Всеки, който е пазарувал за тесно{0}}ролна флексографска преса, срещал ли е същото разклонение на пътя: централен отпечатък или конфигурация на стека? Въпросът звучи като механичен детайл, но има каскадни ефекти върху това какви субстрати можете да пускате, колко бързо можете да ги пускате, какво качество на печат можете да очаквате и колко подово пространство и капитал ще изразходва пресата.
За аВисокоскоростна четирицветна флексопечатна машина, този избор е особено важен, защото четири-цветни единици заемат специфична пазарна позиция: те са по-способни от дву- или три-цветни печатни машини за етикети, но по-малко сложни от шест-, осем- или десет-цветни опаковъчни линии. Решението между CI и стекова архитектура на четири-цветно ниво определя дали машината ще стане работен кон с общо-цел или специализиран инструмент, оптимизиран за определен клас субстрат.
Двете архитектури обяснени
Конфигурация на централно отпечатване (CI).
В CI пресата всички печатни станции са подредени около един цилиндър с голям-диаметър-общ барабан за отпечатване. Мрежата се увива около този барабан, докато пътува от една цветна станция до друга. Във всяка станция цилиндър с плоча, носещ фотополимерната плоча, се притиска към платното, което е подкрепено от повърхността на CI барабана. Анилоксовите ролки, мастилниците или камерите и настройките за отпечатъци са монтирани радиално около барабана.
Ключовата геометрична характеристика е, че разстоянието между всеки две съседни печатни станции е кратко-обикновено само дължината на дъгата на CI барабанния сегмент между тях. Мрежата не трябва да пътува далеч между цветовете и непрекъснато се поддържа от барабана през целия си път през всяка станция.
CI барабаните се произвеждат от чугун или стомана, с диаметри, вариращи от приблизително 800 mm при компактни модели до 1500 mm или повече при машини с високи -спецификации. По-големите барабани осигуряват по-добър ъгъл на обвиване при всяко захващане, което подобрява разпределението на налягането, но увеличава отпечатъка на машината и инерцията по време на промени в скоростта.
Конфигурация на стека
В стекова -преса печатните станции са подредени вертикално една над друга, като подове в сграда. Всяка станция се състои от собствен цилиндър за пластини, анилоксова ролка, мастилена система и отпечатъчен цилиндър. Мрежата влиза в долната станция, отпечатва първия цвят, излиза нагоре към втората станция, след това към третата и т.н.
Всяка станция работи като независима вертикална единица. Мрежата изминава по-дълъг общ път, отколкото в CI дизайн, и преминава през множество празни ролки между станциите, за да я насочи от едно ниво към следващото. Това въвежда кумулативни ефекти на напрежение, които не съществуват в CI конфигурация.
Стековите преси са механично по-прости за-станция от CI пресите. Няма масивен общ барабан, изискващ прецизно подравняване с шест или осем сателитни единици. Всяка станция може да бъде индивидуално изолирана, изключена или дори заменена за поддръжка, без да се засягат останалите. Тази модулност е една от причините стековите дизайни да се задържат заедно с CI машините в продължение на десетилетия.
Контрол на регистрите: Където архитектурите се различават най-много
Регистрирайте-прецизното надлъжно и странично подравняване на всеки цветен слой спрямо останалите-е най-важният показател за качество при много-цветния флексопечат. И именно тук CI и стековите архитектури се държат много различно.
В CI преса, лентата се затяга към общия отпечатващ барабан при всяка печатна точка. Разстоянието между станциите е фиксирано от геометрията на барабана и платното не може да се разтяга или плъзга между щипките, тъй като барабанът осигурява непрекъсната опорна опора. Изследване, публикувано вПолимерно инженерство и наукаизследването на поведението на напрежението на мрежата в системи от roll{0}}to-ролка демонстрира, че конфигурациите на CI създават вариация на грешките в регистъра с 30–50% по-ниска от конфигурациите на еквивалентни стекове, когато работят с разтегливи субстрати като PE филми или тънки нетъкани материали.
