Den viktigste faktoren i enhver omformers vurdering av en Høyhastighets 2-farge Flexo-utskriftsmaskiner ikke hastigheten vist i brosjyren. Bare med reell hastighet kan maskinen produsere produkter som oppfyller kvalitetsstandarder uten å forårsake for mye avfall.
For eksempel, når du skriver ut på 60g/m² papir, går en maskin med 200m/min. godt med 180m/min. På BOPP-filmer på 80 mikron som bruker samme blekksystem, kan imidlertid stabilitetshastigheten reduseres til 120 m/min.
Årsaken til denne forskjellen er at ulike materialer og arbeidsforhold endrer måten utskriftsprosessen opererer med høy hastighet. På grunn av dette er det svært viktig å forstå de fysiske grensene for fleksografisk trykk i selve produksjonsprosessen utover den nominelle motorhastigheten.
Riktig definisjon av "maksimal hastighet"
Det viktigste tallet for enhver omformer som evaluerer enHøyhastighets 2-farge Flexo-utskriftsmaskiner ikke hastigheten vist i brosjyren. Bare med reell produksjonshastighet kan maskinen produsere produkter som oppfyller kvalitetskravene uten å forårsake for mye avfall.
Denne faktiske hastigheten er alltid under maksimal mekanisk hastighet. Maksimal hastighet i teknisk dokumentasjon kan kun vise maskinens mekaniske hastighet. Den er basert på motorens dreiemomentbærende belastning og vibrasjonsgrenser. Det representerer ikke en jevn produksjonshastighet.
Faktisk produksjonshastighet avhenger av underlaget, blekksystemet og tørkemetoden. Disse faktorene endrer hvordan maskinen oppfører seg ved utskrift.
For eksempel, når du skriver ut på 60g/m² papir, kan en presse med 200m/min. operere med 180m/min. Ved utskrift på en BOPP-film på 80 mikron med samme blekksystem kan imidlertid stabilitetshastigheten falle til 120 m/min.
Som et resultat av denne forskjellen er ikke gapet mellom vurderte og faktiske produksjonsrater fast. Det varierer etter arbeidsforholdene.
Som et resultat kan beslutninger om maskinkjøp basert på de høyeste hastighetsvurderingene føre til uriktige forventninger til produksjonseffekten.
Grens 1: Tørketid mellom stasjoner
Den vanligste hastighetsbegrenseren i fleksografisk trykk er tørrhet. Blekk må byttes fra flytende til fast før utskriftsnettet berører neste stopp eller ruller. Forskyvning skjer hvis tørrheten er ufullstendig. Vått blekk beveger seg fra ett lag av trommelen til det neste, noe som gjør det til en avvist defekt.
For et bredt spekter av vannbaserte blekksystemer-av papir og papp, avhenger fordampningshastigheten av temperatur, overflateluftstrømhastighet og blekksammensetning. I henhold til størrelsen på trommelen, er de to-fargede sentrale trykktrommelpressstasjonene med en avstand på 300 mm -800 mm. Ved 150m/min linjehastighet er 500mm interstasjonsoppholdstid ca. 0,2 sekunder. Denne gangen, selv ved hjelp av varm luft, fordamper vannet for en kort stund.
Resultatene viser at fordampningshastighet viser et kvadratrotforhold med tid under diffusjonskontroll. Dette er vanlig i fleksografisk trykk. På grunn av dette dobles ikke lengden på den doble tørketrommelen. Den øker tillatt hastighet med omtrent 41 %. Dette forklarer hvorfor lengre tørkesystemer gir mindre ved høyere hastigheter.
UV-blekksystem er ikke avhengig av fordampning. De herdes ved radikal polymerisering i stedet for tap av løsemiddel. UV-lampesystem kan herde blekk på 0,05–0,10 sekunder. Dette eliminerer begrensningen av tørrhet og når trykket av mekaniske grenser. UV-systemer har fortsatt sine begrensninger. Lampens energi må være jevnt over nettets bredde og målt ved hjelp av ISO 21377-1:2020 radiometrimetoder. Noen underlag tåler ikke UV-varme eller UV-eksponering. Når energinivåene er for høye, kan de gulne eller brytes ned.
Begrensning 2: Hastighetsregistreringsdynamikk
Med økningen av hastigheten blir også registreringsnøyaktigheten mellom fargestasjoner dårligere. Kontrollsystemet for lukkede-sløyferegistre har mindre tid til feildeteksjon, beregningskorrigering og applikasjonsjustering. Denne effekten er mest merkbar på enHøyhastighets 2-farge Flexo-utskriftsmaskintrykker ved oppstartsakselerasjon. Det oppstår også når nettspenningen forstyrrer utfoldingen eller tilbakespolingen av prosessen.
Hovedfaktoren til dette systemet er forholdet mellom servosløyfehastighet og forstyrrelsesfrekvens. Endringen i spolens spenning er forårsaket av ujevn utvidelse av spolen, hastigheten til spolen og selve spolen. Ved lavere maskinhastigheter er interferensen sakte. Servosystemet kan oppdage og korrigere det tilstrekkelig.
