Ο πιο σημαντικός παράγοντας στην αξιολόγηση οποιουδήποτε μετατροπέα α Υψηλής ταχύτητας δίχρωμη μηχανή εκτύπωσης Flexoδεν είναι η ταχύτητα που φαίνεται στο φυλλάδιο. Μόνο με πραγματική ταχύτητα μπορεί το μηχάνημα να παράγει προϊόντα που πληρούν τα πρότυπα ποιότητας χωρίς να προκαλείται υπερβολική σπατάλη.
Για παράδειγμα, όταν εκτυπώνετε σε χαρτί 60g/m², ένα μηχάνημα με ονομαστική ταχύτητα 200m/min λειτουργεί καλά στα 180m/min. Ωστόσο, σε φιλμ BOPP των 80 μικρών που χρησιμοποιούν το ίδιο σύστημα μελάνης, ο ρυθμός σταθερότητας μπορεί να μειωθεί στα 120 m/min.
Ο λόγος αυτής της διαφοράς είναι ότι διαφορετικά υλικά και συνθήκες εργασίας αλλάζουν τον τρόπο με τον οποίο λειτουργεί η διαδικασία εκτύπωσης με υψηλή ταχύτητα. Εξαιτίας αυτού, είναι πολύ σημαντικό να κατανοήσουμε τα φυσικά όρια της φλεξογραφικής εκτύπωσης στην πραγματική διαδικασία παραγωγής πέρα από την ονομαστική ταχύτητα του κινητήρα.
Σωστός ορισμός της "μέγιστης ταχύτητας"
Ο πιο σημαντικός αριθμός για κάθε μετατροπέα που αξιολογεί αΥψηλής ταχύτητας δίχρωμη μηχανή εκτύπωσης Flexoδεν είναι η ταχύτητα που φαίνεται στο φυλλάδιο. Μόνο με πραγματική ταχύτητα παραγωγής το μηχάνημα μπορεί να παράγει προϊόντα που πληρούν τις απαιτήσεις ποιότητας χωρίς να προκαλείται υπερβολική σπατάλη.
Αυτή η πραγματική ταχύτητα είναι πάντα κάτω από τη μέγιστη μηχανική ταχύτητα. Η μέγιστη ταχύτητα στην τεχνική τεκμηρίωση μπορεί να δείξει μόνο τη μηχανική ταχύτητα του μηχανήματος. Βασίζεται στα όρια φορτίου και κραδασμών που φέρει ροπή του κινητήρα. Δεν αντιπροσωπεύει σταθερό ρυθμό παραγωγής.
Η πραγματική ταχύτητα παραγωγής εξαρτάται από το υπόστρωμα, το σύστημα μελανιού και τη μέθοδο στεγνώματος. Αυτοί οι παράγοντες αλλάζουν τον τρόπο με τον οποίο συμπεριφέρεται το μηχάνημα στην εκτύπωση.
Για παράδειγμα, όταν εκτυπώνετε σε χαρτί 60g/m², μια πρέσα με ονομαστική ταχύτητα 200m/min μπορεί να λειτουργήσει με ταχύτητα 180m/min. Ωστόσο, κατά την εκτύπωση σε φιλμ BOPP 80 microns χρησιμοποιώντας το ίδιο σύστημα μελανιού, ο ρυθμός σταθερότητας μπορεί να πέσει στα 120 m/min.
Ως αποτέλεσμα αυτής της διαφοράς, το χάσμα μεταξύ των ονομαστικών και πραγματικών ποσοστών παραγωγής δεν είναι σταθερό. Διαφέρει ανάλογα με τις συνθήκες εργασίας.
Ως αποτέλεσμα, οι αποφάσεις αγοράς μηχανών που βασίζονται μόνο στις υψηλότερες βαθμολογίες ταχύτητας μπορεί να οδηγήσουν σε εσφαλμένες προσδοκίες για την παραγωγή παραγωγής.
