כל מי שקנה עבור עיתונות פלקסוגרפית צרה-נתקל באותו מזלג: הופעה מרכזית או תצורת מחסנית? השאלה נשמעת כמו פרט מכני, אבל יש לה השפעות מדורגות על אילו מצעים אתה יכול להפעיל, כמה מהר אתה יכול להפעיל אותם, לאיזו איכות הדפסה אתה יכול לצפות וכמה שטח רצפה והון תצרוך העיתונות.
עבור אמכונת דפוס פלקסו במהירות גבוהה ארבעה צבעים, בחירה זו חשובה במיוחד מכיוון שארבע-יחידות צבע תופסות עמדה ספציפית בשוק: הן מסוגלות יותר משתי- או שלוש-מכבשי תוויות צבע אך פחות מורכבות משש-, שמונה- או עשר- שורות אריזה בצבע. ההחלטה בין ארכיטקטורת CI וארכיטקטורת מחסנית ברמת ארבעת- הצבעים קובעת אם המכונה הופכת לסוס עבודה- כללי או לכלי מיוחד המותאם למחלקת מצע מסוימת.
שתי הארכיטקטורות הוסברו
תצורת חשיפה מרכזית (CI).
במכבש CI, כל תחנות ההדפסה מסודרות סביב גליל אחד גדול-בקוטר-תוף ההדפסה המשותף. הרשת עוטפת את התוף הזה כשהוא עובר מתחנת צבע אחת לאחרת. בכל תחנה, גליל לוח הנושא את לוחית הפוטופולימר נלחץ אל הרשת, אשר מגובה על ידי משטח תוף CI. גלילי Anilox, מחבתות או תאי דיו והגדרות טביעות מותקנות בצורה רדיאלית סביב התוף.
התכונה הגיאומטרית העיקרית היא שהמרחק בין כל שתי תחנות הדפסה סמוכות הוא קצר-בדרך כלל רק אורך הקשת של מקטע תוף ה-CI ביניהן. לרשת אין רחוק לעבור בין הצבעים, והיא נתמכת ברציפות על ידי התוף לאורך כל דרכו בכל תחנה.
תופי CI מיוצרים מברזל יצוק או מפלדה, בקטרים הנעים בין כ-800 מ"מ בדגמים קומפקטיים ועד 1500 מ"מ ומעלה במכונות-במפרט גבוה. תופים גדולים יותר מספקים זווית עטיפה טובה יותר בכל ניפ, מה שמשפר את חלוקת הלחץ אך מגדיל את טביעת הרגל והאינרציה של המכונה במהלך שינויי מהירות.
תצורת מחסנית
במכבש-סוג ערימה, תחנות הדפסה מוערמות בצורה אנכית אחת מעל השנייה, כמו קומות בבניין. כל תחנה מורכבת מגליל צלחת משלה, גליל אנילוקס, מערכת דיו וגליל הדפסה. הרשת נכנסת לתחנה התחתונה, מדפיסה את הצבע הראשון, יוצאת כלפי מעלה לתחנה השנייה, ואז השלישית וכן הלאה.
כל תחנה פועלת כיחידה אנכית עצמאית. הרשת עוברת נתיב כולל ארוך יותר מאשר בעיצוב CI, והיא עוברת על מספר גלילים בטלניים בין תחנות כדי לנתב אותו מרמה אחת לאחרת. זה מציג השפעות מתח מצטברות שלא קיימות בתצורת CI.
מכבשי ערימה פשוטים יותר מבחינה מכנית לכל-תחנה מאשר מכונות CI. אין תוף משותף מאסיבי הדורש יישור מדויק עם שש או שמונה יחידות לווין. ניתן לבודד כל תחנה בנפרד, להתנתק או אפילו להחליף לתחזוקה מבלי להשפיע על האחרות. המודולריות הזו היא אחת הסיבות לכך שעיצובי ערימה נמשכו לצד מכונות CI במשך עשרות שנים.
