ปัจจัยที่สำคัญที่สุดในการประเมินอินเวอร์เตอร์ของ a เครื่องพิมพ์เฟล็กโซสองสีความเร็วสูงไม่ใช่ความเร็วที่แสดงในโบรชัวร์ ด้วยความเร็วที่แท้จริงเท่านั้น เครื่องจักรจึงสามารถผลิตผลิตภัณฑ์ที่ได้มาตรฐานคุณภาพโดยไม่ก่อให้เกิดของเสียมากเกินไป
ตัวอย่างเช่น เมื่อพิมพ์บนกระดาษ 60g/m² เครื่องจักรความเร็ว 200 ม./นาที จะทำงานได้ดีที่ 180 ม./นาที อย่างไรก็ตาม สำหรับฟิล์ม BOPP ขนาด 80 ไมครอนที่ใช้ระบบหมึกเดียวกัน อัตราความเสถียรสามารถลดลงเหลือ 120 ม./นาที
เหตุผลของความแตกต่างนี้คือวัสดุและสภาพการทำงานที่แตกต่างกันเปลี่ยนวิธีการทำงานของกระบวนการพิมพ์ด้วยความเร็วสูง ด้วยเหตุนี้ จึงเป็นสิ่งสำคัญมากที่จะต้องเข้าใจขีดจำกัดทางกายภาพของการพิมพ์เฟล็กโซกราฟีในกระบวนการผลิตจริงที่เกินกว่าความเร็วมอเตอร์ที่กำหนด
คำจำกัดความที่ถูกต้องของ "ความเร็วสูงสุด"
หมายเลขที่สำคัญที่สุดสำหรับตัวแปลงใด ๆ ที่ประเมิน aเครื่องพิมพ์เฟล็กโซสองสีความเร็วสูงไม่ใช่ความเร็วที่แสดงในโบรชัวร์ เครื่องจักรสามารถผลิตผลิตภัณฑ์ที่ตรงตามข้อกำหนดด้านคุณภาพด้วยความเร็วจริงเท่านั้นโดยไม่ก่อให้เกิดของเสียมากเกินไป
ความเร็วจริงนี้จะต่ำกว่าความเร็วเชิงกลสูงสุดเสมอ ความเร็วสูงสุดในเอกสารทางเทคนิคสามารถแสดงเฉพาะความเร็วเชิงกลของเครื่องเท่านั้น ขึ้นอยู่กับโหลดแบริ่งแรงบิดของมอเตอร์และขีดจำกัดการสั่นสะเทือน ไม่ได้แสดงถึงอัตราการผลิตที่มั่นคง
ความเร็วในการผลิตจริงขึ้นอยู่กับวัสดุพิมพ์ ระบบหมึก และวิธีการทำให้แห้ง ปัจจัยเหล่านี้เปลี่ยนแปลงลักษณะการทำงานของเครื่องในการพิมพ์
ตัวอย่างเช่น เมื่อพิมพ์บนกระดาษ 60g/m² การพิมพ์ที่ความเร็ว 200m/min สามารถทำงานได้ที่ 180m/min อย่างไรก็ตาม เมื่อพิมพ์บนฟิล์ม BOPP ขนาด 80 ไมครอนโดยใช้ระบบหมึกเดียวกัน อัตราความเสถียรอาจลดลงเหลือ 120 ม./นาที
จากความแตกต่างนี้ ช่องว่างระหว่างอัตราการผลิตที่กำหนดและอัตราการผลิตจริงจึงไม่ได้รับการแก้ไข มันแตกต่างกันไปตามสภาพการทำงาน
ด้วยเหตุนี้ การตัดสินใจซื้อเครื่องจักรโดยพิจารณาจากอัตราความเร็วสูงสุดเท่านั้น อาจนำไปสู่การคาดการณ์ผลผลิตที่ไม่ถูกต้อง
ขีดจำกัด 1: เวลาในการทำให้แห้งระหว่างสถานี
ตัวจำกัดความเร็วที่พบบ่อยที่สุดในการพิมพ์เฟล็กโซกราฟีคือความแห้ง ต้องเปลี่ยนหมึกจากของเหลวเป็นของแข็งก่อนที่ตาข่ายการพิมพ์จะแตะจุดหยุดหรือม้วนถัดไป การชดเชยจะเกิดขึ้นหากความแห้งไม่สมบูรณ์ หมึกเปียกจะเคลื่อนจากชั้นหนึ่งของดรัมไปยังชั้นถัดไป ทำให้เกิดข้อบกพร่องที่ถูกปฏิเสธ