Όριο 1: Χρόνος στεγνώματος μεταξύ σταθμών
Ο πιο συνηθισμένος περιοριστής ταχύτητας στη φλεξογραφική εκτύπωση είναι η ξηρότητα. Το μελάνι πρέπει να αλλάξει από υγρό σε στερεό προτού το δίχτυ εκτύπωσης αγγίξει την επόμενη στάση ή ρολά. Η αντιστάθμιση συμβαίνει εάν η ξηρότητα είναι ατελής. Το υγρό μελάνι μετακινείται από το ένα στρώμα του τυμπάνου στο άλλο, καθιστώντας το ελάττωμα που απορρίπτεται.
Για μια ευρεία γκάμα συστημάτων μελάνης που βασίζονται σε νερό-με βάση το χαρτί και το χαρτόνι, ο ρυθμός εξάτμισης εξαρτάται από τη θερμοκρασία, την ταχύτητα ροής αέρα στην επιφάνεια και τη σύνθεση μελανιού. Ανάλογα με το μέγεθος του τυμπάνου, οι δύο έγχρωμοι κεντρικοί σταθμοί πίεσης τυμπάνου αποτύπωσης μεταξύ 300 mm -800 mm. Με ταχύτητα γραμμής 150 m/min, ο χρόνος παραμονής 500 χλστ στο ενδιάμεσο σταθμό είναι περίπου 0,2 δευτερόλεπτα. Αυτή τη φορά, ακόμη και με τη βοήθεια ζεστού αέρα, το νερό εξατμίζεται για μικρό χρονικό διάστημα.
Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι ο ρυθμός εξάτμισης δείχνει μια σχέση τετραγωνικής ρίζας με τον χρόνο υπό έλεγχο διάχυσης. Αυτό είναι συνηθισμένο στη φλεξογραφική εκτύπωση. Εξαιτίας αυτού, το μήκος του διπλού στεγνωτηρίου δεν διπλασιάζεται. Αυξάνει την επιτρεπόμενη ταχύτητα κατά περίπου 41%. Αυτό εξηγεί γιατί τα μακρύτερα συστήματα στεγνώματος αποδίδουν λιγότερο σε υψηλότερες ταχύτητες.
Το σύστημα μελάνης UV δεν εξαρτάται από την εξάτμιση. Σκληρύνονται με ριζικό πολυμερισμό και όχι με απώλεια διαλύτη. Το σύστημα λαμπτήρων UV μπορεί να σκληρύνει το μελάνι σε 0,05–0,10 δευτερόλεπτα. Αυτό εξαλείφει τον περιορισμό της ξηρότητας και φτάνει την πίεση των μηχανικών ορίων. Τα συστήματα UV εξακολουθούν να έχουν τους περιορισμούς τους. Η ενέργεια του λαμπτήρα πρέπει να είναι ομοιόμορφα σε όλο το πλάτος του διχτυού και να μετράται χρησιμοποιώντας τις μεθόδους ραδιομετρίας ISO 21377-1:2020. Ορισμένα υποστρώματα δεν μπορούν να διαχειριστούν τη θερμότητα UV ή την έκθεση στην υπεριώδη ακτινοβολία. Όταν τα επίπεδα ενέργειας είναι πολύ υψηλά, μπορεί να κιτρινίσουν ή να υποβαθμιστούν.
Περιορισμός 2: Δυναμική καταχώρησης ταχύτητας
Με την αύξηση της ταχύτητας, η ακρίβεια εγγραφής μεταξύ των χρωματικών σταθμών χειροτερεύει επίσης. Το σύστημα ελέγχου των καταχωρητών κλειστού-βρόχου έχει λιγότερο χρόνο για εντοπισμό σφαλμάτων, διόρθωση υπολογισμών και προσαρμογή εφαρμογής. Αυτή η επίδραση είναι πιο αισθητή σε αΥψηλής ταχύτητας δίχρωμη μηχανή εκτύπωσης Flexoπατάει κατά την επιτάχυνση εκκίνησης. Συμβαίνει επίσης όταν η τάση ιστού παρεμβαίνει στο ξεδίπλωμα ή την επανατύλιξη της διαδικασίας.
