هرکسی که برای یک پرس فلکسوگرافی وب باریک-خرید کرده باشد، با همان دوشاخه در جاده مواجه شده است: قالب مرکزی یا پیکربندی پشته؟ این سوال مانند جزئیات مکانیکی به نظر می رسد، اما تأثیرات آبشاری بر روی اینکه چه بسترهایی را می توانید اجرا کنید، با چه سرعتی می توانید آنها را اجرا کنید، چه کیفیت چاپی را می توانید انتظار داشته باشید، و چه مقدار فضای کف و سرمایه مصرف پرس خواهد داشت، دارد.
برای یکدستگاه چاپ فلکسو چهار رنگ با سرعت بالااین انتخاب بسیار مهم است زیرا چهار-واحد رنگی موقعیت خاصی در بازار دارند: آنها از دو- یا سه{2}}پرس لیبل رنگی توانمندترند اما از شش-، هشت{4}} یا ده-خط بسته بندی رنگی پیچیده ترند. تصمیم بین CI و معماری پشته در سطح چهار رنگ تعیین میکند که آیا ماشین به یک کار{8} همه منظوره تبدیل میشود یا یک ابزار تخصصی بهینهسازی شده برای یک کلاس زیرلایه خاص.
دو معماری توضیح داده شد
پیکربندی Central Impression (CI).
در یک پرس CI، همه ایستگاههای چاپ حول یک استوانه بزرگ-قطر-درام قالبگیری معمولی مرتب میشوند. تار در حین حرکت از یک ایستگاه رنگی به ایستگاه دیگر دور این درام می پیچد. در هر ایستگاه، یک سیلندر صفحه ای که صفحه فوتوپلیمر را حمل می کند، در برابر تار فشار داده می شود که توسط سطح درام CI پشتیبان می شود. رول های آنیلوکس، تابه ها یا محفظه های جوهر، و تنظیمات قالب گیری به صورت شعاعی در اطراف درام نصب می شوند.
ویژگی اصلی هندسی این است که فاصله بین هر دو ایستگاه چاپ مجاور کوتاه است-معمولاً فقط طول قوس بخش درام CI بین آنها است. وب فاصله زیادی برای سفر بین رنگ ها ندارد و به طور مداوم توسط درام در طول مسیر خود در هر ایستگاه پشتیبانی می شود.
درامهای CI از چدن یا فولاد ساخته میشوند که قطر آنها از تقریباً 800 میلیمتر در مدلهای فشرده تا 1500 میلیمتر یا بیشتر در ماشینهای{2}}با مشخصات بالا است. درامهای بزرگتر زاویه بستهبندی بهتری را در هر نوک ایجاد میکنند، که توزیع فشار را بهبود میبخشد، اما ردپای ماشین و اینرسی را در طول تغییرات سرعت افزایش میدهد.
پیکربندی پشته
در دستگاه چاپ پشتهای{0}}، ایستگاههای چاپ به صورت عمودی بالای یکدیگر چیده میشوند، مانند طبقات یک ساختمان. هر ایستگاه از سیلندر صفحه ای، رول آنیلوکس، سیستم جوهر، و سیلندر قالب گیری خود تشکیل شده است. وب وارد ایستگاه پایینی میشود، اولین رنگ را چاپ میکند، به سمت بالا به ایستگاه دوم، سپس سوم و غیره خارج میشود.
هر ایستگاه به عنوان یک واحد عمودی مستقل عمل می کند. وب مسیر کلی طولانی تری را نسبت به طراحی CI طی می کند، و از روی چند غلتک غیرفعال بین ایستگاه ها عبور می کند تا آن را از یک سطح به سطح بعدی هدایت کند. این اثرات کششی تجمعی را معرفی می کند که در یک پیکربندی CI وجود ندارد.
پرس های پشته ای در هر ایستگاه از نظر مکانیکی ساده تر از پرس های CI هستند. هیچ درام عظیمی وجود ندارد که نیاز به تراز دقیق با شش یا هشت واحد ماهواره ای داشته باشد. هر ایستگاه را می توان به صورت جداگانه ایزوله کرد، جدا کرد، یا حتی برای تعمیر و نگهداری بدون تاثیر روی سایرین، تعویض کرد. این ماژولار بودن یکی از دلایلی است که طرحهای پشته در کنار ماشینهای CI برای چندین دهه ادامه داشته است.