בקרת רישום: היכן שהארכיטקטורות מתפצלות ביותר
רישום-היישור המדויק לאורך ולרוחב של כל שכבת צבע ביחס לאחרות-הוא מדד האיכות היחיד החשוב ביותר בהדפסה פלקסוגרפית רב-צבעונית. וכאן ארכיטקטורות CI ו-Stack מתנהגות בצורה שונה מאוד.
במכבש CI, הרשת מהודקת כנגד תוף הטביעה המשותף בכל נקודת הדפסה. המרחק בין התחנות קבוע על ידי הגיאומטריה של התוף, והרשת לא יכולה להימתח או להחליק בין הניפוצים מכיוון שהתוף מספק תמיכה רציפה בגב. מחקר שפורסם בהנדסת פולימרים ומדעבחינת התנהגות מתח רשת במערכות גליל-to-מוכיחה שתצורות CI מייצרות שונות שגיאות רישום נמוכה ב-30-50% מתצורות ערימה מקבילות בעת הפעלת מצעים ניתנים להרחבה כגון סרטי PE או אריגים דקים.
היתרון הזה נובע מפיזיקה, לא מהנדסה טובה יותר. רשת נתמכת מתנגדת להתארכות; רשת לא נתמכת בין גלילים נמתחת תחת מתח. במכבש מחסנית, הרשת משתרעת על מרווח בין רולר היציאה של תחנה אחת לגלגלת הכניסה של התחנה הבאה. במהלך פרק זה, המתח פועל על כל האורך הלא נתמך. אם המצע הוא אלסטי או ויסקו אלסטי-מה שהם רוב סרטי הפלסטיק-הטווח מתארך מעט, ומעביר את המיקום שבו הצבע הבא נוחת.
מכבשי ערימה מודרניים מקלים על בעיה זו באמצעות מערכות רישום-סגורות בלולאה עם חיישני וידאו או מערכי פוטו-דיודות המזהים סימנים מודפסים ומכוונים את ההדרגה של גלילי הלוחות בזמן אמת. הליכי כנס IEEE בנושא אלקטרוניקה תעשייתית מתעדים אסטרטגיות בקרה אדפטיביות-כולל מודל-בקרי חזוי ופיצוי מבוסס צופה-הפרעות-המפחיתים את סחף הרישום בלחיצות מחסניות באופן משמעותי בהשוואה לעיצובי לולאה פתוחים- ישנים יותר. אבל אפילו עם פקדים מתקדמים, מכבש מחסנית שמריץ סרט נמתח יציג בדרך כלל וריאציות רישום גבוהות יותר מאשר מכבש CI שמריץ את אותו החומר באותה מהירות.
עבור עבודת תהליך של ארבעה-צבעים שבה חשוב ליישור הנקודות-ל-הנקודה הדוקה-תמונות חצי גוון, עבודת קווים עדינים, טקסט קטן-ההבדל הזה גלוי לעין בלתי מזוינת בבדיקה מדוקדקת. עבור יישומים פחות תובעניים כמו לוגו -בלוק אחיד או כיסוי צבעי ספוט, ההבדל עשוי להיות זניח.
תאימות מצע
סרטים וקורים דקים
BOPP, LDPE, LLDPE, PET וסרטים מתחת לעובי של כ-30-40 מיקרון בדרך כלל מתפקדים טוב יותר במכבשי CI. הגיבוי הרציף של התוף מונע רפרוף של הרשת, מפחית מתיחה מצטברת ושומר על לחץ נימה עקבי על פני רוחב הרשת. אמכונת דפוס פלקסו במהירות גבוהה ארבעה צבעיםבנוי על פלטפורמת CI היא המלצת ברירת המחדל לממירים שהמצע העיקרי שלהם הוא סרט גמיש.
מכבשי ערימה יכולים להריץ סרטים, אבל הם דורשים הגדרת מתח זהירה יותר, מהירויות מקסימליות נמוכות יותר, ולעתים קרובות שולי הדפסה רחבים יותר כדי להתאים לסחף פוטנציאלי גדול יותר. מפעילים מסוימים מפצים על ידי הפעלת סרטים במתח מופחת וקבלת תפוקה נמוכה יותר-תמורה-הגיונית כלכלית רק אם העיתונות מטפלת גם במצעים שבהם עיצוב הערימה מציע יתרונות מפצים.