สำหรับระบบหมึกพิมพ์ที่ใช้น้ำ-บนกระดาษและกระดาษแข็ง อัตราการระเหยจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ความเร็วลมบนพื้นผิว และสูตรของหมึก ตามขนาดของดรัม สถานีพิมพ์ดรัมพิมพ์ส่วนกลางสอง-สีระหว่างระยะห่าง 300 มม. -800 มม. ที่ความเร็วสาย 150 ม./นาที เวลาพักระหว่างสถานี 500 มม. คือประมาณ 0.2 วินาที คราวนี้แม้จะได้รับความช่วยเหลือจากอากาศร้อน แต่น้ำก็จะระเหยออกไปในช่วงเวลาสั้นๆ
ผลการวิจัยพบว่าอัตราการระเหยแสดงความสัมพันธ์แบบรากที่สองกับเวลาภายใต้การควบคุมการแพร่กระจาย นี่เป็นเรื่องปกติในการพิมพ์เฟล็กโซกราฟี ด้วยเหตุนี้ความยาวของเครื่องอบผ้าแบบคู่จึงไม่เพิ่มเป็นสองเท่า มันเพิ่มความเร็วที่อนุญาตได้ประมาณ 41% สิ่งนี้อธิบายว่าทำไมระบบการอบแห้งที่ยาวนานกว่าจึงได้ผลผลิตน้อยลงที่ความเร็วที่สูงขึ้น
ระบบหมึกยูวีไม่ขึ้นอยู่กับการระเหย พวกมันจะถูกบ่มด้วยปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันแบบรุนแรงมากกว่าการสูญเสียตัวทำละลาย ระบบหลอด UV สามารถรักษาหมึกได้ภายใน 0.05–0.10 วินาที ซึ่งจะช่วยขจัดข้อจำกัดของความแห้งและถึงขีดจำกัดความดันทางกล ระบบยูวียังคงมีข้อจำกัด พลังงานของหลอดไฟจะต้องสม่ำเสมอตลอดความกว้างของตาข่าย และวัดโดยใช้วิธีการวัดด้วยรังสี ISO 21377-1:2020 พื้นผิวบางชนิดไม่สามารถทนต่อความร้อนจากรังสียูวีหรือการสัมผัสรังสียูวีได้ เมื่อระดับพลังงานสูงเกินไป อาจเปลี่ยนเป็นสีเหลืองหรือเสื่อมสภาพได้
ข้อจำกัด 2: ไดนามิกของการลงทะเบียนความเร็ว
ด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้น ความแม่นยำในการลงทะเบียนระหว่างสถานีสีก็แย่ลงเช่นกัน ระบบควบคุมของรีจิสเตอร์แบบวงปิด-มีเวลาน้อยลงในการตรวจหาข้อผิดพลาด การแก้ไขการคำนวณ และการปรับการใช้งาน ผลกระทบนี้สังเกตได้ชัดเจนที่สุดบนเครื่องพิมพ์เฟล็กโซสองสีความเร็วสูงกดเมื่อสตาร์ทเครื่องเร่งความเร็ว นอกจากนี้ยังเกิดขึ้นเมื่อแรงดึงของรางรบกวนการคลี่ออกหรือการกรอกลับของกระบวนการอีกด้วย
ปัจจัยหลักของระบบนี้คือความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วของเซอร์โวลูปและความถี่รบกวน การเปลี่ยนแปลงความตึงของรอกนั้นเกิดจากการขยายตัวของรอกที่ไม่สม่ำเสมอ ความเร็วของรอกและตัวรอกเอง ที่ความเร็วเครื่องต่ำ การรบกวนจะช้า ระบบเซอร์โวสามารถตรวจจับและแก้ไขได้อย่างเพียงพอ