Ο κύριος παράγοντας αυτού του συστήματος είναι η σχέση μεταξύ της ταχύτητας του σερβοβρόχου και της συχνότητας διαταραχής. Η αλλαγή στην τάση του καρουλιού προκαλείται από την ανομοιόμορφη διαστολή του καρουλιού, την ταχύτητα του καρουλιού και το ίδιο το καρούλι. Σε χαμηλότερες ταχύτητες μηχανής, η παρεμβολή είναι αργή. Το σερβο σύστημα μπορεί να το εντοπίσει και να το διορθώσει επαρκώς.
Σε υψηλότερες ταχύτητες, η συχνότητα διαταραχών αυξάνεται. Όταν πλησιάζει το όριο του σερβο συστήματος, συνήθως 3-5 hertz σε τυπικά συστήματα flexo, το σύστημα ελέγχου αντιδρά αργά. Αυτή η καθυστέρηση παράγει ένα μικρό αριθμό υπολειπόμενων σφαλμάτων. Τα λάθη επαναλήφθηκαν σε όλο τον ιστότοπο εκτύπωσης.
Το ISO 12647-6:2012 ορίζει ένα όριο ±0,10 mm για την καταχώριση φλεξογραφικής εκτύπωσης υψηλής ποιότητας. Η διατήρηση της ακρίβειας στα 150-200 m/min απαιτεί είτε ταχύτερα συστήματα σερβομηχανισμού είτε καλύτερο έλεγχο της τάσης του ιστού στη φάση απελευθέρωσης. Οποιαδήποτε επιλογή αυξάνει το κόστος ή απαιτεί αναβαθμίσεις εξοπλισμού. Αυτές οι αλλαγές δεν αυξάνουν την ονομαστική ταχύτητα του μηχανήματος, αλλά επηρεάζουν την πραγματική σταθερή ταχύτητα παραγωγής της εγγεγραμμένης εργασίας εκτύπωσης.
Περιορισμός 3: Σύζευξη ιδιοτήτων υποστρώματος και ταχύτητας
Ακόμη και με μηχανήματα, διαφορετικά υποστρώματα μπορούν να περιορίσουν την ταχύτητα εκτύπωσης. Ο κύριος παράγοντας υλικού είναι η σταθερότητα του μεγέθους. Αυτό σημαίνει πόσο τεντώνεται το υλικό υπό τάση στην εκτύπωση και πώς επιστρέφει όταν αφαιρεθεί η τάση.
Τα υλικά χαρτιού έχουν ιδιότητες ιξωδοελαστικής συμπεριφοράς. Όταν πιέζονται, τεντώνονται και εν μέρει ανακάμπτουν με την πάροδο του χρόνου. Το βαρύ χαρτόνι (350+ g/m²) έχει μικρότερη επιμήκυνση από το ελαφρύ χαρτί και επομένως είναι πιο σταθερό σε υψηλότερες ταχύτητες. Ωστόσο, το βαρύτερο χαρτί θα αυξήσει επίσης το φορτίο των κυλίνδρων αποτύπωσης. Η μεταφορά μελανιού απαιτεί υψηλή πίεση. Αυτό μπορεί να αυξήσει τη φθορά της πλάκας και να οδηγήσει σε αλλαγές στο μέγεθος κουκκίδων κατά τη διάρκεια-μακροχρόνιας λειτουργίας.
Οι ιδιότητες των PE, BOPP και PET είναι διαφορετικές. Τεντώνονται πιο εύκολα σε στρεσογόνες καταστάσεις. Αλλά θα ανακάμψουν γρήγορα, αν όχι υπερβολικά. Αυτό σημαίνει ότι εάν η τάση ελέγχεται σε μικρό βαθμό, το φιλμ BOPP μπορεί να λειτουργήσει σε υψηλή ταχύτητα. Εάν η τάση είναι πολύ χαμηλή, το δίκτυο είναι ασταθές. Εάν η τάση είναι πολύ υψηλή, το φιλμ μπορεί να τεντωθεί μόνιμα. Αυτό το εύρος γίνεται πιο δύσκολο να ελεγχθεί σε υψηλότερες ταχύτητες, καθώς οι δονήσεις από εξαρτήματα μηχανών επηρεάζουν περισσότερες ιστοσελίδες.
