Hvordan fungerer en tofarget Flexo-trykkmaskin?

A Tofarget Flexo-trykkmaskiner et sted mellom enkelt og fleksibelt. En full-trykk bruker 6, 8 eller 10 fargepresser. Men den doble-fargeemballasjen håndterer det meste av verdens daglige emballasjearbeid, for eksempel bølgepappesker, polyetylenfilmposer, papirsekker og trykkfølsomme etiketter-. I disse jobbene krever ikke et merkedesign mer enn to blekkpass for å lese klart og oppfylle kravene.

For å forstå maskinen, følg blekk fra forseglingssporet til den keramiske graveringsvalsen, deretter til den fleksible avlastningsplaten, deretter til det bevegelige materialet. Det gjøres i to trinn i rekkefølge. Hver utskrift må samsvare med den forrige, med bare en liten forskjell i avstand.

Hvorfor Flexo dominerer emballasje

Størrelsen på trykkeribransjen illustrerer viktigheten av maskinen før man undersøker hvordan den fungerer. Det globale markedet for fleksografisk trykk er estimert til USD 8,84 milliarder i 2023 og kan nå USD 11,5 milliarder innen 2030, ifølge Grand View Research. Denne veksten kommer fra fleksibel emballasje, bølgepappesker og etikettutskrift. I motsetning til offset litografi, kan flexo trykkes på en rekke materialer, inkludert plast, metallfolie, fiberduk og papp. Dette er fordi blekket beveger seg fra en hevet gummi- eller polymerplate i stedet for fra en flat eller etset overflate. Prosessen fungerer i et kontinuerlig rullende system, så den er mer egnet for rask pakking av produksjonslinjer enn den -anleggsbaserte tilnærmingen.

Oppsettet med to-farger fokuserer på verdi for pengene. Sammenlignet med fire eller seks fargemaskiner, reduserer det utstyrskostnadene, reduserer tiden det tar å erstatte blekk og reduserer vedlikeholdsarbeidet. Den håndterer fortsatt de fleste emballasjedesign. Mange jobber krever bare en solid bakgrunnsfarge og en bokstavelig farge eller logofarge.

Fase 1: Forberedelse av fotopolymerplate

Alle de trykte bildene starter på en fotopolymerplate. Det er et fleksibelt ark laget av lysfølsom harpiks og festet til en platesylinder. I moderne flexo-fabrikasjon fjerner lasersystemet det svarte maskelaget fra det digitale filmbildet eller fjerner en del av polymeroverflaten direkte. Ultrafiolett lys herder deretter utsatte områder. De ueksponerte delene vaskes bort under utviklingen. Dette etterlater støt og linjer på overflaten. Formen på disse ujevnhetene, som prikkformer, kantvinkel og overflatetekstur, styrer hvordan blekket overføres under utskrift.

En nøkkeldetalj er platedurometer, eller hardhet. Den fungerer vanligvis i fleksibel emballasje mellom Shore A 25 og 65. De mykere platene presses flere ganger i trykkeprosessen, så spredehastigheten på prikken er høyere. Hardere plater har mindre trykk, men de må installeres mer presist på sylindere. I en to-fargemaskin bruker hver fargestasjon sin egen plate. Før du begynner å skrive ut, må begge platene justeres med samme referanse. Hvis de to bildefilene er feil justert, fortsetter feilen gjennom hele utskriftsjobben og vises som en registreringsfeil.

Fase 2: Anilox-rullen – blekkmåling i mikronskala

Den viktigste delen av fleksografisk trykk er anilox-rullen. Det er en stål- eller aluminiumsylinder med en keramisk overflate. Laseren kutter millioner av bittesmå kopper, kalt celler, i et vanlig sekskantmønster. Hver celle inneholder en viss mengde blekk. Valsen roterer gjennom blekkbrettet eller det lukkede cellesystemet og blekket fyller cellene. Overflaten tørkes deretter av med et doktorblad, slik at blekket forblir inne i cellene. Anilox-rullen berører deretter flexo-platen og blekket beveger seg fra cellene til den hevede overflaten av trykket.

Celledesign bruker to verdier:

Linjeskjerm (LPI):Antall cellerader per tomme. LPI for grov bølgepapp er ca. 200. Fin etikettutskrift kan nå 1200 LPI eller mer.

Cellevolum:Mengden blekk i en celle. En 3,5 BCM 360 LPI rull bruker mindre blekk enn en 200 LPI rull på 8,0 BCM. Blekkvolumet kontrollerer mørket og styrken til utskriften.

Det keramiske laget er veldig hardt, omtrent 68–72 HRC (Rockwell C-skala). Den motstår slitasje av et legeblad over tid. Hvis anilox-rullen rengjøres og behandles godt, kan den løpe hundrevis av millioner fot i en rett linje før cellevolumet faller for lavt. Cellene slites raskere og blir mindre hvis operatører bruker grove rengjøringsputer eller sterke alkaliske kjemikalier.