کنترل ثبت نام: جایی که معماری ها بیشتر از همه جدا می شوند
ثبت-تراز دقیق طولی و جانبی هر لایه رنگی نسبت به لایههای دیگر{1}}مهمترین معیار کیفیت در چاپ فلکسوگرافی چند رنگ است. و اینجاست که معماری های CI و stack بسیار متفاوت عمل می کنند.
در یک پرس CI، وب در هر نوک چاپ بر روی درام قالب گیری معمولی بسته می شود. فاصله بین ایستگاهها توسط هندسه درام ثابت میشود و شبکه نمیتواند بین نوکها کشیده یا بلغزد زیرا درام پشتیبان مستمری را فراهم میکند. تحقیق منتشر شده درمهندسی و علوم پلیمربررسی رفتار کشش وب در سیستمهای رول-به-رول نشان میدهد که پیکربندیهای CI واریانس خطای ثبت را 30 تا 50 درصد کمتر از پیکربندیهای پشتهای معادل هنگام اجرای زیرلایههای توسعهپذیر مانند لایههای پلیاتیلن یا منسوجات نازک تولید میکنند.
این مزیت ناشی از فیزیک است نه مهندسی بهتر. یک وب پشتیبانی شده در برابر کشیدگی مقاومت می کند. یک شبکه بدون پشتیبانی بین غلتک ها تحت کشش کشیده می شود. در یک پرس پشته ای، وب یک شکاف بین غلتک خروجی یک ایستگاه و غلتک ورودی ایستگاه بعدی را می پوشاند. در طول آن بازه، کشش در طول کامل بدون پشتوانه عمل می کند. اگر بستر الاستیک یا ویسکوالاستیک باشد-که بیشتر لایههای پلاستیکی هستند- که دهانه آن کمی دراز میشود و موقعیت رنگ بعدی را تغییر میدهد.
پرسهای پشتهای مدرن با استفاده از سیستمهای ثبت حلقه بسته با حسگرهای ویدیویی یا آرایههای فوتودیود که علائم چاپ شده را تشخیص میدهند و فازبندی سیلندر صفحه را در زمان واقعی تنظیم میکنند، این مشکل را کاهش میدهند. مجموعه مقالات کنفرانس IEEE در مورد استراتژیهای کنترل تطبیقی اسناد الکترونیک صنعتی-شامل مدل-کنترلکنندههای پیشبینیکننده و اختلالات{4}} جبرانکننده مبتنی بر ناظر{{5}{6}}که در مقایسه با طرحهای حلقه باز{{7} قدیمیتر، جابجایی رجیستر در پرسهای پشتهای را به طور قابلتوجهی کاهش میدهد. اما حتی با کنترلهای پیشرفته، پرس پشتهای که یک فیلم کشسان را اجرا میکند، معمولاً نسبت به یک پرس CI که همان ماده را با همان سرعت اجرا میکند، تنوع ثبت بالاتری را نشان میدهد.
برای کار با فرآیند چهار رنگ که در آن تراز کردن نقطههای تنگ-به-نقطهها اهمیت دارد-تصاویر نیمتن، خط ریز، نوشتار کوچک-این تفاوت با چشم غیرمسلح با بازرسی دقیق قابل مشاهده است. برای برنامههای کاربردی کمتر مانند لوگوهای{6}}بلوک جامد یا پوشش رنگ نقطهای، تفاوت ممکن است ناچیز باشد.
سازگاری بستر
فیلم ها و شبکه های نازک
BOPP، LDPE، LLDPE، PET و لایههای کمتر از ضخامت تقریباً 30 تا 40 میکرون معمولاً در پرسهای CI عملکرد بهتری دارند. پشتی درام پیوسته از بال زدن وب جلوگیری می کند، کشش تجمعی را کاهش می دهد و فشار نیپ ثابت را در عرض تار حفظ می کند. الفدستگاه چاپ فلکسو چهار رنگ با سرعت بالاساخته شده بر روی یک پلت فرم CI توصیه پیش فرض برای مبدل هایی است که بستر اصلی آنها فیلم انعطاف پذیر است.