Το TAPPI T 494 om-92 και το ASTM D882 είναι τυπικές μέθοδοι δοκιμής για τη μέτρηση της αντοχής σε εφελκυσμό και της επιμήκυνσης. Αυτές οι τιμές δείχνουν εάν το υπόστρωμα μπορεί να χειριστεί την στοχευόμενη ταχύτητα εκτύπωσης χωρίς ζημιά. Αυτά τα δεδομένα θα πρέπει να χρησιμοποιούνται πριν από την παραγωγή για να προσδιοριστεί η ταχύτητα ασφαλούς λειτουργίας.
Περιορισμός 4: Anilox Roll Transfer Physics
Το ρολό anilox είναι ένας κεραμικός κύλινδρος με μονάδα ελέγχου του όγκου του μελανιού της πλάκας εκτύπωσης. Κινείται με την ίδια επιφανειακή ταχύτητα με τον ιστό αράχνης μόνο όταν το σημείο αποτύπωσης δεν γλιστράει. Στην πραγματική παραγωγή, πάντα υπάρχουν λάθη. Η πλάκα φωτοπολυμερούς κάμπτεται ελαφρά υπό πίεση. Αυτό δημιουργεί μια μικρή διαφορά ταχύτητας μεταξύ της επιφάνειας της οξειδάσης της ανιλίνης και της επιφάνειας της επιφάνειας της πλάκας. Αυτή η διαφορά αλλάζει τη μεταφορά του μελανιού. Εξαρτάται από την πίεση, τη σκληρότητα της πλάκας και την ταχύτητα γραμμής.
Σε υψηλότερες ταχύτητες, προέκυψαν δύο βασικά προβλήματα.
Πρώτα ήρθε το inkjet. Η γέφυρα μελανιού μεταξύ της μπαταρίας και της πλάκας γίνεται ασταθής όταν η μπαταρία φαινυτοΐνης φεύγει από την περιοχή επαφής με υψηλή ταχύτητα. Αυτό μπορεί να αναλυθεί σε σταγονίδια. Τα σταγονίδια προσγειώνονται έξω από την περιοχή της εικόνας. Ο κίνδυνος αυξάνεται γρήγορα με την ταχύτητα. Αυτό έχει να κάνει πολύ με την επιφανειακή ταχύτητα του κύβου. Αυτό καθιστά την ταχύτητα σημαντικό παράγοντα στο σχηματισμό πιτσιλίσματος. Το ιξώδες της υψηλής μελάνης μπορεί να μειώσει το πιτσίλισμα, αλλά και να μειώσει το μελάνι μέσω των λεπτών κυττάρων anilox μεταφοράς. Αυτό δημιουργεί μια αντιστάθμιση- μεταξύ ταχύτητας και λεπτομέρειας εικόνας.
Το δεύτερο πρόβλημα είναι η κένωση της κοιλότητας. Κάθε στοιχείο anilox πρέπει να απελευθερώσει όλο το μελάνι σε επαφή με την πλάκα σε σύντομο χρονικό διάστημα. Σε υψηλότερες ταχύτητες, αυτός ο χρόνος επαφής γίνεται μικρότερος. Το μελάνι ρέει από την μπαταρία σε λιγότερο χρόνο. Λίγο μελάνι παρέμεινε μέσα στην κοιλότητα.
Η πρόοδος της έρευνας στις οργανικές επιστρώσεις έχει δείξει ότι το ατελές άδειασμα μπορεί να μειώσει τη μεταφορά μελανιού κατά 5% έως 15% σε ταχύτητες άνω των 150 m/min. Οι συγκεκριμένες τιμές εξαρτώνται από το σχήμα της μπαταρίας, το βάθος και τις ιδιότητες του μελανιού. Αυτό σημαίνει ότι η ίδια διάταξη μελανιού και anilox μπορεί να εκτυπώσει ελαφρύτερα στερεά με ταχύτητα 180 m/min από ό,τι στα 100 m/min σεΥψηλής ταχύτητας δίχρωμη μηχανή εκτύπωσης Flexo. Πρέπει να ρυθμίσετε την πίεση ή το ιξώδες του μελανιού για να διορθώσετε αυτήν την αλλαγή.
