Svako ko je kupovao usku-web fleksografsku presu je naišao na istu račvu na putu: centralni otisak ili konfiguraciju gomile? Pitanje zvuči kao mehanički detalj, ali ima kaskadne efekte na to koje podloge možete koristiti, koliko brzo ih možete pokrenuti, kakav kvalitet štampe možete očekivati i koliko će prostora i kapitala štampa zauzeti.
Za aFlexo štamparska mašina velike brzine u četiri boje, ovaj izbor je posebno važan jer četiri-jedinice u boji zauzimaju određenu tržišnu poziciju: sposobnije su od dvije- ili tri-preše za etikete u boji, ali manje složene od šest-, osam- ili deset-linija za pakovanje u boji. Odluka između CI i arhitekture steka na nivou četiri-boja određuje da li mašina postaje radni konj opće-opće namjene ili specijalizirani alat optimiziran za određenu klasu supstrata.
Objašnjene dvije arhitekture
Konfiguracija centralnog otiska (CI).
U CI presi, sve stanice za štampanje su raspoređene oko jednog -cilindra velikog promjera-uobičajenog bubnja za otisak. Mreža se obavija oko ovog bubnja dok putuje od jedne stanice u boji do druge. Na svakoj stanici, pločasti cilindar koji nosi fotopolimernu ploču je pritisnut na mrežu, koja je podržana površinom CI bubnja. Anilox rolne, posude za mastilo ili komore i postavke otiska postavljene su radijalno oko bubnja.
Ključna geometrijska karakteristika je da je udaljenost između bilo koje dvije susjedne stanice za štampanje kratka-obično samo dužina luka segmenta CI bubnja između njih. Mreža nema daleko da putuje između boja, a bubanj je kontinuirano podržava na svom putu kroz svaku stanicu.
CI bubnjevi se proizvode od lijevanog željeza ili čelika, s promjerom u rasponu od otprilike 800 mm na kompaktnim modelima do 1500 mm ili više na mašinama visokih{2}}specifikacija. Veći bubnjevi obezbeđuju bolji ugao omotača pri svakom ugrizu, što poboljšava raspodelu pritiska, ali povećava otisak mašine i inerciju tokom promene brzine.
Konfiguracija steka
U štampi tipa -, stanice za štampanje su naslagane okomito jedna iznad druge, kao podovi u zgradi. Svaka stanica se sastoji od sopstvenog cilindra za ploče, aniloks rolne, sistema mastila i cilindra za otisak. Mreža ulazi u donju stanicu, ispisuje prvu boju, izlazi nagore na drugu stanicu, zatim na treću i tako dalje.
Svaka stanica radi kao nezavisna vertikalna jedinica. Mreža putuje dužom ukupnom putanjom nego u CI dizajnu, i prolazi preko više slobodnih valjaka između stanica kako bi je usmjerila s jednog nivoa na drugi. Ovo uvodi kumulativne efekte napetosti koji ne postoje u CI konfiguraciji.
Stack prese su mehanički jednostavnije po-stanici od CI presa. Ne postoji masivni zajednički bubanj koji zahtijeva precizno poravnanje sa šest ili osam satelitskih jedinica. Svaka stanica može biti zasebno izolirana, isključena ili čak zamijenjena za održavanje bez utjecaja na ostale. Ta modularnost je jedan od razloga zašto su dizajni stekova decenijama opstajali uz CI mašine.
Kontrola registra: Gdje se arhitekture najviše razilaze
Registrirajte-precizno uzdužno i bočno poravnanje svakog sloja u boji u odnosu na druge-je najvažnija metrika kvaliteta u više-fleksografskoj štampi u više boja. I tu se CI i stek arhitekture ponašaju veoma različito.
U CI presi, mreža je pričvršćena uz uobičajeni otiski bubanj na svakom mjestu za štampanje. Udaljenost između stanica je fiksirana geometrijom bubnja, a mreža se ne može rastegnuti ili skliznuti između ugriza jer bubanj pruža kontinuiranu potporu. Istraživanje objavljeno uInženjering i nauka polimeraispitivanje ponašanja zategnutosti mreže u sistemima roll-to-roll pokazuje da CI konfiguracije proizvode varijaciju greške registra 30-50% nižu od ekvivalentnih konfiguracija naslaga kada se koriste rastezljive podloge kao što su PE filmovi ili tanki netkani materijali.
