Najdôležitejším faktorom pri každom hodnotení meniča a Vysokorýchlostný dvojfarebný flexotlačový strojnie je rýchlosť uvedená v brožúre. Iba pri skutočnej rýchlosti môže stroj produkovať produkty, ktoré spĺňajú normy kvality bez toho, aby spôsobovali príliš veľa odpadu.
Napríklad pri tlači na papier s gramážou 60 g/m² stroj s rýchlosťou 200 m/min beží dobre pri rýchlosti 180 m/min. Avšak na filmoch BOPP s hrúbkou 80 mikrónov s použitím rovnakého atramentového systému možno rýchlosť stability znížiť na 120 m/min.
Dôvodom tohto rozdielu je, že rôzne materiály a pracovné podmienky menia spôsob, akým proces tlače funguje pri vysokej rýchlosti. Z tohto dôvodu je veľmi dôležité pochopiť fyzikálne limity flexografickej tlače v skutočnom výrobnom procese nad menovité otáčky motora.
Správna definícia "maximálnej rýchlosti"
Najdôležitejšie číslo pre každý prevodník vyhodnocujúci aVysokorýchlostný dvojfarebný flexotlačový strojnie je rýchlosť uvedená v brožúre. Iba pri skutočnej rýchlosti výroby môže stroj produkovať produkty, ktoré spĺňajú požiadavky na kvalitu bez toho, aby spôsobovali príliš veľa odpadu.
Táto skutočná rýchlosť je vždy nižšia ako maximálna mechanická rýchlosť. Maximálna rýchlosť v technickej dokumentácii môže vykazovať iba mechanickú rýchlosť stroja. Je založená na zaťažení momentového ložiska motora a limitoch vibrácií. Nepredstavuje stabilné tempo výroby.
Skutočná rýchlosť výroby závisí od substrátu, systému atramentu a spôsobu sušenia. Tieto faktory menia správanie zariadenia pri tlači.
Napríklad pri tlači na papier s gramážou 60 g/m² môže tlačiareň s rýchlosťou 200 m/min pracovať rýchlosťou 180 m/min. Avšak pri tlači na BOPP film s hrúbkou 80 mikrónov s použitím rovnakého atramentového systému môže rýchlosť stability klesnúť až na 120 m/min.
V dôsledku tohto rozdielu nie je rozdiel medzi nominálnou a skutočnou mierou výroby pevný. Líši sa podľa pracovných podmienok.
V dôsledku toho môžu rozhodnutia o nákupe strojov založené len na najvyššej rýchlosti viesť k nesprávnym očakávaniam výrobného výkonu.
Limit 1: Doba schnutia medzi stanicami
Najbežnejším obmedzovačom rýchlosti pri flexografickej tlači je suchosť. Atrament sa musí zmeniť z tekutého na pevný predtým, ako sa tlačová sieť dotkne ďalšej zarážky alebo kotúčov. Kompenzácia nastane, ak suchosť nie je úplná. Mokrý atrament sa presúva z jednej vrstvy valca do ďalšej, čím sa stáva odmietnutou chybou.
V prípade širokej škály systémov tlačových farieb na papier a lepenku-závisí rýchlosť odparovania od teploty, rýchlosti prúdenia vzduchu na povrchu a zloženia atramentu. V závislosti od veľkosti valca sú dve -farebné stredové tlačové bubny lisovacie stanice medzi rozstupom 300 mm - 800 mm. Pri rýchlosti linky 150 m/min je čas zotrvania medzi stanicou 500 mm približne 0,2 sekundy. Tentokrát sa voda aj za asistencie horúceho vzduchu na krátky čas odparí.
Výsledky ukazujú, že rýchlosť odparovania ukazuje vzťah druhej odmocniny s časom pod kontrolou difúzie. To je bežné pri flexografickej tlači. Z tohto dôvodu sa dĺžka dvojitej sušičky nezdvojnásobuje. Zvyšuje povolenú rýchlosť približne o 41 %. To vysvetľuje, prečo systémy s dlhším sušením prinášajú menej pri vyšších rýchlostiach.