ที่ความเร็วที่สูงขึ้น ความถี่สัญญาณรบกวนจะเพิ่มขึ้น เมื่อเข้าใกล้ขีดจำกัดของระบบเซอร์โว ซึ่งโดยปกติจะเป็น 3-5 เฮิรตซ์ในระบบเฟล็กโซมาตรฐาน ระบบควบคุมจะตอบสนองช้า ความล่าช้านี้ทำให้เกิดข้อผิดพลาดตกค้างจำนวนเล็กน้อย เกิดข้อผิดพลาดซ้ำๆ กันทั่วทั้งไซต์งานพิมพ์
ISO 12647-6:2012 กำหนดขีดจำกัด ±0.10 มม. สำหรับการลงทะเบียนการพิมพ์เฟล็กโซกราฟีคุณภาพสูง การรักษาความแม่นยำที่ 150-200 ม./นาที ต้องใช้ระบบเซอร์โวที่เร็วขึ้นหรือการควบคุมความตึงของรางที่ดีขึ้นในเฟสการปล่อย ตัวเลือกใดตัวเลือกหนึ่งทำให้ต้นทุนเพิ่มขึ้นหรือต้องมีการอัพเกรดอุปกรณ์ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้จะไม่เพิ่มความเร็วของเครื่อง แต่จะส่งผลต่อความเร็วการผลิตที่มั่นคงจริงของงานพิมพ์ที่ลงทะเบียน
ข้อจำกัด 3: การเชื่อมต่อคุณสมบัติพื้นผิวและความเร็ว
แม้แต่กับเครื่องจักร วัสดุพิมพ์ที่แตกต่างกันก็สามารถจำกัดความเร็วในการพิมพ์ได้ ปัจจัยด้านวัสดุหลักคือความเสถียรของขนาด ซึ่งหมายความว่าวัสดุถูกยืดออกมากน้อยเพียงใดภายใต้แรงตึงในการพิมพ์ และลักษณะการคืนตัวของวัสดุเมื่อดึงแรงดึงออกแล้ว
วัสดุกระดาษมีคุณสมบัติพฤติกรรมหยุ่นหนืด เมื่อกดจะยืดตัวและฟื้นตัวบางส่วนเมื่อเวลาผ่านไป กระดาษแข็งหนา (350+ กรัม/ม.²) มีการยืดตัวต่ำกว่ากระดาษเนื้ออ่อน จึงมีความเสถียรมากกว่าที่ความเร็วที่สูงกว่า อย่างไรก็ตาม กระดาษที่หนักกว่าก็จะเพิ่มภาระให้กับกระบอกพิมพ์เช่นกัน การถ่ายโอนหมึกต้องใช้แรงดันสูง ซึ่งอาจเพิ่มการสึกหรอของเพลต และนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงขนาดจุดระหว่างการทำงานระยะยาว-
คุณสมบัติของ PE, BOPP และ PET นั้นแตกต่างกัน พวกเขายืดตัวได้ง่ายขึ้นในสถานการณ์ที่ตึงเครียด แต่จะฟื้นตัวได้เร็วถ้าไม่ยืดเยื้อจนเกินไป ซึ่งหมายความว่าหากควบคุมความตึงได้เพียงเล็กน้อย ฟิล์ม BOPP ก็สามารถทำงานที่ความเร็วสูงได้ หากความตึงเครียดต่ำเกินไป เครือข่ายจะไม่เสถียร หากแรงดึงสูงเกินไป ฟิล์มก็สามารถยืดออกได้อย่างถาวร ช่วงนี้จะควบคุมได้ยากขึ้นที่ความเร็วที่สูงขึ้น เนื่องจากการสั่นสะเทือนจากชิ้นส่วนเครื่องจักรส่งผลต่อหน้าเว็บจำนวนมากขึ้น