Това предимство произтича от физиката, а не от по-доброто инженерство. Поддържаната мрежа е устойчива на удължаване; неподдържана мрежа между ролките се разтяга под напрежение. При стекова преса лентата обхваща празнина между изходния валяк на една станция и входния валяк на следващата. По време на този участък напрежението действа върху цялата неподдържана дължина. Ако субстратът е еластичен или вискоеластичен-каквито са повечето пластмасови филми-този участък се удължава леко, измествайки позицията, където попада следващият цвят.
Съвременните стекови преси смекчават този проблем, като използват системи за регистриране със затворен-контур с видеосензори или фотодиодни матрици, които откриват отпечатани маркировки и коригират фазирането на цилиндъра на пластината в реално време. Сборниците от конференцията на IEEE за промишлена електроника документират стратегии за адаптивно управление-включително модел-предсказуеми контролери и-наблюдател-базирана компенсация-които значително намаляват дрейфа на регистъра в стековите преси в сравнение с по-старите дизайни с отворен-контур. Но дори и с усъвършенствани контроли, стековата преса, работеща с разтегливо фолио, обикновено ще показва по-високи вариации на регистъра, отколкото CI преса, работеща със същия материал със същата скорост.
За работа с четири{0}}цветен процес, където плътното подравняване-до-точка има значение-полутонови изображения, фина линия, малък текст-тази разлика се вижда с невъоръжено око при внимателно разглеждане. За по-малко взискателни приложения като плътни-блочни лога или покритие на спот цветове разликата може да е незначителна.
Съвместимост на субстрата
Филми и тънки мрежи
BOPP, LDPE, LLDPE, PET и филми с дебелина под приблизително 30–40 микрона обикновено се представят по-добре на CI преси. Непрекъснатата опора на барабана предотвратява трептенето на лентата, намалява кумулативното разтягане и поддържа постоянен натиск при притискане по ширината на лентата. АВисокоскоростна четирицветна флексопечатна машинаизграден на CI платформа е препоръката по подразбиране за конвертори, чийто основен субстрат е гъвкав филм.
Стековите преси могат да пускат филми, но те изискват по-внимателна настройка на опъна, по-ниски максимални скорости и често по-широки полета за печат, за да поемат по-голямо потенциално отклонение на регистъра. Някои оператори компенсират, като пускат филми при намалено напрежение и приемат по-ниска производителност-компромис-, който има икономически смисъл само ако пресата обработва и субстрати, където дизайнът на стека предлага компенсиращи предимства.
Хартия и картон
Тук картината се обръща. Хартията и картонът са стабилни по отношение на производственото напрежение. Те не се разтягат значително между станциите, така че предимството на уеб-поддръжката на CI барабана е по-малко ценно. Междувременно хартията се възползва от способността на стековата преса да поема по-лесно по-дебели материали.
защо Тъй като в CI преса, дебелата дъска трябва да съответства на извивката на обикновения отпечатъчен барабан. Ако дъската е достатъчно твърда, тя се противопоставя на приспособяването, създавайки неравномерно разпределение на налягането по ширината на лентата-повече налягане в краищата, където дъската се повдига от барабана, по-малко в центъра. Този ефект, документиран в техническите документи на TAPPI относно равномерността на налягането в отпечатъчния цилиндър, води до непостоянен трансфер на мастило и видими ивици върху готовия отпечатък.
Пресата за стекове, със своите по-малки отделни цилиндри за отпечатване, представя по-плоска локална геометрия при всяко прищипване. Дебелата дъска се приспособява по-лесно към печатащ цилиндър с малък-диаметър, отколкото към голям извит барабан. За преработватели, работещи предимно с хартиени етикети, сгъваеми картонени опаковки или гофрирани пред{3}}подложки за предпечат над 200 g/m2, стекова-конфигурирана четири-цветна печатна машина често осигурява по-постоянно качество.