Systém UV atramentu nezávisí od odparovania. Vytvrdzujú sa skôr radikálovou polymerizáciou ako stratou rozpúšťadla. Systém UV lampy dokáže vytvrdiť atrament za 0,05–0,10 sekundy. Tým sa eliminuje obmedzenie suchosti a dosiahne sa tlak na mechanické limity. UV systémy majú stále svoje obmedzenia. Energia lampy musí byť rovnomerne po celej šírke siete a meraná pomocou rádiometrických metód ISO 21377-1:2020. Niektoré substráty nedokážu zvládnuť UV teplo alebo UV žiarenie. Keď sú úrovne energie príliš vysoké, môžu zožltnúť alebo degradovať.
Obmedzenie 2: Dynamika registrácie rýchlosti
So zvyšujúcou sa rýchlosťou sa zhoršuje aj presnosť registrácie medzi farebnými stanicami. Riadiaci systém uzavretých registrov{1}} má menej času na detekciu chýb, opravu výpočtov a úpravu aplikácie. Tento efekt je najvýraznejší na aVysokorýchlostný dvojfarebný flexotlačový strojstlačí pri zrýchlení štartu. Vyskytuje sa aj vtedy, keď napätie siete bráni rozvinutiu alebo navíjaniu procesu.
Hlavným faktorom tohto systému je vzťah medzi rýchlosťou servo slučky a frekvenciou rušenia. Zmena napätia navijaka je spôsobená nerovnomerným roztiahnutím navijaka, rýchlosťou navijaka a samotného navijaka. Pri nižších rýchlostiach stroja je rušenie pomalé. Servosystém to dokáže adekvátne rozpoznať a opraviť.
Pri vyšších rýchlostiach sa frekvencia rušenia zvyšuje. Keď sa priblíži k limitu servosystému, zvyčajne 3-5 hertzov v štandardných flexosystémoch, riadiaci systém reaguje neskoro. Toto oneskorenie vytvára malý počet zvyškových chýb. Chyby sa opakovali na celej tlačovej stránke.
ISO 12647-6:2012 stanovuje limit ±0,10 mm pre registráciu vysokokvalitnej flexografickej tlače. Udržiavanie presnosti 150-200 m/min vyžaduje buď rýchlejšie servosystémy, alebo lepšiu kontrolu napätia pásu vo fáze uvoľňovania. Každá z týchto možností zvyšuje náklady alebo vyžaduje modernizáciu vybavenia. Tieto zmeny nezvyšujú menovitú rýchlosť stroja, ale ovplyvňujú skutočnú stabilnú produkčnú rýchlosť registrovanej tlače.
Obmedzenie 3: Spojenie vlastností substrátu a rýchlosti
Aj pri strojoch môžu rôzne substráty obmedziť rýchlosť tlače. Hlavným materiálovým faktorom je rozmerová stálosť. To znamená, ako veľmi je materiál natiahnutý pod napätím v tlači a ako sa vráti, keď sa napätie odstráni.
Papierové materiály majú viskoelastické vlastnosti. Pri stlačení sa natiahnu a časom čiastočne obnovia. Ťažká lepenka (350+ g/m²) má nižšiu ťažnosť ako ľahký papier, a preto je stabilnejšia pri vyšších rýchlostiach. Ťažší papier však zvýši aj záťaž tlakových valcov. Prenos atramentu vyžaduje vysoký tlak. To môže zvýšiť opotrebovanie platne a viesť k zmenám veľkosti bodov počas-dlhodobej prevádzky.
Vlastnosti PE, BOPP a PET sú rôzne. V stresových situáciách sa ľahšie natiahnu. Ale rýchlo sa zotavia, ak nie sú predĺžené. To znamená, že ak je napätie kontrolované v malom rozsahu, fólia BOPP môže pracovať vysokou rýchlosťou. Ak je napätie príliš nízke, sieť je nestabilná. Ak je napätie príliš vysoké, fólia sa môže trvalo natiahnuť. Tento rozsah sa stáva ťažšie ovládateľným pri vyšších rýchlostiach, pretože vibrácie z častí stroja ovplyvňujú viac webových stránok.
TAPPI T 494 om-92 a ASTM D882 sú štandardné skúšobné metódy na meranie pevnosti v ťahu a predĺženia. Tieto hodnoty ukazujú, či substrát zvládne cieľovú rýchlosť tlače bez poškodenia. Tieto údaje by sa mali použiť pred výrobou na určenie bezpečnej rýchlosti prevádzky.