پرسهای پشتهای میتوانند فیلمها را اجرا کنند، اما به تنظیم کشش دقیقتر، حداکثر سرعت پایینتر، و اغلب حاشیههای چاپ گستردهتر نیاز دارند تا جابجایی بالقوه رجیستر بیشتری داشته باشند. برخی از اپراتورها با اجرای فیلمها در تنش کاهشیافته و پذیرش بازده کمتر-معاملهای- که فقط در صورتی منطقی به نظر میرسد که پرس زیرلایههایی را که طراحی پشته مزایای جبرانکنندهای را ارائه میدهد، جبران کند.
کاغذ و مقوا
در اینجا تصویر برعکس است. کاغذ و تخته از نظر ابعادی تحت کشش تولید پایدار هستند. آنها به طور قابل ملاحظه ای بین ایستگاه ها کشیده نمی شوند، بنابراین مزیت پشتیبانی وب{2}}درام CI ارزش کمتری دارد. در همین حال، کاغذ از توانایی پرس پشته ای برای قرار دادن آسان تر مواد ضخیم تر بهره می برد.
چرا؟ زیرا در یک پرس CI، تخته ضخیم باید با انحنای درام قالب گیری رایج مطابقت داشته باشد. اگر تخته به اندازه کافی سفت باشد، در برابر انطباق مقاومت می کند و توزیع فشار ناهموار در عرض وب ایجاد می کند-فشار بیشتری در لبه هایی که تخته از درام بلند می شود، کمتر در مرکز. این اثر که در مقالات فنی TAPPI در مورد یکنواختی فشار سیلندر قالبگیری مستند شده است، باعث انتقال جوهر ناسازگار و نوارهای قابل مشاهده بر روی چاپ نهایی میشود.
یک پرس پشته ای، با سیلندرهای قالب گیری فردی کوچکتر، هندسه محلی صاف تری را در هر نوک نشان می دهد. تخته ضخیم به راحتی با یک استوانه قالب گیری با قطر کوچک-تطابق دارد تا با یک درام منحنی بزرگ. برای مبدلهایی که عمدتاً دارای برچسبهای کاغذی، کارتن تاشو، یا آسترهای قبل از چاپ راه راه{{3}بالای 200 گرم بر ثانیه هستند، یک پرس پشتهای-چهار رنگ-پیکربندی شده اغلب کیفیت ثابتتری ارائه میدهد.
منسوجات نبافته و مواد تخصصی
منسوجات نبافته Spunbond و Meltblown چالش های شدیدی را برای هر معماری فلکسو ایجاد می کنند. آنها تحت فشار نیپ فشرده می شوند، پس از عبور تا حدی بهبود می یابند، پروفایل های ضخامت بسیار متغیری را نشان می دهند و جوهر اضافی مصرف می کنند. نه طرحهای CI و نه طرحهای پشتهای با این مواد به زیبایی برخورد نمیکنند، اما پرسهای CI معمولاً عملکرد کمی بهتری دارند زیرا مسیرهای کوتاهتر بین{2}}ایستگاهی فرصت تغییر ابعاد را قبل از فرود رنگ بعدی کاهش میدهد.
فویلهای فلزی، فیلمهای متالایز و ساختارهای مانع چند لایه معمولاً-به دلیل پایداری ابعادی آنها همراه با حساسیت به آثار خراش ناشی از غلتکهای غیرفعال{1}}برای پرسهای CI مناسب هستند-عاملی که به نفع کمتر بودن غلتک-مسیر وب CI در تماس است.
ملاحظات سرعت و توان عملیاتی
"سرعت بالا" به معنای چیزهای مختلف بسته به زمینه است. در چاپ لیبل باریک- وب (عرض وب کمتر از 500 میلی متر)، سرعت 100 تا 150 متر در دقیقه سریع در نظر گرفته می شود. در بستهبندیهای انعطافپذیر وب عریض (1000+ میلیمتر)، سرعتهای 250 تا 350 متر در دقیقه معمول است.
پرسهای CI معمولاً در هنگام اجرای فیلمها به حداکثر سرعت بالاتری نسبت به پرسهای پشتهای معادل دست مییابند. دلیل آن باز هم مربوط به ثبات ثبت است{1}}در سرعت های وب بالاتر، اثرات دینامیکی (ارتعاش، گذرای تنش، بال زدن آیرودینامیکی) بارزتر می شود و اثر تثبیت کننده درام CI به نسبت ارزشمندتر می شود. مشخصات فنی منتشر شده توسط سازندگان تجهیزات به طور مداوم نشان می دهد که پرس های CI 15 تا 25٪ سریعتر از پیکربندی های پشته ای قابل مقایسه روی لایه های فیلم هستند.
