Den viktigaste faktorn i varje växelriktares utvärdering av en Höghastighets tvåfärgs Flexo-tryckmaskinär inte den hastighet som visas i broschyren. Endast med verklig hastighet kan maskinen producera produkter som uppfyller kvalitetskraven utan att orsaka för mycket avfall.
Till exempel, när du skriver ut på 60g/m² papper, går en maskin med 200m/min. bra med 180m/min. På BOPP-filmer på 80 mikron som använder samma bläcksystem kan dock stabilitetshastigheten reduceras till 120 m/min.
Anledningen till denna skillnad är att olika material och arbetsförhållanden förändrar hur tryckprocessen fungerar med hög hastighet. På grund av detta är det mycket viktigt att förstå de fysiska gränserna för flexografiskt tryck i den faktiska produktionsprocessen bortom den nominella motorhastigheten.
Korrekt definition av "maximal hastighet"
Det viktigaste numret för en omvandlare som utvärderar enHöghastighets tvåfärgs Flexo-tryckmaskinär inte den hastighet som visas i broschyren. Endast med verklig produktionshastighet kan maskinen producera produkter som uppfyller kvalitetskraven utan att orsaka för mycket avfall.
Denna faktiska hastighet är alltid under maximal mekanisk hastighet. Den maximala hastigheten i teknisk dokumentation kan endast visa maskinens mekaniska hastighet. Den är baserad på motorns vridmomentlagerbelastning och vibrationsgränser. Det representerar inte en jämn produktionstakt.
Den faktiska produktionshastigheten beror på substratet, bläcksystemet och torkmetoden. Dessa faktorer förändrar hur maskinen beter sig vid utskrift.
Till exempel, när du skriver ut på 60g/m² papper, kan en press med 200m/min arbeta med 180m/min. Men vid utskrift på en BOPP-film på 80 mikron med samma bläcksystem kan stabilitetshastigheten sjunka till 120 m/min.
Som ett resultat av denna skillnad är gapet mellan nominell och faktisk produktionstakt inte fast. Det varierar beroende på arbetsförhållandena.
Som ett resultat kan beslut om maskininköp som endast baseras på de högsta hastighetsvärdena leda till felaktiga förväntningar på produktionen.
Gräns 1: Torktid mellan stationer
Den vanligaste hastighetsbegränsaren inom flexografiskt tryck är torrhet. Bläck måste bytas från flytande till fast innan trycknätet vidrör nästa stopp eller rullar. Förskjutning sker om torrheten är ofullständig. Vått bläck flyttas från ett lager av trumman till nästa, vilket gör det till en avvisad defekt.
För ett brett utbud av vattenbaserade-bläcksystem för utskrift av papper och kartong beror förångningshastigheten på temperatur, ytluftflödeshastighet och bläcksammansättning. Beroende på storleken på trumman är de två-färgade centrala präglingstrumpressstationerna mellan 300 mm -800 mm. Vid 150 m/min linjehastighet är 500 mm mellanstationsuppehållstid cirka 0,2 sekunder. Denna gång, även med hjälp av varm luft, avdunstar vattnet under en kort stund.
Resultaten visar att förångningshastigheten visar ett kvadratrotssamband med tiden under diffusionskontroll. Detta är vanligt vid flexografiskt tryck. På grund av detta fördubblas inte längden på dubbeltorken. Det ökar tillåten hastighet med cirka 41 %. Detta förklarar varför längre torksystem ger mindre vid högre hastigheter.
UV-bläcksystemet är inte beroende av avdunstning. De härdas genom radikal polymerisation snarare än lösningsmedelsförlust. UV-lampsystem kan härda bläck på 0,05–0,10 sekunder. Detta eliminerar begränsningen av torrhet och når trycket av mekaniska gränser. UV-system har fortfarande sina begränsningar. Lampans energi måste vara jämnt över nätets bredd och mätas med ISO 21377-1:2020 radiometrimetoder. Vissa underlag klarar inte av UV-värme eller UV-exponering. När energinivåerna är för höga kan de gulna eller försämras.
Begränsning 2: Hastighetsregistreringsdynamik
Med den ökade hastigheten blir registreringsnoggrannheten mellan färgstationer också sämre. Kontrollsystemet med slutna-register har mindre tid för feldetektering, beräkningskorrigering och applikationsjustering. Denna effekt är mest märkbar på enHöghastighets tvåfärgs Flexo-tryckmaskintrycker vid startacceleration. Det uppstår också när banspänningen stör veckningen eller återlindningen av processen.
Huvudfaktorn för detta system är förhållandet mellan servoslingans hastighet och störningsfrekvens. Förändringen i rullens spänning orsakas av den ojämna expansionen av rullen, hastigheten på rullen och själva rullen. Vid lägre maskinhastigheter är störningen långsam. Servosystemet kan upptäcka och korrigera det adekvat.