Нетъкан текстил и специални материали
Spunbond и meltblown нетъкан текстил представляват изключително предизвикателство за всяка флексо архитектура. Те се компресират под натиск при притискане, възстановяват се частично след преминаване, показват силно променливи профили на дебелина и консумират излишно мастило. Нито CI, нито стековите дизайни се справят елегантно с тези материали, но CI пресите са склонни да се представят малко по-добре, защото по-късите между-пътеки между станциите намаляват възможността за промяна на размерите, преди да се появи следващият цвят.
Металните фолиа, метализираните филми и ламинираните бариерни структури като цяло са много-подходящи за CI преси поради тяхната стабилност на размерите, съчетана с чувствителност към следи от надраскване от празни ролки-фактор, който благоприятства по-малкото ролкови-контактни пътища на CI мрежата.
Съображения за скорост и производителност
„Висока скорост“ означава различни неща в зависимост от контекста. При печат на тесни-ролни етикети (широчина на лентата под 500 mm), скорости от 100–150 метра в минута се считат за бързи. В широк-мрежови гъвкави опаковки (1000+ mm), скорости от 250–350 метра в минута са рутинни.
CI пресите обикновено постигат по-високи максимални скорости от еквивалентните стекови преси, когато работят с филми. Причината отново е свързана със стабилността на регистъра-при по-високи скорости на мрежата, динамичните ефекти (вибрации, преходни процеси на напрежение, аеродинамично трептене) стават по-изразени и стабилизиращият ефект на CI барабана става пропорционално по-ценен. Техническите спецификации, публикувани от производителите на оборудване, постоянно показват CI преси, оценени с 15–25% по-бързи от сравними конфигурации на стекове върху филмови субстрати.
На хартия и дъска, където динамиката на регистъра е по-малко ограничаваща, разликата в скоростта се стеснява. Една добре-настроена стекова преса, работеща с етикети от крафт хартия, може да съответства или да се доближава до производителността на еквивалентна CI машина върху същия субстрат.
За купувачи, оценяващи aВисокоскоростна четирицветна флексопечатна машина, практическият въпрос не е коя архитектура е по-бърза в абсолютно изражение-а коя архитектура е по-бърза натехнитепреобладаваща смес от субстрати, като се имат предвид типичните им работни дължини и честота на смяна.
Последици върху системата за сушене
Капацитетът на сушене зависи силно от избора на архитектура. В CI преса модулите за сушене (дюзи за горещ въздух, инфрачервени панели или комплекти UV лампи) трябва да пасват в ограничените дъгови сегменти между печатните станции около барабана. Мястото е ограничено. Ефективността на сушене зависи от ефективността на дизайна на дюзата и скоростта на въздуха, а не от дължината на тунела.
При стековата преса има повече вертикално разстояние между станциите. Могат да се монтират по-дълги тунели за сушене или да се поставят по-големи IR/UV модули за втвърдяване. За мастила на водна - основа върху порести субстрати (хартия, картон), където съхненето става отчасти чрез абсорбция и отчасти чрез изпаряване, допълнителното пространство за сушене в дизайна на стека може да бъде предимство. За базирани на- или UV-втвърдяващи се мастила върху филми, където съхненето/втвърдяването трябва да стане бързо в рамките на кратък прозорец на престой, принудителната близост на сушилнята до щипката на печат на CI-пресата може действително да помогне, като гарантира, че мастиленият филм се третира веднага след прехвърлянето, преди да може да се стегне или мигрира. Купувачите, посочващи aВисокоскоростна четирицветна флексопечатна машинатрябва да оцени предвидената комбинация за-субстрат-за сушене на мастило, преди да финализира избора на архитектура.