Ova prednost proizlazi iz fizike, a ne boljeg inženjerstva. Podržana mreža otporna je na izduživanje; nepodržana mreža između valjaka rasteže se pod zatezanjem. U stack pressu, mreža se proteže između izlaznog valjka jedne stanice i ulaznog valjka sljedeće. Tokom tog raspona, napetost djeluje na cijelu dužinu bez oslonca. Ako je podloga elastična ili viskoelastična-što je većina plastičnih filmova-taj raspon se blago izdužuje, pomjerajući poziciju na kojoj pada sljedeća boja.
Moderne stack prese ublažavaju ovaj problem koristeći zatvorene-sisteme registracije sa video senzorima ili nizovima fotodioda koji detektuju štampane oznake i prilagođavaju faziranje cilindra ploče u realnom vremenu. Zbornik IEEE konferencija o industrijskoj elektronici dokumentira strategije adaptivnog upravljanja-uključujući model-prediktivne kontrolere i kompenzaciju zasnovanu na smetnjama-promatraču--koje značajno smanjuju pomjeranje registra u stack pressu u poređenju sa starijim- dizajnom otvorene petlje. Ali čak i sa naprednim kontrolama, stack presa koja pokreće rastezljiv film obično će pokazati veće varijacije registra nego CI presa koja pokreće isti materijal istom brzinom.
Za posao u četiri{0}}boje u kojem je važno usko poravnanje-do-tačke{3}}polutonske slike, fini rad linija, mali tekst-ova razlika je vidljiva golim okom pri pažljivoj inspekciji. Za manje zahtjevne aplikacije kao što su čvrsti-blok logotipi ili pokrivenost spot bojama, razlika može biti zanemarljiva.
Kompatibilnost supstrata
Filmovi i tanke mreže
BOPP, LDPE, LLDPE, PET i filmovi debljine ispod približno 30-40 mikrona općenito imaju bolje rezultate na CI presama. Kontinuirana podloga bubnja sprječava lepršanje mreže, smanjuje kumulativno istezanje i održava konzistentan pritisak ugriza po širini mreže. AFlexo štamparska mašina velike brzine u četiri bojeizgrađen na CI platformi je standardna preporuka za pretvarače čija je primarna podloga fleksibilni film.
Stog presa može pokrenuti filmove, ali zahtijevaju pažljivije podešavanje napetosti, niže maksimalne brzine i često šire margine štampe kako bi se prilagodili većem potencijalnom pomaku registra. Neki operateri kompenzuju tako što rade filmove pri smanjenoj napetosti i prihvataju nižu propusnost-kompromis-koja ima ekonomskog smisla samo ako presa rukuje i podlogama gdje dizajn naslaga nudi kompenzacijske prednosti.
Papir i karton
Ovdje se slika obrće. Papir i karton su dimenzionalno stabilni pod proizvodnim naponom. Ne protežu se značajno između stanica, tako da je prednost web-podrške CI bubnja manje vrijedna. U međuvremenu, papir ima koristi od sposobnosti presa za slaganje da lakše primi deblje materijale.
Zašto? Zato što u CI presi, debela ploča mora odgovarati zakrivljenosti uobičajenog bubnja za otisak. Ako je daska dovoljno čvrsta, otporna je na konformaciju, stvarajući neravnomjernu raspodjelu pritiska po širini mreže-veći pritisak na rubovima gdje se daska podiže s bubnja, manji u sredini. Ovaj efekat, dokumentovan u TAPPI tehničkim dokumentima o ujednačenosti pritiska u cilindrima otiska, proizvodi nedosledan prenos mastila i vidljive trake na gotovom otisku.