روی کاغذ و تخته، جایی که دینامیک رجیستر محدودتر است، دیفرانسیل سرعت باریک می شود. یک پرس پشتهای که برچسبهای کاغذ کرافت به خوبی تنظیم شده است، ممکن است با توان یک دستگاه CI معادل روی همان بستر مطابقت داشته باشد یا به آن نزدیک شود.
برای خریداران در حال ارزیابی aدستگاه چاپ فلکسو چهار رنگ با سرعت بالا, سوال عملی این نیست که کدام معماری به صورت مطلق سریعتر است-این است که در کدام معماری سریعتر استآنهامخلوط بستر غالب، با توجه به طول کار معمولی و فرکانس تغییر.
پیامدهای سیستم خشک کردن
ظرفیت خشک کردن به شدت با انتخاب معماری تعامل دارد. در پرس CI، ماژولهای خشک کردن (نازلهای هوای گرم، پانلهای IR یا مجموعههای لامپ UV) باید در بخشهای قوس محدود بین ایستگاههای چاپ در اطراف درام قرار بگیرند. فضا محدود است. اثربخشی خشک کردن به کارایی طراحی نازل و سرعت هوا بستگی دارد تا طول تونل.
در پرس پشته ای، فاصله عمودی بیشتری بین ایستگاه ها وجود دارد. میتوان تونلهای خشککن طولانیتری را نصب کرد، یا میتوان ماژولهای درمان IR/UV بزرگتری را در آن جای داد. برای جوهرهای مبتنی بر آب- روی بسترهای متخلخل (کاغذ، تخته)، که در آن خشک شدن تا حدی با جذب و تا حدی با تبخیر اتفاق میافتد، فضای خشک کردن اضافی در طرح پشته میتواند مفید باشد. برای جوهرهای مبتنی بر حلال یا UV-روی فیلمهایی که خشککردن/خاموش شدن باید به سرعت در یک پنجره کوتاه انجام شود، نزدیکی اجباری خشککن پرس CI به نوک چاپ ممکن است با اطمینان از اینکه فیلم جوهر بلافاصله پس از انتقال قبل از تنظیم یا جابجایی، درمان میشود. خریدارانی که الف را مشخص می کننددستگاه چاپ فلکسو چهار رنگ با سرعت بالاقبل از نهایی کردن انتخاب معماری، باید ترکیب خشک کردن-زیر-در نظر گرفته شده را ارزیابی کند.
ASTM F1942، که به عملکرد جوهر ماوراء بنفش{1}}در زیرلایه های انعطاف پذیر می پردازد، خاطرنشان می کند که عمق پخت و قدرت چسبندگی تا حدی به فاصله بین انتقال جوهر و قرار گرفتن در معرض آن بستگی دارد. فواصل کوتاه تر اثرات مهار اکسیژن را در سطح جوهر کاهش می دهد. این عامل ظریف گاهی اوقات به پرس های CI در کاربردهای فرآوری اشعه ماوراء بنفش برتری می دهد، اگرچه این تفاوت عمدتاً در شرایط آزمایشگاهی قابل اندازه گیری است نه در تولید روزمره آشکار.
تغییر و انعطاف پذیری عملیاتی
پرس های پشته ای مزایای عملیاتی دارند که ربطی به مکانیک چاپ ندارند:
دسترسی به ایستگاه فردی:هر ایستگاه در ارتفاع متفاوتی قرار می گیرد و باعث می شود تعویض صفحه، تعویض آنیلوکس و تمیز کردن برای اپراتورهایی که در حالت ایستاده کار می کنند آسان تر شود. در پرس CI، ایستگاههای پایینتر نزدیک زمین نیاز به خم شدن یا خم شدن دارند.
جداسازی ایستگاه:یک ایستگاه را می توان بدون تأثیرگذاری بر بقیه مطبوعات جدا کرد یا دور زد. اجرای یک کار دو رنگ-روی یک فشار پشته چهار-رنگی به سادگی به معنای بیکار ماندن دو ایستگاه بالاست.