TAPPI T 494 om-92 และ ASTM D882 เป็นวิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับการวัดความต้านทานแรงดึงและการยืดตัว ค่าเหล่านี้แสดงว่าวัสดุพิมพ์สามารถรองรับความเร็วในการพิมพ์เป้าหมายโดยไม่เกิดความเสียหายหรือไม่ ข้อมูลนี้ควรใช้ก่อนการผลิตเพื่อกำหนดความเร็วการทำงานที่ปลอดภัย
ข้อจำกัดที่ 4: ฟิสิกส์การถ่ายโอนม้วน Anilox
ม้วนอนิล็อกซ์เป็นกระบอกเซรามิกที่มีหน่วยควบคุมปริมาณหมึกพิมพ์เพลท มันจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วพื้นผิวเท่ากับใยแมงมุมเฉพาะเมื่อจุดพิมพ์ไม่เลื่อนเท่านั้น ในการผลิตจริงย่อมมีข้อผิดพลาดอยู่เสมอ แผ่นโฟโตโพลีเมอร์โค้งงอเล็กน้อยภายใต้แรงกด สิ่งนี้สร้างความแตกต่างความเร็วเล็กน้อยระหว่างพื้นผิวของอะนิลีนออกซิเดสและพื้นผิวของพื้นผิวแผ่น ความแตกต่างนี้จะเปลี่ยนการถ่ายโอนหมึก ขึ้นอยู่กับแรงกด ความแข็งของแผ่น และความเร็วของเส้น
เมื่อความเร็วสูงขึ้น เกิดปัญหาหลักสองประการเกิดขึ้น
ครั้งแรกที่มาถึงอิงค์เจ็ท สะพานหมึกระหว่างแบตเตอรี่และเพลตจะไม่เสถียรเมื่อแบตเตอรี่ฟีนิโทอินออกจากบริเวณหน้าสัมผัสด้วยความเร็วสูง สิ่งนี้สามารถแบ่งออกเป็นหยดได้ หยดตกลงนอกพื้นที่ภาพ ความเสี่ยงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วตามความเร็ว สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับความเร็วพื้นผิวของลูกบาศก์เป็นอย่างมาก ทำให้ความเร็วเป็นปัจจัยสำคัญในการสร้างการกระเซ็น ความหนืดของหมึกสูงสามารถลดการกระเด็น แต่ยังช่วยลดหมึกผ่านเซลล์ anilox ที่ถ่ายโอนละเอียดอีกด้วย ซึ่งทำให้เกิดการแลกเปลี่ยน-ระหว่างความเร็วและรายละเอียดของภาพ
ปัญหาที่สองคือการเทช่องว่าง เซลล์แอนนิล็อกซ์แต่ละเซลล์จะต้องปล่อยหมึกทั้งหมดที่สัมผัสกับเพลตออกในเวลาอันสั้น เมื่อความเร็วสูงขึ้น เวลาสัมผัสนี้จะสั้นลง หมึกจะไหลออกจากแบตเตอรี่โดยใช้เวลาน้อยลง หมึกบางส่วนยังคงอยู่ในช่อง
ความคืบหน้าการวิจัยในการเคลือบออร์แกนิกแสดงให้เห็นว่าการเทหมึกที่ไม่สมบูรณ์สามารถลดการถ่ายโอนหมึกได้ 5% ถึง 15% ที่ความเร็วมากกว่า 150 ม./นาที ค่าเฉพาะขึ้นอยู่กับรูปร่างของแบตเตอรี่ ความลึก และคุณสมบัติของหมึก ซึ่งหมายความว่าหมึกและการตั้งค่า anilox เดียวกันสามารถพิมพ์ของแข็งที่เบากว่าที่ 180 ม./นาที มากกว่าที่ 100 ม./นาทีบนเครื่องพิมพ์เฟล็กโซสองสีความเร็วสูง. ต้องปรับแรงกดหรือความหนืดของหมึกเพื่อแก้ไขการเปลี่ยนแปลงนี้
ตัวเลขความเร็วหมายถึงอะไรจริงๆ