Ved høyere hastigheter øker forstyrrelsesfrekvensen. Når det nærmer seg servosystemgrensen, vanligvis 3-5 hertz i et standard flexosystem, reagerer kontrollsystemet sent. Denne forsinkelsen gir et lite antall gjenværende feil. Feilene ble gjentatt på hele utskriftssiden.
ISO 12647-6:2012 setter en grense på ±0,10 mm for registrering av høykvalitets fleksografisk trykk. Å holde nøyaktigheten på 150-200m/min krever enten raskere servosystemer eller bedre kontroll av nettspenningen i frigjøringsfasen. Begge alternativene øker kostnadene eller krever utstyrsoppgraderinger. Disse endringene øker ikke den nominelle maskinhastigheten, men de påvirker den faktiske stabile produksjonshastigheten for registrert utskriftsarbeid.
Begrensning 3: Kobling av substrategenskaper og hastighet
Selv med maskiner kan forskjellige substrater begrense utskriftshastigheten. Den viktigste materialfaktoren er størrelsesstabilitet. Dette betyr hvor mye materialet strekkes under spenning i trykket og hvordan det kommer tilbake når spenningen fjernes.
Papirmaterialer har viskoelastiske egenskaper. Når de trykkes, strekker de seg og kommer seg delvis over tid. Tung papp (350+ g/m²) har en lavere forlengelse enn lett papir og er derfor mer stabil ved høyere hastigheter. Imidlertid vil tyngre papir også øke belastningen av trykksylindere. Blekkoverføring krever høyt trykk. Dette kan øke slitasjen på platen og føre til endringer i prikkstørrelsen under lang-drift.
Egenskapene til PE, BOPP og PET er forskjellige. De strekker seg lettere i stressende situasjoner. Men de vil komme seg raskt, hvis de ikke forlenges. Dette betyr at hvis spenningen kontrolleres i liten grad, kan BOPP-filmen operere med høy hastighet. Hvis spenningen er for lav, er nettverket ustabilt. Hvis spenningen er for høy, kan filmen strekkes permanent. Denne rekkevidden blir vanskeligere å kontrollere ved høyere hastigheter ettersom vibrasjoner fra maskindeler påvirker flere nettsider.
TAPPI T 494 om-92 og ASTM D882 er standard testmetoder for måling av strekkfasthet og forlengelse. Disse verdiene viser om substratet kan håndtere målutskriftshastigheten uten skade. Disse dataene bør brukes før produksjon for å bestemme sikker driftshastighet.
Begrensning 4: Anilox Roll Transfer Physics
Anilox-rullen er en keramisk sylinder med en enhet for å kontrollere volumet av trykkplateblekk. Den beveger seg med samme overflatehastighet som en edderkoppnett bare når avtrykkspunktet ikke glir. I ekte produksjon er det alltid feil. Fotopolymerplaten bøyer seg litt under trykk. Dette skaper en liten hastighetsforskjell mellom overflaten av anilinoksidase og overflaten av plateoverflaten. Denne forskjellen endrer overføringen av blekk. Det avhenger av trykk, platehardhet og linjehastighet.
Ved høyere hastigheter dukket det opp to hovedproblemer.
Først kom blekkskriveren. Blekkbroen mellom batteriet og platen blir ustabil når fenytoinbatteriet forlater kontaktområdet med høy hastighet. Dette kan brytes ned i dråper. Dråpene lander utenfor bildeområdet. Risikoen øker raskt med hastigheten. Dette har mye å gjøre med overflatehastigheten til kuben. Dette gjør hastighet til en viktig faktor i sprutdannelse. Viskositeten til høy blekk kan redusere sprut, men også redusere blekk gjennom overføringsfine anilox-celler. Dette skaper en avveining-mellom hastighet og bildedetaljer.
Det andre problemet er hulromtømming. Hver aniloxcelle må frigjøre alt blekk i kontakt med platen i løpet av kort tid. Ved høyere hastigheter blir denne kontakttiden kortere. Blekket renner ut av batteriet på kortere tid. Noe blekk ble igjen inne i hulrommet.
Forskningsfremskritt innen Organic Coatings har vist at ufullstendig tømming kan redusere blekkoverføringen med 5 % til 15 % ved hastigheter på mer enn 150 m/min. Spesifikke verdier avhenger av batteriets form, dybde og blekkegenskaper. Dette betyr at det samme blekk- og anilox-oppsettet kan skrive ut lettere faste stoffer med 180 m/min enn ved 100 m/min på enHøyhastighets 2-farge Flexo-utskriftsmaskin. Må justere trykk eller blekkviskositet for å korrigere denne endringen.