گسترش مدولار:برخی از طرحهای پشته امکان اضافه کردن ایستگاه پنجم یا ششم را با نصب یک ماژول دیگر در بالای پشته موجود فراهم میکنند. پرس های CI را نمی توان فراتر از تعداد موقعیت های ماهواره ای که در ابتدا در اطراف درام طراحی شده بود گسترش داد.
شمارنده پرس CI با مزایای خاص خود:
آماده سازی سریعتر:از آنجایی که همه ایستگاه ها یک نقطه مرجع مشترک دارند (درام CI)، پس از تعیین پارامترهای اولیه تنظیم، نمایش و ثبت در همه رنگ ها سریعتر انجام می شود.
کاهش ضایعات در هنگام راه اندازی:مسیر وب کوتاهتر به معنای مصرف کمتر مواد قبل از بیرون آمدن اولین چاپ قابل فروش از ایستگاه نهایی است. در بسترهای گران قیمت-فیلمهای فلزی، لایههای بازدار-این کاهش در ضایعات راهاندازی اهمیت واقعی دارد.
فضای کف و نصب
پرس های CI عریض تر و عمیق تر از پرس های پشته ای معادل هستند. درام قالب گیری معمولی برای عملکرد صحیح به حداقل قطر معینی نیاز دارد و آرایش شعاعی ایستگاه های اطراف آن ردپایی را ایجاد می کند که در همه جهات به سمت بیرون گسترش می یابد. یک پرس CI چهار رنگ معمولاً به یک ناحیه نصب مستطیل شکل تقریباً 4-6 متر در 3-5 متر بسته به عرض وب و پیکربندی لوازم جانبی نیاز دارد.
پرس های پشته ای باریک تر اما بلندتر هستند. انباشته شدن عمودی ایستگاه ها سطح کف را کاهش می دهد اما نیاز به ارتفاع سقف را افزایش می دهد. برای امکاناتی با فضای افقی محدود اما فاصله بالای سر کافی، یک پرس پشته ای می تواند در جایی قرار بگیرد که پرس CI مناسب نیست.
الزامات پایه نیز متفاوت است. درامهای CI جرمهای دوار سنگینی هستند-اغلب چندین هزار کیلوگرم{2}} که در حین کار، ارتعاش را به پایه دستگاه منتقل میکنند. نصب عایق مناسب و فونداسیون بتن مسلح توصیه های استاندارد طبق استانداردهای ISO 10816 برای اندازه گیری و ارزیابی ارتعاش مکانیکی است. پرس های پشته ای وزن را به طور یکنواخت در یک فضای کوچکتر توزیع می کنند، اما همچنان به جداسازی لرزش، به ویژه در سرعت های چرخشی بالا نیاز دارند.
هزینه مالکیت
هزینه سرمایه به نفع پرس های پشته ای در سطح چهار رنگ-می باشد. دقت کمتر-قطعات ماشینکاری شده، بدون-درام CI با قطر بزرگ، و مونتاژ سادهتر به قیمت خرید پایینتر-معمولاً 20 تا 35 درصد کمتر از-ماشین CI معادل-با ظرفیت است.
هزینه عملیاتی متفاوت تر است. پرس های CI ضایعات کمتری را روی بسترهای دشوار تولید می کنند که هزینه ضایعات مواد را کاهش می دهد. آنها همچنین تمایل دارند تا ثبت نام را به طور مداوم نگه دارند، که این امر نرخ دوباره کاری را کاهش می دهد. در طی یک دوره مالکیت پنج ساله با تولید فیلم سنگین، این پساندازهای عملیاتی میتوانند سرمایه اولیه بالاتر را جبران کنند.
پرس های پشته ای پیچیدگی نگهداری کمتری در هر ایستگاه دارند. تعویض یک سیلندر قالب گیری فرسوده در یک ایستگاه نیازی به تراز کردن مجدد کل دستگاه در اطراف یک درام مشترک ندارد. موجودی قطعات یدکی نیز ساده تر است زیرا اجزای ایستگاه یکسان را می توان در هر چهار موقعیت به اشتراک گذاشت.