נייר וקרטון
כאן התמונה מתהפכת. נייר ולוח יציבים מבחינה מימדית תחת מתח ייצור. הם אינם נמתחים במידה ניכרת בין תחנות, כך שיתרון התמיכה האינטרנטי של-תוף ה-CI הוא פחות בעל ערך. בינתיים, הנייר נהנה מהיכולת של מכבש הערימה להכיל חומרים עבים יותר בקלות רבה יותר.
מַדוּעַ? מכיוון שבמכבש CI, לוח עבה חייב להתאים לעקמומיות של תוף הטביעה הנפוץ. אם הלוח נוקשה מספיק, הוא מתנגד להתאמת, יוצר חלוקת לחץ לא אחידה על פני רוחב הרשת -יותר לחץ בקצוות שבהם הלוח מתרומם מהתוף, פחות במרכז. אפקט זה, המתועד במסמכים הטכניים של TAPPI על אחידות לחץ גליל ההתרשמות, מייצר העברת דיו לא עקבית ורצועות גלויות על ההדפס המוגמר.
מכבש מחסנית, עם גלילי ההדפסה הפרטיים הקטנים יותר שלו, מציג גיאומטריה מקומית שטוחה יותר בכל ניפ. לוח עבה מתאים ביתר קלות לגליל טביעה- קטן יותר מאשר לתוף מעוקל גדול. לממירים המריצים בעיקר תוויות נייר, מניות קרטון מתקפלות או ספינות טרום הדפסה-גליות מעל 200 גרם למטר, מכונת דפוס-שמוגדרת בארבעה-צבעים מספקת לעתים קרובות איכות עקבית יותר.
לא ארוגים וחומרים מיוחדים
חומרים לא ארוגים מסוג Spunbond ו-Meltblown מהווים אתגרים קיצוניים עבור כל ארכיטקטורת פלקסו. הם נדחסים בלחץ ניפ, מתאוששים חלקית לאחר מעבר, מציגים פרופילי עובי משתנים מאוד וצורכים דיו עודף. לא עיצובי CI או מחסנית מטפלים בחומרים אלה בצורה אלגנטית, אבל לחיצות CI נוטות להניב ביצועים טובים יותר מכיוון שנתיבי בין-תחנות קצרים יותר מפחיתים את ההזדמנות לשינוי ממדי לפני שהצבע הבא נוחת.
רדיד מתכת, סרטים מתכתיים ומבני מחסום למינציה מתאימים בדרך כלל-למכבשי CI בשל היציבות הממדית שלהם בשילוב עם רגישות לסימני שריטות מגלילים סרק-גורם המעדיף את נתיב האינטרנט של CI עם פחות מגע עם גליל-.
שיקולי מהירות ותפוקה
"מהירות גבוהה" פירושה דברים שונים בהתאם להקשר. בהדפסת תוויות אינטרנט צר- (רוחבי רשת מתחת ל-500 מ"מ), מהירויות של 100-150 מטר לדקה נחשבות למהירות. באריזות גמישות- רחבות (1000+ מ"מ), מהירויות של 250-350 מטר לדקה הן שגרתיות.
מכבשי CI בדרך כלל משיגים מהירויות מקסימליות גבוהות יותר מאשר מכבשי ערימה מקבילים בעת הפעלת סרטים. הסיבה קשורה שוב ליציבות רישום-במהירויות רשת גבוהות יותר, אפקטים דינמיים (רעידות, זמני מתח, רפרוף אווירודינמי) הופכות בולטות יותר, והאפקט המייצב של תוף ה-CI הופך לבעל ערך פרופורציונלי. מפרטים טכניים שפורסמו על ידי יצרני ציוד מראים בעקביות מכונות CI בדירוג של 15-25% מהירים יותר מתצורות ערימה דומות על מצעי סרט.