Stack presa, sa svojim manjim pojedinačnim cilindrima za otiske, predstavlja ravniju lokalnu geometriju na svakom mjestu. Debela ploča se lakše prilagođava malom-otisnom cilindru prečnika nego velikom zakrivljenom bubnju. Za konvertore koji koriste prvenstveno papirne etikete, preklopnu kartonsku masu ili valovite pre-uloške za pre-štampanje iznad 200 g/m2, stog -konfigurisana štampa za četiri- boje često daje dosljedniji kvalitet.
Netkani i specijalni materijali
Spunbond i meltblown netkani materijali predstavljaju ekstremne izazove za bilo koju flexo arhitekturu. Oni se kompresuju pod pritiskom ugriza, djelimično se oporavljaju nakon prolaska, pokazuju vrlo varijabilne profile debljine i troše višak mastila. Ni CI ni dizajni slaganja ne rukuju ovim materijalima na elegantan način, ali CI prese imaju tendenciju da rade neznatno bolje jer kraći putevi između stanica smanjuju mogućnost promjene dimenzija prije nego što sljedeća boja sleti.
Metalne folije, metalizirani filmovi i laminirane barijere su općenito dobro-prikladne za CI presu zbog svoje dimenzionalne stabilnosti u kombinaciji s osjetljivošću na ogrebotine od kliznih valjaka-faktora koji favorizuje manji broj-kontaktnih CI web putanja valjaka.
Razmatranja brzine i propusnosti
"Velika brzina" znači različite stvari ovisno o kontekstu. Kod uskog-štampanja web naljepnica (širine weba ispod 500 mm), brzine od 100-150 metara u minuti se smatraju brzim. U širokoj-web fleksibilnoj ambalaži (1000+ mm), brzine od 250-350 metara u minuti su rutinske.
CI prese generalno postižu veće maksimalne brzine od ekvivalentnih stack presa prilikom pokretanja filmova. Razlog je opet vezan za stabilnost registra-pri većim brzinama mreže, dinamički efekti (vibracije, tranzijenti napetosti, aerodinamički treperenje) postaju izraženiji, a stabilizirajući efekat CI bubnja postaje proporcionalno vrijedniji. Tehničke specifikacije koje objavljuju proizvođači opreme dosljedno pokazuju da su CI presa ocijenjena 15–25% brže od uporedivih konfiguracija naslaganih na filmskim podlogama.
Na papiru i kartonu, gdje je dinamika registara manje ograničavajuća, razlika u brzini se sužava. Dobro-podešena presa za naslagane nalepnice na kraft papiru može odgovarati ili se približiti propusnosti ekvivalentne CI mašine na istoj podlozi.
Za kupce koji ocjenjuju aFlexo štamparska mašina velike brzine u četiri boje, praktično pitanje nije koja je arhitektura brža u apsolutnom smislu-već je koja arhitektura je bržanjihovdominantna mješavina supstrata, s obzirom na njihove tipične dužine posla i učestalost promjene.
Implikacije sistema sušenja
Kapacitet sušenja je u snažnoj interakciji s izborom arhitekture. U CI presi, moduli za sušenje (mlaznice za vrući zrak, IR paneli ili sklopovi UV lampe) moraju se uklopiti u ograničene segmente luka između stanica za štampanje oko bubnja. Prostor je ograničen. Efikasnost sušenja zavisi od efikasnosti dizajna mlaznice i brzine vazduha, a ne od dužine tunela.
U stack presi, postoji veći vertikalni razmak između stanica. Mogu se ugraditi duži tuneli za sušenje ili se mogu smjestiti veći IR/UV moduli za sušenje. Za boje na bazi vode na poroznim podlogama (papir, karton), gdje se sušenje djelimično odvija apsorpcijom, a dijelom isparavanjem, dodatni prostor za sušenje u dizajnu naslaga može biti koristan. Za mastila na bazi rastvarača ili UV-boja na filmovima gdje se sušenje/stvrdnjavanje mora dogoditi brzo unutar kratkog perioda zadržavanja, prisilna blizina sušara CI presa do mjesta za štampanje može zapravo pomoći osiguravanjem da se film tinte tretira odmah nakon prijenosa prije nego što se može stvrdnuti ili premjestiti. Kupci navode aFlexo štamparska mašina velike brzine u četiri bojetreba procijeniti namjeravanu kombinaciju-podloge{1}}sušenja mastila prije finaliziranja izbora arhitekture.