ASTM F1942, който разглежда ефективността на UV-втвърдяващото се мастило върху гъвкави субстрати, отбелязва, че дълбочината на втвърдяване и якостта на адхезия зависят отчасти от интервала между трансфера на мастилото и излагането. По-кратките интервали намаляват ефектите на инхибиране на кислорода върху повърхността на мастилото. Този фин фактор понякога дава предимство на CI пресите при приложения за UV втвърдяване, въпреки че разликата е по-скоро измерима в лабораторни условия, отколкото очевидна в ежедневното производство.
Превключване и оперативна гъвкавост
Стековите преси предлагат оперативни предимства, които нямат нищо общо с механиката на печат:
Индивидуален достъп до станция:Всяка станция се намира на различна височина, което улеснява смяната на плочите, смяната на анилокс и почистването за операторите, работещи изправени. При CI преса долните позиции близо до пода изискват навеждане или приклекване.
Изолация на станцията:Една станция може да бъде изключена или прескочена, без да се засяга останалата част от пресата. Изпълнението на дву-цветно задание на четири-цветна стекова преса означава просто да оставите горните две станции неактивни.
Модулно разширение:Някои дизайни на стекове позволяват добавяне на пета или шеста станция по-късно чрез инсталиране на друг модул върху съществуващия стек. CI пресите не могат да бъдат разширени извън броя на сателитните позиции, първоначално проектирани около барабана.
Брояч на преси CI със собствени предимства:
По-бърза подготовка:Тъй като всички станции споделят обща референтна точка (CI барабан), настройката на отпечатъка и регистъра във всички цветове обикновено протича по-бързо, след като първоначалните параметри за настройка са установени.
По-малко отпадъци по време на стартиране:По-късият път на мрежата означава по-малко изразходван материал, преди първият печат, който може да се продава, да излезе от крайната станция. При скъпи субстрати-метализирани филми, бариерни ламинати-това намаляване на отпадъците при стартиране има реално значение за разходите.
Площ и монтаж
CI пресите са по-широки и по-дълбоки от еквивалентните стекови преси. Общият отпечатъчен барабан изисква определен минимален диаметър, за да функционира правилно, а радиалното разположение на станциите около него създава отпечатък, който се простира навън във всички посоки. Четири-цветната CI преса обикновено изисква правоъгълна инсталационна площ от приблизително 4–6 метра на 3–5 метра в зависимост от ширината на лентата и конфигурацията на аксесоарите.
Стековите преси са по-тесни, но по-високи. Вертикалното подреждане на станциите намалява площта на пода, но увеличава изискванията за височина на тавана. За съоръжения с ограничено хоризонтално пространство, но подходящо разстояние над главата, стековата преса може да се побере там, където CI пресата не би могла.
Изискванията към основата също се различават. CI барабаните са тежки въртящи се маси-често няколко хиляди килограма-, които предават вибрации в основата на машината по време на работа. Правилното монтиране на изолация и стоманобетонна основа са стандартни препоръки съгласно стандартите ISO 10816 за измерване и оценка на механични вибрации. Стековите преси разпределят тежестта по-равномерно върху по-малък отпечатък, но все пак изискват изолация на вибрациите, особено при високи скорости на въртене.
Разходи за притежание
Капиталовите разходи са в полза на стековите преси на ниво четири-цвета. По-малко прецизни-обработени компоненти, липса на CI барабан с-голям{3}}диаметър и по-просто сглобяване водят до по-ниска покупна цена-обикновено с 20–35% по-ниска от еквивалентна-капацитетна CI машина.
Оперативните разходи са по-нюансирани. CI пресите генерират по-малко скрап върху трудни субстрати, което намалява разходите за материални отпадъци. Те също така са склонни да поддържат регистър по-последователно, което намалява нивата на преработка. За пет-годишен период на собственост с тежко филмово производство тези оперативни спестявания могат да компенсират по-високата първоначална капиталова инвестиция.