Vid högre hastigheter ökar störningsfrekvensen. När det närmar sig servosystemets gräns, vanligtvis 3-5 hertz i ett vanligt flexosystem, reagerar styrsystemet sent. Denna fördröjning ger ett litet antal kvarvarande fel. Felen upprepades på hela den tryckta webbplatsen.
ISO 12647-6:2012 sätter en gräns på ±0,10 mm för registrering av högkvalitativt flexografiskt tryck. Att hålla noggrannheten på 150-200m/min kräver antingen snabbare servosystem eller bättre kontroll av banspänningen i frigöringsfasen. Båda alternativen ökar kostnaderna eller kräver utrustningsuppgraderingar. Dessa ändringar ökar inte den nominella maskinhastigheten, men de påverkar den faktiska stabila produktionshastigheten för registrerat utskriftsarbete.
Begränsning 3: Koppling av substrategenskaper och hastighet
Även med maskiner kan olika substrat begränsa utskriftshastigheten. Den huvudsakliga materialfaktorn är storleksstabilitet. Det betyder hur mycket materialet sträcks under spänning i trycket och hur det återgår när spänningen tas bort.
Pappersmaterial har viskoelastiska egenskaper. När de trycks sträcker de sig och återhämtar sig delvis med tiden. Tung kartong (350+ g/m²) har en lägre töjning än lätt papper och är därför mer stabil vid högre hastigheter. Men tyngre papper kommer också att öka belastningen av tryckcylindrar. Bläcköverföring kräver högt tryck. Detta kan öka slitaget på plattan och leda till förändringar i prickstorleken under lång-drift.
Egenskaperna för PE, BOPP och PET är olika. De stretchar lättare i stressiga situationer. Men de kommer att återhämta sig snabbt, om de inte överdrivs. Detta innebär att om spänningen kontrolleras i liten utsträckning kan BOPP-filmen arbeta med hög hastighet. Om spänningen är för låg är nätverket instabilt. Om spänningen är för hög kan filmen sträckas permanent. Detta intervall blir svårare att kontrollera vid högre hastigheter eftersom vibrationer från maskindelar påverkar fler webbsidor.
TAPPI T 494 om-92 och ASTM D882 är standardtestmetoder för att mäta draghållfasthet och töjning. Dessa värden visar om substratet kan hantera målutskriftshastigheten utan att skadas. Dessa data bör användas före produktion för att fastställa säker drifthastighet.
Begränsning 4: Anilox Roll Transfer Physics
Aniloxvalsen är en keramisk cylinder med en enhet för att kontrollera volymen tryckplåtsbläck. Den rör sig med samma ythastighet som ett spindelnät endast när avtryckspunkten inte glider. I verklig produktion finns det alltid misstag. Fotopolymerplattan böjer sig något under tryck. Detta skapar en liten hastighetsskillnad mellan ytan av anilinoxidas och ytan på plattans yta. Denna skillnad ändrar överföringen av bläck. Det beror på tryck, plåthårdhet och linjehastighet.
Vid högre hastigheter uppstod två huvudproblem.
Först kom bläckstrålen. Bläckbryggan mellan batteriet och plattan blir instabil när fenytoinbatteriet lämnar kontaktytan med hög hastighet. Detta kan delas upp i droppar. Dropparna landar utanför bildområdet. Risken ökar snabbt med hastigheten. Detta har mycket att göra med kubens ythastighet. Detta gör hastigheten till en viktig faktor vid stänkbildning. Viskositet av hög bläck kan minska stänk, men också minska bläck genom överföring av fina anilox-celler. Detta skapar en avvägning-mellan hastighet och bilddetaljer.
Det andra problemet är hålrumstömning. Varje aniloxcell måste släppa ut allt bläck i kontakt med plattan på kort tid. Vid högre hastigheter blir denna kontakttid kortare. Bläcket rinner ut ur batteriet på kortare tid. En del bläck blev kvar inne i hålrummet.
Forskningsframsteg inom organiska beläggningar har visat att ofullständig tömning kan minska bläcköverföringen med 5 % till 15 % vid hastigheter över 150 m/min. Specifika värden beror på batteriets form, djup och bläckegenskaper. Detta innebär att samma bläck- och anilox-inställning kan skriva ut lättare fasta partiklar med 180 m/min än med 100 m/min på enHöghastighets tvåfärgs Flexo-tryckmaskin. Måste justera trycket eller bläckets viskositet för att korrigera denna förändring.