ASTM F1942, koji se bavi UV-performansama mastila koje se očvršćavaju na fleksibilnim podlogama, napominje da dubina očvršćavanja i snaga prianjanja djelimično zavise od intervala između prijenosa mastila i izlaganja. Kraći intervali smanjuju efekte inhibicije kiseonika na površini mastila. Ovaj suptilni faktor ponekad daje prednost CI presama u primjenama UV sušenja, iako je razlika mjerljiva uglavnom u laboratorijskim uvjetima, a ne očigledna u svakodnevnoj proizvodnji.
Promjena i operativna fleksibilnost
Stack prese nude operativne prednosti koje nemaju nikakve veze sa mehanikom štampanja:
Individualni pristup stanici:Svaka stanica se nalazi na različitoj visini, što olakšava zamjenu ploča, zamjenu aniloksa i čišćenje za operatere koji rade stojeći. Na CI presi, niže stanice u blizini poda zahtijevaju savijanje ili čučanje.
Izolacija stanice:Stanica se može isključiti ili zaobići bez uticaja na ostatak novinara. Pokretanje zadatka u dvije-boje na presi sa četiri-boja jednostavno znači ostaviti gornje dvije stanice neaktivne.
Modularno proširenje:Neki dizajni stekova dozvoljavaju dodavanje pete ili šeste stanice kasnije instaliranjem drugog modula na vrh postojećeg steka. CI presa se ne može proširiti izvan broja satelitskih pozicija prvobitno dizajniranih oko bubnja.
CI preše brojač sa svojim prednostima:
Brža priprema:Budući da sve stanice dijele zajedničku referentnu tačku (CI bubanj), postavljanje otiska i registra u svim bojama ima tendenciju da se odvija brže kada se uspostave početni parametri podešavanja.
Smanjite količinu otpada prilikom pokretanja:Kraća web staza znači manje potrošeno materijala prije nego što prvi prodajni otisak izađe iz završne stanice. Na skupim podlogama-metaliziranim filmovima, barijernim laminatima-ovo smanjenje početnog otpada ima stvarni troškovni značaj.
Podni prostor i instalacija
CI prese su šire i dublje od ekvivalentnih stack presa. Uobičajeni bubanj za otiske zahtijeva određeni minimalni promjer da bi ispravno funkcionirao, a radijalni raspored stanica oko njega stvara otisak koji se proteže prema van u svim smjerovima. CI presa u četiri-boje tipično zahtijeva pravokutnu instalacijsku površinu od otprilike 4-6 metara sa 3-5 metara u zavisnosti od širine mreže i konfiguracije dodatne opreme.
Stack preše su uže, ali više. Vertikalno slaganje stanica smanjuje površinu poda, ali povećava zahtjeve za visinu plafona. Za objekte s ograničenim horizontalnim prostorom, ali adekvatnim zazorom iznad glave, stack presa može stati tamo gdje CI presa ne bi bila.
Zahtjevi za temelje se također razlikuju. CI bubnjevi su teške rotirajuće mase-često nekoliko hiljada kilograma-koje prenose vibracije na bazu mašine tokom rada. Pravilna izolaciona montaža i armiranobetonski temelj su standardne preporuke prema ISO 10816 standardima za mjerenje i evaluaciju mehaničkih vibracija. Stog prese ravnomjernije raspoređuju težinu na manjem otisku, ali i dalje zahtijevaju izolaciju vibracija, posebno pri velikim brzinama rotacije.
Trošak vlasništva
Kapitalni trošak favorizuje stack prese na četiri-nivou boja. Manje preciznih-mašinskih komponenti, nema CI bubnja velikog-prečnika i jednostavnija montaža znači nižu nabavnu cijenu-obično 20–35% manju od CI mašine ekvivalentnog-kapaciteta.
Operativni troškovi su nijansiraniji. CI prese stvaraju manje otpada na teškim podlogama, što smanjuje troškove materijalnog otpada. Oni također imaju tendenciju da dosljednije drže registar, što smanjuje stope prerade. Tokom pet-godišnjeg perioda vlasništva uz produkciju teških filmova, ove operativne uštede mogu nadoknaditi veće početne kapitalne investicije.