Obmedzenie 4: Anilox Roll Transfer Physics
Aniloxový valec je keramický valec s jednotkou na ovládanie objemu tlačovej farby. Pohybuje sa rovnakou povrchovou rýchlosťou ako pavučina len vtedy, keď sa bod vtlačku nešmýka. V reálnej produkcii sa vždy nájdu chyby. Fotopolymérová doska sa pod tlakom mierne ohýba. To vytvára malý rozdiel rýchlosti medzi povrchom anilínoxidázy a povrchom povrchu platne. Tento rozdiel mení prenos atramentu. Závisí to od tlaku, tvrdosti dosky a rýchlosti linky.
Pri vyšších rýchlostiach sa objavili dva hlavné problémy.
Ako prvá prišla na rad atramentová tlačiareň. Atramentový mostík medzi batériou a platňou sa stane nestabilným, keď fenytoínová batéria opustí kontaktnú oblasť vysokou rýchlosťou. To sa dá rozložiť na kvapôčky. Kvapky dopadnú mimo oblasť snímky. Riziko sa rýchlo zvyšuje s rýchlosťou. To má veľa spoločného s povrchovou rýchlosťou kocky. Vďaka tomu je rýchlosť dôležitým faktorom pri tvorbe rozstreku. Viskozita vysokého atramentu môže znížiť striekanie, ale aj znížiť atrament cez prenosové jemné aniloxové bunky. To vytvára kompromis- medzi rýchlosťou a detailmi obrázka.
Druhým problémom je vyprázdňovanie dutiny. Každá aniloxová bunka musí v krátkom čase uvoľniť všetok atrament v kontakte s platňou. Pri vyšších rýchlostiach sa tento kontaktný čas skracuje. Atrament vytečie z batérie za kratší čas. Vo vnútri dutiny zostalo trochu atramentu.
Pokrok vo výskume organických náterov ukázal, že neúplné vyprázdnenie môže znížiť prenos atramentu o 5 % až 15 % pri rýchlostiach vyšších ako 150 m/min. Konkrétne hodnoty závisia od tvaru batérie, hĺbky a vlastností atramentu. To znamená, že rovnaké nastavenie atramentu a aniloxu dokáže tlačiť ľahšie pevné látky pri rýchlosti 180 m/min ako pri 100 m/min.Vysokorýchlostný dvojfarebný flexotlačový stroj. Na nápravu tejto zmeny je potrebné upraviť tlak alebo viskozitu atramentu.
Čo v skutočnosti znamenajú čísla rýchlosti
Ak vezmeme do úvahy obmedzenia týchto interakcií, v bežných výrobných scenároch sú skutočné očakávania rýchlosti dvoj{0}}farebného flexibilného tlačového stroja nasledovné:
| Matrix | Atramentový systém | Obvyklý{0}}rýchlostný limit | Kľúčový limitujúci faktor |
|---|---|---|---|
| 60–80 g/m² kraftový papier | Vodné-založené | 100–130 m/min | Sušenie stanice |
| 120–200 g/m² natieraný papier | Vodné-založené | 140–170 m/min | Dynamika registrácie / suchosť |
| Skladacie kartónové krabice s hmotnosťou 250–400 g/m² | UV vytvrdzovanie | 160–200 m/min | Opotrebenie platne pod vysokou silou zovretia |
| 40-80 μm PE fólia | Rozpúšťadlo/UV | 150–190 m/min | Stabilita napätia siete |
| BOPP 20–30 μm | UV vytvrdzovanie | 180–220 m/min | Prenos atramentu / vyprázdnenie dutiny |
Údaje pochádzajú z bežných priemyselných odvetví. Vychádzajú z údajových listov výrobcu zariadení a nezávislého výskumu procesného inžinierstva. Nie je ich toľko, koľko môžu byť.
Spodný koniec každého intervalu zodpovedá tvrdej práci. Tieto úlohy vyžadujú veľkú tlačenú plochu, pevné zarovnanie a presné značkové farby. Ľahko-zhody pre každý rozsah. Tieto úlohy vyžadujú malé oblasti tlače a voľné tolerancie.