Vad hastighetssiffror egentligen betyder
Med hänsyn till begränsningarna för dessa interaktioner, i vanliga produktionsscenarier, är de faktiska hastighetsförväntningarna på en två-flexibel tryckpress följande:
| Matris | Bläcksystem | Typisk massa-hastighetsgräns | Viktig begränsande faktor |
|---|---|---|---|
| 60–80 g/m² kraftpapper | Vattenbaserat- | 100–130 m/min | Stationstorkning |
| 120–200 g/m² bestruket papper | Vattenbaserat- | 140–170 m/min | Registreringsdynamik / torrhet |
| 250–400 g/m² vikbara kartonger | UV-härdning | 160–200 m/min | Plåtslitage under hög nypkraft |
| 40-80 μm PE-film | Lösningsmedel/UV | 150–190 m/min | Webbspänningsstabilitet |
| BOPP 20–30 μm | UV-härdning | 180–220 m/min | Bläcköverföring / hålrumstömning |
Siffrorna kommer från vanliga branschsortiment. De är baserade på datablad från utrustningstillverkare och oberoende processteknisk forskning. De är inte så många som de kan vara.
Den nedre delen av varje intervall matchar hårt jobb. Dessa jobb kräver stor tryckyta, tät justering och exakta märkesfärger. High-matchningar för varje intervalljobb enkelt. Dessa jobb kräver små utskriftsytor och lösa toleranser.
Mätning och övervakning av hastighet-beroende kvalitet
Det bästa sättet att hitta en riktig hastighetsgräns för ett jobb är att köra en stegramp under installationen. Börja långsamt. Den stiger sedan med en hastighet av 10-20 meter per minut. Vid varje steg, kontrollera registreringsfel, fast bläckdensitet och torkkvalitet med hjälp av inline-verktyg. Varje punkt över dess tillåtna gräns är den maximala hastighet med vilken jobbet kan utföras. Denna hastighet kan skilja sig från maskinens maximala nominella hastighet, eller så kan operatören tänka baserat på tidigare prestanda.
Inline scanning densitometrar (baserade på ISO 2846-1 fast densitetsregler), automatiska visuella system för registreringskontroller och pinhole-detekteringskameror ger feedback i realtid. På så sätt kan operatörerna lättare komma närmare kvalitetslocket. Utan dessa verktyg håller operatörerna vanligtvis säkerhetsmarginalen mellan 15 och 25 procent under den faktiska gränsen. De gör detta för att undvika att skapa dolda brister. Denna säkerhetsmarginal leder direkt till förlorad produktion.
Slutsats
Den maximala hastigheten för aHöghastighets tvåfärgs Flexo-tryckmaskinär inte ett fast nummer på en namnskylt. Det är en mötesplats för torrhet, registreringsrörelse, substratstabilitet och anilox-bläcköverföring. Allt detta testas mot tydliga kvalitetsstandarder. Betyget visar maskinens teoretiska kapacitet. Den faktiska hastigheten du kan få beror på hur dessa begränsningar relaterar till dina specifika material- och jobbbehov. Att veta vilka restriktioner som är viktigast för varje jobb gör det möjligt för maskinoperatörer att göra välgrundade val om att köpa utrustning, planera jobb och förbättra processer. Det är så du får den sannaste produktionen. De slösar inte tid på att driva de högsta hastigheter som fysiska processer inte kan stödja, snarare än teoretiska hastigheter som fysiska processer inte kan stödja.
Hänvisning
- ISO 12647-6:2012. Trycktekniker-Tillverkningsprocesskontroll för halvtonsfärgseparationer, korrekturläsning och tryckprocesser-Del 6: Flexografiskt tryck. International Organization for Standardization, 2012. (Registreringstolerans ±0,10 mm specifikation, kontrollram för tonvärdesökning, massklassklassificering)
- ISO 2846-1:2017. Färg och genomskinlighet för grafiska bläck-Del 1: Arkmatade och offsettryckfärger. International Organization for Standardization, 2017. (Solid optical density uniformity specification, tröskel för acceptabel avvikelse, referensstandard för inline-densitometrar)
- ISO 21377-1:2020. Grafisk teknik-Radiometrisk mätning av stelnad härdande strålningsintensitet-Del 1: allmänna principer. International Organization for Standardization, 2020. (UV-härdningsintensitet uniformity measurement methodology, distribution of light in web width)
- TAPPI T 494-om-92. Dragbrottsegenskaper hos papper och kartong. Technical Association of the Pulp and Paper Industry, 1992. (Pappers draghållfasthet, brottförlängning, beräkning av hastighetskopplingsanalysmodul)
- ASTM D882-18(2022). Standardtestmetod för dragegenskaper hos tunna plastfilmer. ASTM International, 2022. (Tunnfilmssubstratets dragprovning, elasticitet vs. plastisk deformationsbeteende, modul och töjningsdata för banslutare)