Složne prese imaju manju složenost održavanja po-stanici. Zamjena istrošenog cilindra otiska u jednoj stanici ne zahtijeva ponovno-poravnanje cijele mašine oko zajedničkog bubnja. Inventar rezervnih dijelova je također jednostavniji jer se identične komponente stanice mogu dijeliti na sve četiri pozicije.
Okvir odluka
Odabir između CI i gomile za flekso presu u četiri-boje na kraju se svodi na ponderisanje tri faktora:
Profil podloge.Ako više od 60% obima proizvodnje čini film (BOPP, PE, PET, najlon), nagnite se prema CI. Ako više od 60% čini papir ili karton, nagnite se prema hrpi. Ako je podjela bliža 50/50, razmislite da li poslovi na filmu zahtijevaju uže tolerancije (procesna boja, fini detalji) ili su uglavnom čvrsti-spotovi gdje je tolerancija registra labavija.
Dužina posla i učestalost promjene.Dugi rad na konzistentnim podlogama daje prednost CI (bolje performanse u stabilnom{0}} stanju). Česte promene na mešovitim podlogama favorizuju stog (lakši pristup stanici, brže podešavanje pojedinačnih stanica).
Putanja rasta.Ako postoji realna mogućnost proširenja preko četiri boje unutar radnog vijeka stroja, provjerite podržava li dizajn steka kandidata modularno dodavanje stanica. CI preše su zaključane u svom originalnom broju stanica.
A Flexo štamparska mašina velike brzine u četiri boje-bilo CI ili stack-je značajna kapitalna obaveza. Nijedna arhitektura nije univerzalno superiorna. Pravi izbor je onaj koji odgovara specifičnoj kombinaciji supstrata, proizvoda, volumena i operativnih ograničenja koja definiraju poslovanje kupca danas i u doglednoj budućnosti.
Reference
- Tehničko udruženje industrije celuloze i papira (TAPPI).TAPPI tehnički informativni papiri: Ujednačenost pritiska u cilindru otiska u rolni-do-štampanju u rolni. TAPPI Press, Atlanta, GA.
- ASTM International.ASTM F1942: Standardni vodič za određivanje performansi UV očvrsnih boja i premaza na fleksibilnim podlogama. ASTM, West Conshohocken, Pensilvanija.
- ASTM International.ISO 10816 serija: Mehaničke vibracije - Procjena vibracija mašine mjerenjima na rotirajućim dijelovima. ISO, Ženeva. (Zajednički usvojio ASTM.)
- ISO tehnički komitet 130.ISO 12647-6: Grafička tehnologija - Kontrola procesa za proizvodnju polutonskih odvajanja boja, probnih i proizvodnih otisaka - Dio 6: Fleksografska štampa. ISO, Ženeva, 2017.
- Choi, J. i K. Im. "Kontrola zategnutosti mreže i registra u sistemima za višeslojnu štampu -na-rolnu{5}}."Inženjering i nauka polimera, Vol. 55, broj 9, 2015, str. 2010–2020.
- Yoshida, F., et al. "Model prediktivne kontrole registra roll{2}}to-sistema za rukovanje webom."Proceedings of the IEEE International Conference on Industrial Electronics and Applications, 2017.
- Verhoef, H., et al. "Mehanizam za prijenos mastila u fleksografskoj štampi: Utjecaj geometrije aniloks rolne i hrapavosti podloge."Napredak u organskim premazima, tom. 139, 2020, 105234.
- Udruženje industrijskih metalizatora, premazača i laminatora (AIMCAL).Tehnički priručnik: Osnove rukovanja webom za procese pretvaranja. AIMCAL, Atlanta, Džordžija.
- Američka agencija za zaštitu životne sredine.Smjernice kontrolnih tehnika za fleksibilne štamparske operacije. EPA-453/R-09-001. Vašington, DC, 2009.
- Evropski komitet za standardizaciju.EN 13432: Zahtjevi za ambalažu koja se može obnoviti kompostiranjem i biorazgradnjom. CEN, Brisel, 2000.