To-fargemaskiner bruker vanligvis et lukket system med interne rakelblader ved hver utskriftsstasjon, i stedet for et åpent blekkbrett. Systemet lagrer blekk i et lufttett hulrom med to blader på aniloksvalsen. Ett blad kontrollerer blekknivået og det andre kontrollerer blekklaget inne i hulrommet. Dette reduserer uttørkingen av blekk, reduserer oksidasjon og lar fargen endre seg raskere enn åpne systemer.

Trinn 3: Blekkoverføring til substrat – inntrykk

Blekket ruller fra anilox til platesylinderen til plateklemmen. Dette er punktet der avtrykkssylinderen skyver materialet på platen. Kraften er lett. Dette blir ofte referert til som et "kysse"-inntrykk. Bransjens regel er å bruke minimalt trykk og fortsatt gi tilstrekkelig blekkoverføring. Overtrykk forårsaker punktforsterkning, noe som betyr at halvtonepunktene blir større enn planlagt. Det fører også til at bildet blir uskarpt langs bevegelsesretningen, noe som øker slitasjen på platen.

For en tofarget Flexo-trykkmaskin er det to hovedmåter å sette opp utstyret på. En metode er inline-oppsett, der en stasjon følger en rett nettvei til en annen. Den andre er en sentral avtrykkstrommeldesign, med to platesylindre trykket på en stor sentral trommel. I et sentralt avtrykkssystem forblir materialet på rullen under utskrift. Dette holder nettet stabilt og gjør det lettere å justere farger. Inline-systemer er mer vanlig med smale banebredder og korrugerte trykk, hvor materialene er stivere.

Trinn 4: Spenningskontroll og kryss-stasjonsregistrering

Registreringsfeil er hovedkvalitetsproblemet i en to-flexo-plattform. Når underlaget beveger seg fra den første til den andre stasjonen, kan mekaniske krefter strekke seg, slappe av eller forskyve banen sidelengs. Mengden av spenning avhenger av materialets elastisitetsmodul. For eksempel vil polyetylenfilm bli strukket med en spenning på 50 N/m på en annen måte enn kraftpapir eller polypropylenvevde stoffer under samme spenning.

Moderne servo-drevne to-fargepresser løser dette problemet med separate digitale stasjoner på hver trykksylinder. Disse styres av kodertilbakemeldinger. Registreringsmerker som skrives ut på den første stasjonen blir oppdaget av et CCD-kamera eller fotosensor før den andre stasjonen. Hvis det er en posisjonsfeil, sender systemet et signal til servokontrolleren. Kontrolleren justerer deretter faseforskjellen til platen og sylinderen under drift. En studie iIEEE-transaksjoner på industriell elektronikkogISA-transaksjoner(ScienceDirect, 2025) viser at å kombinere fremkoblingsmodeller av materialstrekk med tilbakemeldingskontroll med lukket-sløyfe kan redusere registreringsfeil til ±0,1 mm. Ved normalt område kan ikke det menneskelige øyet se dette feilnivået.

Spenningskontroll er også delt inn i regioner, inkludert avviklingsseksjonen, interstasjonsseksjonen og tilbakespolingsseksjonen. Hvert område bruker sin egen lastcelle eller danserrulle-tilbakemeldingssystem. Dette forhindrer at spenningsendringer sprer seg på nettet og påvirker registreringen. To-fargepresser har færre spenningssoner enn store multi-fargepresser, men grunnprinsippet er det samme. Stabil og kontrollerbar banespenning er nødvendig for å opprettholde utskriftsjusteringen.

Fase 5: Blekktørking og herding

Flexografiske blekk kan deles inn i tre kategorier. Hver type blekk har forskjellige tørkemetoder.

Vannbasert-blekker den vanligste typen for matemballasje i utviklede land. Når vann fordamper tørker de ut. Dette skjer i infrarøde eller varmlufts tørkekanaler mellom eller etter trykkpresser. SpringerLink-kapitteletOverflatefenomener i vann-baserte Flexo-blekk(Klass & Lagus, 1994; fortsatt sitert i blekkstudier) forklarer hvordan surfaktantbalanse og viskositetskontroll påvirker blekkdannelse på glatte materialer som polyetylenfilm. VOC fra vann-basert blekk er mye lavere, så lokale forskrifter kan redusere samsvarskravene for luftforurensning.

UV-herdbart blekkvil stivne når den utsettes for UV- eller UV--LED-lys etter hver utskrift. Lys forårsaker raske kjemiske reaksjoner som gjør flytende blekk til faste filmer. Denne herdingen er nesten øyeblikkelig, så utskrift kan kjøres med høy hastighet uten behov for lange tørkeovner. UV-systemer avgir heller ikke flyktige organiske forbindelser. Uherdet UV-blekk kan imidlertid forårsake hudirritasjon og gjenværende kjemikalier må kontrolleres for å komme inn i matvarekontakt.