Meranie a monitorovanie rýchlosti-Závislá kvalita
Najlepší spôsob, ako nájsť skutočný rýchlostný limit pre úlohu, je spustiť stupňovitú rampu počas inštalácie. Začnite pomaly. Potom stúpa rýchlosťou 10-20 metrov za minútu. V každom kroku skontrolujte chyby registrácie, hustotu atramentu a kvalitu schnutia pomocou inline nástrojov. Akýkoľvek bod nad povoleným limitom je maximálna rýchlosť, pri ktorej je možné vykonať prácu. Táto rýchlosť sa môže líšiť od maximálnej menovitej rýchlosti stroja, alebo môže operátor uvažovať na základe výkonnosti v minulosti.
Inline skenovacie denzitometre (založené na pravidlách pevnej hustoty ISO 2846-1), automatické vizuálne systémy na kontrolu registrácie a kamery na detekciu malých dier poskytujú spätnú väzbu v reálnom čase. Operátori sa tak môžu ľahšie priblížiť k hranici kvality. Bez týchto nástrojov prevádzkovatelia zvyčajne udržiavajú bezpečnostnú rezervu medzi 15 a 25 percentami pod skutočným limitom. Robia to preto, aby sa vyhli vytváraniu skrytých nedostatkov. Táto bezpečnostná rezerva sa premieta priamo do straty výroby.
Záver
Maximálna rýchlosť aVysokorýchlostný dvojfarebný flexotlačový strojnie je pevné číslo na typovom štítku. Je to miesto, kde sa stretáva suchosť, registračný pohyb, stálosť substrátu a prenos aniloxového atramentu. To všetko je testované podľa jasných noriem kvality. Hodnotenie ukazuje teoretickú spôsobilosť stroja. Skutočná rýchlosť, ktorú môžete dosiahnuť, závisí od toho, ako tieto obmedzenia súvisia s vašimi špecifickými materiálovými a pracovnými potrebami. Vedieť, ktoré obmedzenia sú pre každú úlohu najdôležitejšie, umožňuje operátorom strojov robiť informované rozhodnutia o nákupe vybavenia, plánovaní úloh a zlepšovaní procesov. Takto získate ten najpravdivejší výstup. Nestrácajú čas sledovaním najvyšších rýchlostí, ktoré fyzikálne procesy nedokážu podporovať, namiesto teoretických rýchlostí, ktoré fyzikálne procesy nedokážu podporovať.
Odkaz
- ISO 12647-6:2012. Tlačové techniky-Riadenie výrobného procesu pre poltónové farebné separácie, korektúry a tlačové procesy – Časť 6: Flexografická tlač. Medzinárodná organizácia pre normalizáciu, 2012. (Tolerancia registrácie ±0,10 mm špecifikácia, rámec riadenia zvýšenia tónovej hodnoty, klasifikácia podľa hmotnostnej triedy)
- ISO 2846-1:2017. Farba a priehľadnosť grafických atramentov-Časť 1: Atramenty pre hárkovú a webovú ofsetovú tlač. Medzinárodná organizácia pre štandardizáciu, 2017. (Špecifikácia rovnomernosti pevnej optickej hustoty, prah pre prijateľnú odchýlku, referenčný štandard pre inline denzitometre)
- ISO 21377-1:2020. Grafická technológia-Rádiometrické meranie intenzity vytvrdzovacieho žiarenia – časť 1: všeobecné princípy. Medzinárodná organizácia pre štandardizáciu, 2020. (metodika merania rovnomernosti intenzity vytvrdzovania UV, rozloženie svetla v šírke pásu)
- TAPPI T 494-om-92. Pevnosť v ťahu papiera a lepenky. Technická asociácia celulózo-papierenského priemyslu, 1992. (Pevnosť papiera v ťahu, lomové predĺženie, výpočet modulu analýzy rýchlosti väzby)
- ASTM D882-18 (2022). Štandardná skúšobná metóda pre ťahové vlastnosti tenkých plastových fólií. ASTM International, 2022. (Tenkovrstvové testovanie substrátu v ťahu, elasticita vs. správanie pri plastickej deformácii, modul a údaje predĺženia pre pásové uzávery)