Τι σημαίνουν πραγματικά οι αριθμοί ταχύτητας
Λαμβάνοντας υπόψη τους περιορισμούς αυτών των αλληλεπιδράσεων, σε κοινά σενάρια παραγωγής, η πραγματική προσδοκώμενη ταχύτητα μιας δίχρωμης εύκαμπτης μηχανής εκτύπωσης είναι η εξής:
| Μήτρα | Σύστημα μελάνης | Τυπική μάζα-Όριο ταχύτητας | Βασικός περιοριστικός παράγοντας |
|---|---|---|---|
| 60–80 g/m² χαρτί κραφτ | Με βάση το νερό- | 100–130 m/min | Ξήρανση σταθμού |
| 120–200 g/m² επικαλυμμένο χαρτί | Με βάση το νερό- | 140–170 m/min | Δυναμική εγγραφής / ξηρότητα |
| Πτυσσόμενα κουτιά από χαρτόνι 250–400 g/m² | UV Cure | 160–200 m/min | Φθορά της πλάκας υπό υψηλή δύναμη τσίμπημα |
| Φιλμ PE 40-80 μm | Διαλύτης/UV | 150–190 m/min | Σταθερότητα τάσης ιστού |
| BOPP 20–30 μm | UV Cure | 180–220 m/min | Μεταφορά μελανιού / άδειασμα κοιλότητας |
Τα στοιχεία προέρχονται από τις συνηθισμένες σειρές της βιομηχανίας. Βασίζονται σε δελτία δεδομένων από κατασκευαστή εξοπλισμού και ανεξάρτητη έρευνα μηχανικής διεργασιών. Δεν είναι τόσοι πολλοί όσο μπορούν.
Το χαμηλό τέλος κάθε διαστήματος ταιριάζει με τη σκληρή δουλειά. Αυτές οι εργασίες απαιτούν μεγάλη επιφάνεια εκτύπωσης, σφιχτή ευθυγράμμιση και ακριβή χρώματα μάρκας. Ταιριάζει εύκολα-για κάθε εργασία εύρους. Αυτές οι εργασίες απαιτούν μικρές περιοχές εκτύπωσης και χαλαρές ανοχές.
Μέτρηση και παρακολούθηση Ταχύτητας-Εξαρτημένη ποιότητα
Ο καλύτερος τρόπος για να βρείτε ένα πραγματικό όριο ταχύτητας για μια εργασία είναι να εκτελέσετε μια ράμπα βημάτων κατά την εγκατάσταση. Ξεκινήστε αργά. Στη συνέχεια ανεβαίνει με ρυθμό 10-20 μέτρα ανά λεπτό. Σε κάθε βήμα, ελέγξτε τα σφάλματα εγγραφής, την πυκνότητα στερεού μελανιού και την ποιότητα στεγνώματος χρησιμοποιώντας ενσωματωμένα εργαλεία. Οποιοδήποτε σημείο πάνω από το επιτρεπόμενο όριο είναι η μέγιστη ταχύτητα με την οποία μπορεί να γίνει η εργασία. Αυτή η ταχύτητα μπορεί να είναι διαφορετική από τη μέγιστη ονομαστική ταχύτητα του μηχανήματος ή ο χειριστής μπορεί να σκεφτεί με βάση τις προηγούμενες επιδόσεις.
Τα πυκνόμετρα ενσωματωμένης σάρωσης (με βάση το ISO 2846-1 κανόνας στερεάς πυκνότητας), τα αυτόματα οπτικά συστήματα για ελέγχους καταχώρισης και οι κάμερες ανίχνευσης οπών παρέχουν ανατροφοδότηση σε πραγματικό χρόνο. Με αυτόν τον τρόπο, οι χειριστές μπορούν να πλησιάσουν πιο εύκολα το ανώτατο όριο ποιότητας. Χωρίς αυτά τα εργαλεία, οι χειριστές συνήθως διατηρούν το περιθώριο ασφαλείας μεταξύ 15 και 25 τοις εκατό κάτω από το πραγματικό όριο. Το κάνουν αυτό για να αποφύγουν τη δημιουργία κρυφών ελαττωμάτων. Αυτό το περιθώριο ασφαλείας μεταφράζεται άμεσα σε χαμένη παραγωγή.