Løsemiddelbasert-blekkbrukes fortsatt i noen-høyglansfilmer. Men bruken av dem avtar på grunn av strenge miljøbestemmelser. EuPIAVeiledning for trykkfarge for materialer i kontakt med mat(oppdatert i 2022) setter grenser og sikkerhetsregler for alle blekktyper. Skrivere som bruker en to--flexomaskin må kontrollere at blekkmaterialet samsvarer med lokale matvareemballasjekoder.

Trinn 6: Vanlige utskriftsfeil og rotårsaker

For å forstå arbeidsprinsippet til en to-fleksografisk trykkpresse, må du forstå årsakene til funksjonsfeil:

En studie om dot gain-modellering, publisert iPLOS EN(2025), viser at det er mulig å justere digitale platefiler før utskrift ved hjelp av minste kvadraters metode. Denne forhåndskompensasjonen tar hensyn til trykk-spesifikk toneverdiøkning og hjelper til med å kontrollere prikkveksten. Med denne metoden kan forsterkningen av mellomtonepunkter opprettholdes på omtrent ±2 %, noe som gjør to-fargeutskrifter mer stabile og forutsigbare på forskjellige materialer.

Trinn 7: Samsvar med matkontakt

Når en tofarget Flexo Printing Machine brukes til matemballasje, må blekksystemet følge reglene for matkontakt. I USA dekker FDA 21 CFR begrepene indirekte mattilsetningsstoffer og funksjonelle barrierer. I EU er det gitt restriksjoner på migrasjon i forordning (EF) 1935/2004 og forordning (EU) 10/2011 om plastmaterialer. Disse grensene er vanligvis omtrent 60 mg/kg næringsmiddelsimulator for total migrasjon. EuPIA-retningslinjesystemet inkluderer også trykkfarge i flerlagspakker for overflater som ikke er i kontakt med mat. Den angir regler for utligning av migrering og krever at blekkkomponenter følger godkjente lister.

Overholdelse er delt gjennom hele forsyningskjeden. Blekkleverandøren leverer ingrediensdata og migrasjonsberegninger. Utskriftsoperatøren kontrollerer utskriftsprosessen for å unngå blekkoverføring mellom lag. Merkeeieren velger emballasjestruktur og barrierematerialer. To-fargetrykk utgjør ikke ytterligere samsvarsrisiko i seg selv sammenlignet med åtte-fargetrykkpresser. Men for hvert tillegg av en blekkstasjon eller blekktype legges det til flere materialer som må undersøkes.

Et system, ikke en sekvens

To-fargefleksografiske trykkpresser fungerer ikke individuelt, men sammen på en kontrollert måte. Den graverte anilox-rullen holder en fast mengde blekk. Fotopolymerplaten gjør blekk til klare prikker. Inntrykksnippet flytter prikken til underlaget med lav forvrengning. Tørkesystemet sikrer blekklaget før det når den andre stasjonen. Servoregistreringssystemet holder den andre fargen på toppen av den første innenfor et svært lite område som er usynlig for det blotte øye. Hvis en del går ut av hånden, sprer problemet seg. Hvis du legger for mye blekk på aniloxen, vil prikker vokse. Registreringen skifter hvis nettspenningen er ustabil. Hvis blekkviskositeten ikke er riktig, vil faste områder vise små hull.

For innkjøpsingeniører og produksjonsledere er spesifikasjonsark bare en del av bildet. Anilox-cellevolumområdet, servoregistreringsnøyaktighet, blekksystemtype (kammer eller åpent), tørkeeffekt per meter banebredde og spenningskontrollområdet bestemmer alle maskinens faktiske ytelse. Disse faktorene bestemmer den faktiske kvaliteten på trykk i daglig produksjon.

Referanser

• Grand View Research.Flexographic Printing Market Size & Share Report, 2030, 2024.
• Zion markedsundersøkelser.Flexografisk trykkmarkedsstørrelse, trender og vekstprognose 2024.
• Harper Corporation of America / Coating Quality Technical Reference.Vedlikehold av keramiske aniloksruller Vedlikehold og måling av cellevolum, 2023.
• Klass, CP & Lagus, M. "Overflatefenomener av vannbaserte Flexo-blekk for utskrift av polyetylenfilm." Springer (i: Flexography: Principles and Practices, FTA), 1994. (Sitert i gjeldende blekkformuleringspraksis)
• "Matematisk modellering og kompensasjonsstrategier for utskrift av prikker, 2025."IEEE-transaksjoner på industriell elektronikk / ISA-transaksjoner(ScienceDirect). Web Printing Machine Hybrid Modeling and Compensation Register Control, 2025.
• IEEE Xplore.Mekanismeanalyse og kontrollteknologi for punktutvidelse og registrering i fleksografisk trykk, 2026.
• EuPIA.Trykkfargeveiledning for matvarer og artikler. Revidert i 2022.
• Europaparlamentet. *Forskrift (EF) nr.. 1935/2004 om materialer og artikler beregnet på å komme i kontakt med næringsmidler*. EUR-Lex, 2004.
• EU-kommisjonen. *Forordning (EU) nr.. 10/2011 om plastmaterialer og -artikler beregnet på å komme i kontakt med matvarer*. EUR-Lex, 2011 (som endret).