เมื่อคำนึงถึงข้อจำกัดของการโต้ตอบเหล่านี้ ในสถานการณ์การผลิตทั่วไป ความเร็วจริงที่คาดไว้ของแท่นพิมพ์แบบยืดหยุ่นสอง-สีจะเป็นดังนี้:
| เมทริกซ์ | ระบบหมึก | มวลโดยทั่วไป-จำกัดความเร็ว | ปัจจัยจำกัดที่สำคัญ |
|---|---|---|---|
| กระดาษคราฟท์ 60–80 แกรม/ตรม | น้ำ- | 100–130 ม./นาที | สถานีอบแห้ง |
| กระดาษเคลือบ 120–200 แกรม/ตรม | น้ำ- | 140–170 ม./นาที | ไดนามิกของการลงทะเบียน / ความแห้งกร้าน |
| กล่องกระดาษแข็งพับได้ 250–400 กรัม/ตร.ม | ยูวีรักษา | 160–200 ม./นาที | การสึกหรอของแผ่นเพลทภายใต้แรงบีบสูง |
| ฟิล์ม PE 40-80 ไมโครเมตร | ตัวทำละลาย/ยูวี | 150–190 ม./นาที | ความเสถียรของแรงตึงของราง |
| บอปป์ 20–30 ไมโครเมตร | ยูวีรักษา | 180–220 ม./นาที | การถ่ายโอนหมึก / การล้างโพรง |
ตัวเลขดังกล่าวมาจากกลุ่มอุตสาหกรรมทั่วไป อิงตามเอกสารข้อมูลจากผู้ผลิตอุปกรณ์และการวิจัยทางวิศวกรรมกระบวนการอิสระ พวกเขาไม่ได้มากเท่าที่จะเป็นได้
จุดต่ำสุดของแต่ละช่วงเวลาตรงกับงานหนัก งานเหล่านี้ต้องใช้พื้นที่พิมพ์ขนาดใหญ่ การวางแนวที่แน่นหนา และสีของแบรนด์ที่แม่นยำ การจับคู่ระดับไฮเอนด์-สำหรับงานแต่ละช่วงได้อย่างง่ายดาย งานเหล่านี้ต้องใช้พื้นที่พิมพ์น้อยและพิกัดความเผื่อหลวม
การวัดและการตรวจสอบความเร็ว-ขึ้นอยู่กับคุณภาพ
วิธีที่ดีที่สุดในการค้นหาขีดจำกัดความเร็วจริงสำหรับงานคือการรันทางลาดแบบขั้นระหว่างการติดตั้ง เริ่มช้าๆ จากนั้นจะลอยขึ้นด้วยความเร็ว 10-20 เมตรต่อนาที ในแต่ละขั้นตอน ให้ตรวจสอบข้อผิดพลาดในการลงทะเบียน ความหนาแน่นของหมึกพิมพ์ และคุณภาพการแห้งโดยใช้เครื่องมือแบบอินไลน์ จุดใดก็ตามที่อยู่เหนือขีดจำกัดที่อนุญาตคือความเร็วสูงสุดที่งานสามารถทำได้ ความเร็วนี้อาจแตกต่างจากความเร็วสูงสุดของเครื่องจักร หรือผู้ปฏิบัติงานอาจพิจารณาจากประสิทธิภาพที่ผ่านมา
เดนซิโตมิเตอร์สแกนแบบอินไลน์ (ตามมาตรฐาน ISO 2846-1 กฎความหนาแน่นทึบ) ระบบภาพอัตโนมัติสำหรับการตรวจสอบการลงทะเบียน และกล้องตรวจจับรูเข็มให้ผลตอบรับแบบเรียลไทม์ ด้วยวิธีนี้ ผู้ปฏิบัติงานสามารถเข้าใกล้ขีดจำกัดคุณภาพได้ง่ายขึ้น หากไม่มีเครื่องมือเหล่านี้ ผู้ปฏิบัติงานมักจะรักษาระดับความปลอดภัยให้ต่ำกว่าขีดจำกัดจริงระหว่าง 15 ถึง 25 เปอร์เซ็นต์ พวกเขาทำเช่นนี้เพื่อหลีกเลี่ยงการสร้างข้อบกพร่องที่ซ่อนอยู่ อัตราความปลอดภัยนี้แปลเป็นการสูญเสียการผลิตโดยตรง
บทสรุป
