5 à 15%. Comme dans un procédé d’injection traditionnel, un robot récupère une ou plusieurs étiquettes en fonction du nombre d’empreintes dans le moule dans un magasin d’étiquettes. Celle-ci s’entoure autour d’un mandrin en bout du bras de robot, lequel rentre dans les cavités du moule avant l’injection. Le robot a deux fonctions : placer l’étiquette dans les cavités du moule et ensuite, retirer les pièces qui ont été injectées», explique Pascal Laborde, directeur général d’Arburg France.

La maîtrise du positionnement de l’étiquette au sein des cavités du moule est un paramètre clé en IML, directement lié à la qualité finale et à la répétabilité du process. Des entreprises comme Fraser développent des chargeurs électrostatiques performants intégrés aux systèmes automatisés, capables de générer des champs contrôlés pour assurer un maintien précis des étiquettes, même à cadence élevée.

«Dans le cadre de l’IML, il s’agit d’utiliser l’électricité statique pour charger l’étiquette et créer une force d’attraction suffisante afin de garantir son maintien dans la cavité du moule jusqu’à l’injection. La maîtrise des paramètres, tels que le niveau de charge, la géométrie des électrodes ou encore les conditions ambiantes (humidité, poussières), est essentielle pour éviter les défauts de
positionnement, réduire les rebuts et sécuriser la production», explique Valérie Morel, gérante de Soreprind, spécialiste français des solutions de charge et décharge d’électricité statique, et revendeur qualifié Fraser.

Le contrôle par vision : un indispensable
L’inspection fait désormais partie intégrante des process de dépose et d’injection des étiquettes IML. Lors de la K2025, la société allemande Intravis a présenté sa solution IMLWatcher, un puissant système d’inspection par vision spécialement conçu pour les produits étiquetés dans le moule qui peut être intégré directement au robot d’automatisation. Le système assure une inspection précise des étiquettes en détectant, notamment, des défauts spécifiques à l’IML en plus des inspections de base et de positionnement. «L’IMLWatcher est applicable dans tous les domaines de la production de moulage IML. Il est généralement utilisé pour l’inspection de récipients, gobelets et couvercles, indique l’entreprise. En fonction des besoins, le système peut être équipé de plusieurs caméras et d’un éclairage spécial permettant de détecter tous les défauts IML courants tels que les injections arrière, les fuites, le décalage de l’étiquette et la rotation angulaire».
«En ce qui concerne Pagès, nos lignes ont rapidement intégré du contrôle caméra et des fins de ligne (empilage, ensachage, mise en carton, palettisation). Nous avons une expertise approfondie dans le domaine de l’inspection visuelle. En combinant la robotique à grande capacité avec des systèmes de vision avancés, nous aidons nos clients à atteindre de meilleures performances et une qualité supérieure. Auparavant, un petit système à deux, quatre ou six empreintes, par exemple, ne requérait pas d’avoir de la vision. Aujourd’hui, quel que soit le nombre d’empreintes, la vision est un prérequis. Avec des algorithmes d’IA désormais intégrés sur des éléments très spécifiques et techniques», explique Romain Hervé.
Parmi les nouveautés de Pagès Group : un système de vision et d’empilage qui tient dans l’encombrement de la presse à injecter, une alternative aux systèmes de contrôle de fin de ligne qui prenaient de la place derrière la presse. Une solution qui répond aux attentes d’équipements plus compacts.

Vers des systèmes plus agiles
Au-delà des performances techniques et du contrôle par caméra, les constructeurs de machines notent également une évolution notable de la demande en termes de gabarit des machines, conséquence des choix marketing des industriels. «À l’international, et particulièrement en Amérique du Nord, les industriels souhaitaient avoir recours à de gros systèmes dotés d’un grand nombre d’empreintes, pour produire de gros volumes. Aujourd’hui, la multiplication du nombre de décors les conduit à se tourner vers des équipements adaptés pour éviter les longs temps d’arrêt imposés par le changement de décors IML.
Les gros systèmes à étage sont désormais moins attractifs au profit des systèmes simple face, par exemple, constate Romain Hervé. Le robot Spark IMLest la solution proposée par Pagès pour les productions de petite à moyenne envergure qui exigent une mise sur le marché très rapide et un investissement limité. Basée sur une conception standard, cette gamme de robots convient à toutes les productions de barquettes et de couvercles, de une à six cavités, avec IML ou pour le moulage seul».