Hva hastighetstall egentlig betyr
Med tanke på begrensningene til disse interaksjonene, i vanlige produksjonsscenarier, er den faktiske hastighetsforventningen til en to-fleksibel trykkpresse som følger:
| Matrise | Blekksystem | Typisk masse-hastighetsgrense | Nøkkelbegrensende faktor |
|---|---|---|---|
| 60–80 g/m² kraftpapir | Vann-basert | 100–130 m/min | Stasjonstørking |
| 120–200 g/m² bestrøket papir | Vann-basert | 140–170 m/min | Registreringsdynamikk / tørrhet |
| 250–400 g/m² sammenleggbare pappesker | UV-kur | 160–200 m/min | Plateslitasje under høy nipkraft |
| 40-80 μm PE film | Løsemiddel/UV | 150–190 m/min | Nettspenningsstabilitet |
| BOPP 20–30 μm | UV-kur | 180–220 m/min | Blekkoverføring / hulromtømming |
Tallene kommer fra ordinære bransjeserier. De er basert på datablad fra utstyrsprodusent og uavhengig prosessteknisk forskning. De er ikke så mange som de kan være.
Den lave enden av hvert intervall matcher hard jobb. Disse jobbene krever stort trykt område, tett justering og presise merkefarger. Avanserte-treff enkelt for hver rekke jobb. Disse jobbene krever små utskriftsområder og løse toleranser.
Måling og overvåking av hastighet-avhengig kvalitet
Den beste måten å finne en reell fartsgrense for en jobb er å kjøre en trinnrampe under installasjonen. Start sakte. Den stiger deretter med en hastighet på 10-20 meter per minutt. Ved hvert trinn, sjekk registreringsfeil, solid blekktetthet og tørkekvalitet ved hjelp av inline-verktøy. Ethvert punkt over den tillatte grensen er den maksimale hastigheten jobben kan utføres med. Denne hastigheten kan være forskjellig fra den maksimale nominelle hastigheten til maskinen, eller operatøren kan tenke basert på tidligere ytelse.
Innebygde skanningsdensitometre (basert på ISO 2846-1 solid tetthetsregler), automatiske visuelle systemer for registreringskontroller og pinhole-deteksjonskameraer gir tilbakemelding i sanntid. På denne måten kan operatørene lettere komme nærmere kvalitetsdekselet. Uten disse verktøyene holder operatørene vanligvis sikkerhetsmarginen mellom 15 og 25 prosent under den faktiske grensen. De gjør dette for å unngå å skape skjulte feil. Denne sikkerhetsmarginen fører direkte til tapt produksjon.
Konklusjon
Maksimal hastighet på aHøyhastighets 2-farge Flexo-utskriftsmaskiner ikke et fast nummer på et navneskilt. Det er et møtepunkt for tørrhet, registreringsbevegelse, substratstabilitet og anilox-blekkoverføring. Alt dette er testet mot klare kvalitetsstandarder. Rangeringen viser maskinens teoretiske kapasitet. Den faktiske hastigheten du kan få, avhenger av hvordan disse begrensningene forholder seg til dine spesifikke material- og jobbbehov. Å vite hvilke restriksjoner som er viktigst for hver jobb gjør at maskinoperatører kan ta informerte valg om kjøp av utstyr, planlegging av jobb og forbedring av prosesser. Slik får du det mest sanne resultatet. De kaster ikke bort tid på å forfølge de høyeste hastighetene som fysiske prosesser ikke kan støtte, i stedet for teoretiske hastigheter som fysiske prosesser ikke kan støtte.
Referanse
- ISO 12647-6:2012. Utskriftsteknikker-Produksjonsprosesskontroll for halvtonefargeseparasjoner, korrekturlesing og utskriftsprosesser – Del 6: Flexografisk trykk. International Organization for Standardization, 2012. (Registreringstoleranse ±0,10 mm spesifikasjon, kontrollramme for toneverdiøkning, masseklasseklassifisering)
- ISO 2846-1:2017. Farge og gjennomsiktighet for grafisk kunstblekk-Del 1: Arkmatet og offsettrykkblekk. International Organization for Standardization, 2017. (Solid optical density uniformity spesifikasjon, terskel for akseptabelt avvik, referansestandard for inline densitometre)
- ISO 21377-1:2020. Grafisk teknologi-Radiometrisk måling av størknet herdestrålingsintensitet-Del 1: generelle prinsipper. International Organization for Standardization, 2020. (UV-herdeintensitet uniformity measurement methodology, distribution of light in web width)
- TAPPI T 494-om-92. Strekkbruddegenskaper for papir og papp. Teknisk forening for masse- og papirindustrien, 1992. (Papirstrekkfasthet, bruddforlengelse, beregning av hastighetskoblingsanalysemodul)
- ASTM D882-18(2022). Standard testmetode for strekkegenskaper for tynne plastfilmer. ASTM International, 2022. (Tynnfilmsubstratstrekktesting, elastisitet vs. plastisk deformasjonsadferd, modul og forlengelsesdata for baneskodder)