Стековите преси имат по-ниска сложност на поддръжка на-станция. Смяната на износен отпечатъчен цилиндър в една станция не изисква повторно-подравняване на цялата машина около общ барабан. Инвентаризацията на резервните части също е по-лесна, защото идентични компоненти на станцията могат да се споделят във всичките четири позиции.
Рамка за вземане на решения
Изборът между CI и стек за четири-цветна флексопечатна машина в крайна сметка се свежда до претегляне на три фактора:
Профил на субстрата.Ако повече от 60% от обема на производството е филм (BOPP, PE, PET, найлон), склонете към CI. Ако повече от 60% е хартия или картон, наклонете се към стека. Ако разделението е по-близо до 50/50, помислете дали филмовите задания изискват по-строги толеранси (технологичен цвят, фини детайли) или са предимно плътни-точкови работи, където толерансът на регистрите е по-слаб.
Продължителност на работата и честота на смяна.Дългите работи върху постоянни субстрати благоприятстват CI (по-добра производителност в стабилно-състояние). Честите смени между смесени субстрати са в полза на стека (по-лесен достъп до станцията, по-бърза индивидуална настройка на станция).
Траектория на растеж.Ако има реалистична възможност за разширяване над четири цвята в рамките на експлоатационния живот на машината, проверете дали дизайнът на стека кандидат поддържа модулно добавяне на станции. CI пресите са заключени в първоначалния си брой станции.
A Високоскоростна четирицветна флексопечатна машина-независимо дали CI или стек-е значителен капиталов ангажимент. Нито една от двете архитектури не е универсално превъзходна. Правилният избор е този, който отговаря на специфичната комбинация от субстрати, продукти, обеми и оперативни ограничения, които определят бизнеса на купувача днес и в обозримо бъдеще.
Референции
- Техническа асоциация на целулозно-хартиената промишленост (TAPPI).Документи с техническа информация на TAPPI: Еднородност на налягането на цилиндъра за отпечатване при печат от-на-ролка. TAPPI Press, Атланта, Джорджия.
- ASTM International.ASTM F1942: Стандартно ръководство за определяне на производителността на UV втвърдяващи се мастила и покрития върху гъвкави субстрати. ASTM, West Conshohocken, PA.
- ASTM International.Серия ISO 10816: Механична вибрация - Оценка на машинната вибрация чрез измервания върху въртящи се части. ISO, Женева. (Съвместно прието от ASTM.)
- Технически комитет на ISO 130.ISO 12647-6: Графична технология - Процесен контрол за производство на полу{3}}цветоотделяния, пробни и производствени отпечатъци - Част 6: Флексографски печат. ISO, Женева, 2017 г.
- Choi, J. и K. Im. „Контрол на напрежението и регистрирането на мрежата в многослойни печатни системи от-на-ролка-."Полимерно инженерство и наука, том. 55, брой 9, 2015 г., стр.. 2010–2020.
- Yoshida, F., et al. „Модел за предсказуем контрол на регистъра на системи за обработка на ролка-към-ролка.“Сборник на Международната конференция на IEEE за индустриална електроника и приложения, 2017.
- Verhoef, H., et al. „Механизъм за трансфер на мастило при флексографски печат: Ефект от геометрията на анилоксовата ролка и грапавостта на субстрата.“Напредък в органичните покрития, том . 139, 2020, 105234.
- Асоциация на индустриалните метализатори, машини за нанасяне на покрития и ламинатори (AIMCAL).Технически наръчник: Основи на уеб обработката за процеси на конвертиране. AIMCAL, Атланта, Джорджия.
- Агенция за опазване на околната среда на САЩ.Насоки за контролни техники за гъвкави печатни операции. EPA-453/R-09-001. Вашингтон, 2009 г.
- Европейски комитет по стандартизация.EN 13432: Изисквания за опаковки, подлежащи на възстановяване чрез компостиране и биоразграждане. CEN, Брюксел, 2000 г.