על הנייר והלוח, שבהם דינמיקת הרגיסטר פחות מגבילה, הפרש המהירות מצטמצם. מכבש ערימה מכוון היטב עם תוויות נייר קראפט עשוי להתאים או להתקרב לתפוקה של מכונת CI מקבילה על אותו מצע.
לקונים המעריכים אמכונת דפוס פלקסו במהירות גבוהה ארבעה צבעים, השאלה המעשית היא לא איזו ארכיטקטורה מהירה יותר במונחים מוחלטים-אלא באיזו ארכיטקטורה מהירה יותרשֶׁלָהֶםתמהיל המצע השולט, בהתחשב באורך העבודה הטיפוסי שלהם ובתדירות ההחלפה.
השלכות מערכת ייבוש
קיבולת הייבוש מקיימת אינטראקציה חזקה עם בחירת הארכיטקטורה. במכבש CI, מודולי ייבוש (חרירי אוויר חם, לוחות IR או מכלולי מנורות UV) חייבים להתאים למקטעי הקשת המצומצמים בין תחנות ההדפסה סביב התוף. מספר המקומות מוגבל. יעילות הייבוש תלויה ביעילות עיצוב הזרבובית ובמהירות האוויר ולא באורך המנהרה.
במכבש מחסנית, יש יותר מרווח אנכי בין התחנות. ניתן להתקין מנהרות ייבוש ארוכות יותר, או להתאים מודולי ריפוי IR/UV גדולים יותר. עבור צבעי דיו המבוססים על מים על מצעים נקבוביים (נייר, קרטון), כאשר הייבוש מתרחש בחלקו על ידי ספיגה ובחלקו על ידי אידוי, חלל הייבוש הנוסף בעיצוב ערימה יכול להיות יתרון. לדיו מבוססי ממס-או- UV על סרטים שבהם הייבוש/התחזקות חייבים להתרחש במהירות בתוך חלון שהייה קצר, הקרבה הכפויה של מייבש הכביסה ל-Nip ההדפסה עשויה לעזור למעשה בכך שהיא מבטיחה שסרט הדיו יטופל מיד לאחר ההעברה לפני שהוא יכול להתקבע או להגר. קונים המציינים אמכונת דפוס פלקסו במהירות גבוהה ארבעה צבעיםצריך להעריך את שילוב הייבוש של-מצע-דיו המיועד לפני שתסיים את בחירת הארכיטקטורה.
ASTM F1942, העוסק בביצועי דיו הניתן לריפוי UV- על מצעים גמישים, מציין שעומק הריפוי וחוזק ההידבקות תלויים בחלקם במרווח בין העברת הדיו לחשיפה. מרווחים קצרים יותר מפחיתים את ההשפעות של עיכוב חמצן על פני הדיו. גורם עדין זה מעניק לפעמים ללחיצות CI יתרון ביישומי ריפוי UV, אם כי ההבדל ניתן למדידה בעיקר בתנאי מעבדה ולא ברור בייצור היומיומי.
מעבר וגמישות תפעולית
מכבשי ערימה מציעים יתרונות תפעוליים שאין להם שום קשר למכניקת הדפסה:
גישה אישית לתחנה:כל תחנה יושבת בגובה שונה, מה שמקל על החלפת לוחות, החלפת אנילוקס וניקוי למפעילים שעובדים בעמידה. במכבש CI, תחנות נמוכות יותר ליד הרצפה דורשות כיפוף או כפיפה.
בידוד תחנה:ניתן לנתק תחנה או לעקוף אותה מבלי להשפיע על שאר העיתונות. הפעלת עבודה של שני-צבעים בלחיצת ערימה בארבעה-צבעים פירושה פשוט השארת שתי התחנות העליונות לא פעילות.
הרחבה מודולרית:עיצובי מחסנית מסוימים מאפשרים הוספת תחנה חמישית או שישית מאוחר יותר על ידי התקנת מודול נוסף על גבי הערימה הקיימת. לא ניתן להרחיב לחיצות CI מעבר למספר עמדות הלוויין שתוכננו במקור סביב התוף.