ความเร็วสูงสุดกเครื่องพิมพ์เฟล็กโซสองสีความเร็วสูงไม่ใช่ตัวเลขคงที่บนแผ่นป้าย เป็นจุดรวมของความแห้ง การเคลื่อนตัวของการลงทะเบียน ความคงตัวของซับสเตรต และการถ่ายโอนหมึกอะนิล็อกซ์ ทั้งหมดนี้ได้รับการทดสอบตามมาตรฐานคุณภาพที่ชัดเจน การจัดอันดับแสดงความสามารถทางทฤษฎีของเครื่อง ความเร็วจริงที่คุณจะได้รับขึ้นอยู่กับว่าข้อจำกัดเหล่านี้เกี่ยวข้องกับวัสดุและความต้องการงานเฉพาะของคุณอย่างไร การรู้ว่าข้อจำกัดใดที่สำคัญที่สุดสำหรับแต่ละงานช่วยให้ผู้ควบคุมเครื่องจักรมีข้อมูลในการตัดสินใจเกี่ยวกับการซื้ออุปกรณ์ การวางแผนงาน และการปรับปรุงกระบวนการ นั่นคือวิธีที่คุณได้รับผลลัพธ์ที่แท้จริงที่สุด พวกเขาไม่เสียเวลาไปกับความเร็วสูงสุดที่กระบวนการทางกายภาพไม่สามารถรองรับได้ มากกว่าความเร็วทางทฤษฎีที่กระบวนการทางกายภาพไม่สามารถรองรับได้
อ้างอิง
- ISO 12647-6:2012 เทคนิคการพิมพ์-การควบคุมกระบวนการผลิตสำหรับครึ่ง-การแยกโทนสี การพิสูจน์อักษร และกระบวนการพิมพ์-ส่วนที่ 6: การพิมพ์เฟล็กโซกราฟี องค์การระหว่างประเทศเพื่อการมาตรฐาน 2012 (ข้อกำหนดความคลาดเคลื่อนในการลงทะเบียน ±0.10 มม. กรอบงานการควบคุมการเพิ่มค่าโทนเสียง การจำแนกประเภทมวล)
- ISO 2846-1:2017 สีและความโปร่งใสของ Graphic Arts Inks-ส่วนที่ 1: Sheet-Fed และหมึกพิมพ์ออฟเซตของเว็บ องค์การระหว่างประเทศเพื่อการมาตรฐาน 2017 (ข้อกำหนดความหนาแน่นสม่ำเสมอของความหนาแน่นเชิงแสงที่เป็นของแข็ง เกณฑ์สำหรับการเบี่ยงเบนที่ยอมรับได้ มาตรฐานอ้างอิงสำหรับเดนซิโตมิเตอร์แบบอินไลน์)
- ISO 21377-1:2020 เทคโนโลยีกราฟิค-การวัดด้วยเรดิโอเมตริกของความเข้มของการแผ่รังสีที่แข็งตัวแล้ว-ส่วนที่ 1: หลักการทั่วไป องค์การระหว่างประเทศเพื่อการมาตรฐาน, 2020. (วิธีการวัดความสม่ำเสมอของความเข้มการบ่มด้วยรังสียูวี, การกระจายแสงในความกว้างของราง)
- ทัปปิ ที 494-om-92. คุณสมบัติการแตกหักของแรงดึงของกระดาษและกระดาษแข็ง สมาคมเทคนิคแห่งอุตสาหกรรมเยื่อและกระดาษ พ.ศ. 2535 (ความต้านทานแรงดึงของกระดาษ การยืดตัวของแตกหัก การคำนวณโมดูลัสการวิเคราะห์ข้อต่อความเร็ว)
- มาตรฐาน ASTM D882-18(2022) วิธีทดสอบมาตรฐานคุณสมบัติแรงดึงของฟิล์มพลาสติกบาง ASTM International, 2022 (การทดสอบแรงดึงของพื้นผิวฟิล์มบาง ความยืดหยุ่นเทียบกับพฤติกรรมการเปลี่ยนรูปพลาสติก โมดูลัสและข้อมูลการยืดตัวของบานเกล็ด)