چارچوب تصمیم گیری
انتخاب بین CI و پشته برای پرس فلکسو چهار رنگ- در نهایت به وزن دادن به سه عامل بستگی دارد:
پروفایل زیرلایهاگر بیش از 60 درصد حجم تولید فیلم (BOPP، PE، PET، نایلون) است، به سمت CI متمایل شوید. اگر بیش از 60٪ کاغذ یا تخته است، به سمت پشته خم شوید. اگر تقسیم به 50/50 نزدیکتر است، در نظر بگیرید که آیا کارهای فیلم به تلورانسهای سختتر (رنگ فرآیند، جزئیات دقیق) نیاز دارند یا اینکه اغلب یک-کار ثابت هستند که در آن تحمل ثبت نام کمتر است.
طول کار و فرکانس تغییر.اجراهای طولانی روی بسترهای ثابت به نفع CI (عملکرد{0}}وضعیت ثابت بهتر) است. جابجایی های مکرر در بسترهای مختلط به نفع پشته (دسترسی آسان تر به ایستگاه، تنظیم سریع تر ایستگاه های فردی) است.
مسیر رشد.اگر امکان واقعی گسترش بیش از چهار رنگ در طول عمر دستگاه وجود دارد، بررسی کنید که آیا طرح پشته کاندید از اضافه کردن مدولار ایستگاهها پشتیبانی میکند یا خیر. پرس های CI در تعداد ایستگاه های اصلی خود قفل می شوند.
A دستگاه چاپ فلکسو چهار رنگ با سرعت بالا-چه CI یا پشته- یک تعهد سرمایه قابل توجه است. هیچ یک از این دو معماری برتری جهانی ندارند. انتخاب مناسب، انتخابی است که با ترکیب خاصی از بسترها، محصولات، حجم ها و محدودیت های عملیاتی که کسب و کار خریدار امروز و برای آینده قابل پیش بینی را مشخص می کند، مطابقت داشته باشد.
مراجع
- انجمن فنی صنعت خمیر و کاغذ (TAPPI).اوراق اطلاعات فنی TAPPI: یکنواختی فشار سیلندر قالب گیری در رول-به-چاپ رول. چاپی TAPPI، آتلانتا، GA.
- ASTM International.ASTM F1942: راهنمای استاندارد برای تعیین عملکرد جوهرها و پوشش های قابل درمان UV بر روی بسترهای انعطاف پذیر. ASTM، وست کنشوهوکن، PA.
- ASTM International.سری ISO 10816: ارتعاش مکانیکی - ارزیابی ارتعاش ماشین با اندازهگیری روی قطعات دوار. ISO، ژنو (به طور مشترک توسط ASTM به تصویب رسید.)
- کمیته فنی ISO 130.ISO 12647-6: فناوری گرافیک - کنترل فرآیند برای تولید نیمه-تفکیک رنگ، اثبات و چاپ های تولیدی - قسمت 6: چاپ فلکسوگرافی. ISO، ژنو، 2017.
- چوی، جی.، و کی. ایم. "تنش وب و کنترل ثبت در سیستمهای چاپ رول-به{4}}چاپ چند لایه-رول."مهندسی و علوم پلیمر، جلد. 55، شماره 9، 2015، ص. 2010–2020.
- یوشیدا، اف.، و همکاران. "مدل کنترل رجیستر پیشبینی سیستمهای مدیریت وب رول-به-."مجموعه مقالات کنفرانس بین المللی IEEE در زمینه الکترونیک صنعتی و کاربردها, 2017.
- ورهوف، اچ، و همکاران. "مکانیسم انتقال جوهر در چاپ فلکسوگرافی: تاثیر هندسه رول آنیلوکس و زبری زیرلایه."پیشرفت در پوشش های آلی، جلد. 139، 2020، 105234.
- انجمن متالایزرهای صنعتی، روکش ها و لمیناتورها (AIMCAL).راهنمای فنی: مبانی مدیریت وب برای تبدیل فرآیندها. AIMCAL، آتلانتا، GA.
- آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحدهرهنمودهای تکنیک های کنترل برای عملیات چاپ انعطاف پذیر. EPA-453/R-09-001. واشنگتن، دی سی، 2009.
- کمیته استاندارد اروپاEN 13432: الزامات بسته بندی قابل بازیافت از طریق کمپوست و تجزیه زیستی. CEN، بروکسل، 2000.