Σύναψη
Η μέγιστη ταχύτητα του αΥψηλής ταχύτητας δίχρωμη μηχανή εκτύπωσης Flexoδεν είναι ένας σταθερός αριθμός σε μια πινακίδα. Είναι σημείο συνάντησης ξηρότητας, κίνησης εγγραφής, σταθερότητας υποστρώματος και μεταφοράς μελανιού anilox. Όλα αυτά δοκιμάζονται με σαφή πρότυπα ποιότητας. Η βαθμολογία δείχνει τη θεωρητική ικανότητα του μηχανήματος. Η πραγματική ταχύτητα που μπορείτε να επιτύχετε εξαρτάται από το πώς αυτοί οι περιορισμοί σχετίζονται με τις συγκεκριμένες ανάγκες υλικών και εργασίας σας. Η γνώση των περιορισμών που είναι πιο σημαντικοί για κάθε εργασία επιτρέπει στους χειριστές μηχανών να κάνουν ενημερωμένες επιλογές σχετικά με την αγορά εξοπλισμού, το σχεδιασμό εργασίας και τη βελτίωση των διαδικασιών. Έτσι παίρνετε το πιο αληθινό αποτέλεσμα. Δεν χάνουν χρόνο επιδιώκοντας τις υψηλότερες ταχύτητες που δεν μπορούν να υποστηρίξουν οι φυσικές διεργασίες, παρά τις θεωρητικές ταχύτητες που δεν μπορούν να υποστηρίξουν οι φυσικές διεργασίες.
Αναφορά
- ISO 12647-6:2012. Τεχνικές εκτύπωσης-Έλεγχος διαδικασίας κατασκευής για μισούς χρωματικούς διαχωρισμούς τόνων-Διαδικασίες διόρθωσης και εκτύπωσης-Μέρος 6: Φλεξογραφική εκτύπωση. International Organisation for Standardization, 2012. (Προδιαγραφή ανοχής εγγραφής ±0,10 mm, πλαίσιο ελέγχου αύξησης τιμής τόνου, ταξινόμηση κατηγορίας μάζας)
- ISO 2846-1:2017. Χρώμα και διαφάνεια μελανιών γραφικών τεχνών-Μέρος 1: Μελάνες εκτύπωσης με τροφοδοσία φύλλων και όφσετ ιστού. International Organisation for Standardization, 2017. (Προδιαγραφή ομοιομορφίας στερεάς οπτικής πυκνότητας, κατώφλι για αποδεκτή απόκλιση, πρότυπο αναφοράς για ενσωματωμένα πυκνόμετρα)
- ISO 21377-1:2020. Γραφική τεχνολογία-Ραδιομετρική μέτρηση της έντασης ακτινοβολίας στερεοποιημένης ωρίμανσης-Μέρος 1: γενικές αρχές. Διεθνής Οργανισμός Τυποποίησης, 2020. (Μεθοδολογία μέτρησης ομοιομορφίας της έντασης υπεριώδους ωρίμανσης, κατανομή φωτός σε πλάτος ιστού)
- TAPPI T 494-om-92. Ιδιότητες θραύσης σε εφελκυσμό χαρτιού και χαρτονιού. Technical Association of the Pulp and Paper Industry, 1992. (αντοχή σε εφελκυσμό χαρτιού, επιμήκυνση θραύσης, υπολογισμός συντελεστή ανάλυσης σύζευξης ταχύτητας)
- ASTM D882-18 (2022). Τυπική μέθοδος δοκιμής για τις ιδιότητες εφελκυσμού λεπτών πλαστικών μεμβρανών. ASTM International, 2022. (Δοκιμή εφελκυσμού υποστρώματος λεπτής μεμβράνης, συμπεριφορά ελαστικότητας έναντι πλαστικής παραμόρφωσης, μέτρο και δεδομένα επιμήκυνσης για ρολά ιστού)