דלפק מכבשי CI עם יתרונות משלהם:
הכנה מהירה יותר:מכיוון שכל התחנות חולקות נקודת ייחוס משותפת (תוף ה-CI), הגדרת הרושם והרישום בכל הצבעים נוטים להתקדם מהר יותר ברגע שהפרמטרים הראשוניים של ההגדרה נקבעים.
הפחתת הפסולת במהלך האתחול:נתיב אינטרנט קצר יותר פירושו שנצרך פחות חומר לפני שההדפסה הנמכרת הראשונה יוצאת מהתחנה הסופית. על מצעים יקרים-סרטים מתכתיים, למינציה של מחסומים-הפחתה זו בפסולת ההפעלה היא בעלת משמעות עלות אמיתית.
שטח רצפה והתקנה
מכונות CI רחבות ועמוקות יותר ממכבשי ערימה מקבילים. תוף הרושם הנפוץ דורש קוטר מינימלי מסוים כדי לתפקד כראוי, והסידור הרדיאלי של התחנות סביבו יוצר טביעת רגל הנמשכת כלפי חוץ לכל הכיוונים. מכבש CI ארבעה-צבע דורש בדרך כלל שטח התקנה מלבני של כ-4-6 מטרים על 3-5 מטרים, בהתאם לרוחב האינטרנט ותצורת האביזרים.
מכבשי ערימה צרים יותר אך גבוהים יותר. הערימה האנכית של התחנות מקטינה את שטח הרצפה אך מגדילה את דרישות גובה התקרה. עבור מתקנים עם שטח אופקי מוגבל אך מרווח מספיק מעל הראש, מכבש מחסנית יכול להתאים במקום שבו מכבש CI לא יתאים.
גם דרישות הקרן שונות. תופי CI הם מסות מסתובבות כבדות-לעתים קרובות כמה אלפי קילוגרמים-המשדרים רטט לבסיס המכונה במהלך הפעולה. הרכבה נכונה של בידוד ותשתית בטון מזוין הן המלצות סטנדרטיות לפי תקני ISO 10816 למדידה והערכה של רעידות מכניות. מכבשי ערימה מחלקים משקל באופן שווה יותר על פני טביעת רגל קטנה יותר, אך עדיין דורשים בידוד רעידות, במיוחד במהירויות סיבוב גבוהות.
עלות בעלות
עלות הון מעדיפה לחיצות ערימה ברמת הארבעה-צבעים. פחות רכיבים מעובדים-בדיוק, ללא קוטר CI גדול- והרכבה פשוטה יותר מתורגמים למחיר רכישה נמוך יותר-בדרך כלל פחות 20-35% ממכשיר CI בעל קיבולת-שווה.
עלות התפעול היא יותר ניואנסית. מכבשי CI מייצרים פחות גרוטאות על מצעים קשים, מה שמפחית את עלות פסולת החומר. הם גם נוטים להחזיק רישום באופן עקבי יותר, מה שמפחית את שיעורי העיבוד מחדש. במשך חמש- שנות בעלות עם הפקת סרטים כבדה, החיסכון התפעולי הזה יכול לקזז את השקעת ההון הראשונית הגבוהה יותר.
למכבשי מחסנית יש מורכבות תחזוקה נמוכה יותר לכל-תחנה. החלפת צילינדר שחוק בתחנה אחת אינה דורשת-יישור מחדש של המכונה כולה סביב תוף משותף. מלאי חלקי החילוף הוא גם פשוט יותר מכיוון שניתן לחלוק רכיבי תחנה זהים בכל ארבעת העמדות.
מסגרת החלטה
הבחירה בין CI למחסנית עבור מכבש פלקסו ארבעה-צבע מסתכם בסופו של דבר בשקלול שלושה גורמים:
פרופיל מצע.אם יותר מ-60% מנפח הייצור הוא סרט (BOPP, PE, PET, ניילון), יש להישען לכיוון CI. אם יותר מ-60% הם נייר או קרטון, הישען לעבר הערימה. אם הפיצול קרוב יותר ל-50/50, שקול אם עבודות סרטים דורשות סובלנות הדוקה יותר (צבע תהליך, פרטים עדינים) או אם הן לרוב עבודות נקודתיות-יות שבהן סובלנות הרישום רופפת יותר.
אורך המשרה ותדירות ההחלפה.ריצות ארוכות על מצעים עקביים מעדיפות CI (ביצועי מצב יציב- טובים יותר). החלפות תכופות בין מצעים מעורבים מעדיפים ערימה (גישה קלה יותר לתחנה, הגדרה מהירה יותר של תחנה בודדת).
מסלול צמיחה.אם ישנה אפשרות ריאלית להתרחב מעבר לארבעה צבעים במהלך חיי השירות של המכונה, בדוק אם עיצוב הערימה המועמד תומך בתוספת מודולרית של תחנות. מכבשי CI נעולים בספירת התחנות המקורית שלהם.
A מכונת דפוס פלקסו במהירות גבוהה ארבעה צבעים-אם CI או מחסנית-זו התחייבות הונית משמעותית. אף אדריכלות אינה עדיפה באופן אוניברסלי. הבחירה הנכונה היא זו שתואמת את השילוב הספציפי של מצעים, מוצרים, נפחים ואילוצים תפעוליים המגדירים את העסק של הקונה היום ולעתיד הנראה לעין.
הפניות
- האגודה הטכנית של תעשיית העיסה והנייר (TAPPI).ניירות מידע טכניים של TAPPI: אחידות לחץ גליל רול בהדפסת גליל-ל-גליל. הוצאת TAPPI, אטלנטה, ג'ורג'יה.
- ASTM הבינלאומי.ASTM F1942: מדריך סטנדרטי לקביעת ביצועים של דיו וציפויים הניתנים לריפוי UV על מצעים גמישים. ASTM, West Conshohocken, PA.
- ASTM הבינלאומי.סדרת ISO 10816: רטט מכני - הערכת רטט מכונה לפי מדידות על חלקים מסתובבים. ISO, ז'נבה. (אומץ במשותף על ידי ASTM.)
- הועדה הטכנית של ISO 130.ISO 12647-6: טכנולוגיה גרפית - בקרת תהליך לייצור של חצי-הפרדות צבע, הגהות והדפסות ייצור - חלק 6: הדפסה פלקסוגרפית. ISO, ז'נבה, 2017.
- Choi, J., and K. Im. "שליטה באינטרנט ובקרה ברישום במערכות הדפסה רב-שכבתיות-ל-גלול-."הנדסת פולימרים ומדע, כרך. 55, גיליון 9, 2015, עמ'. 2010–2020.
- Yoshida, F., et al. "בקרת אוגר חזוי של מודל של מערכות טיפול-לגלול-לגלול אינטרנט."ההליכים של הכנס הבינלאומי של IEEE בנושא אלקטרוניקה ויישומים תעשייתיים, 2017.
- Verhoef, H., et al. "מנגנון העברת דיו בהדפסה פלקסוגרפית: השפעת גיאומטריית גליל אנילוקס וחספוס המצע."התקדמות בציפויים אורגניים, כרך. 139, 2020, 105234.
- איגוד מתכות תעשייתיות, מצפים ולמינציה (AIMCAL).מדריך טכני: יסודות טיפול באינטרנט להמרת תהליכים. AIMCAL, אטלנטה, ג'ורג'יה.
- הסוכנות להגנת הסביבה האמריקאית.הנחיות טכניקות בקרה לפעולות הדפסה גמישות. EPA-453/R-09-001. וושינגטון הבירה, 2009.
- הוועדה האירופית לתקינה.EN 13432: דרישות לאריזה הניתנת לשחזור באמצעות קומפוסט ופירוק ביולוגי. CEN, בריסל, 2000.
