Как работает двухцветная флексографская печатная машина?

A Двухцветная флексографская печатная машинанаходится где-то между простым и гибким. Полнопоточная-печатная машина использует 6, 8 или 10 цветных машин. Однако двухцветная-упаковка позволяет выполнять большую часть ежедневной упаковочной работы в мире, например, коробки из гофрированного картона, пакеты из полиэтиленовой пленки, бумажные мешки и этикетки,-чувствительные к давлению. В этих работах дизайн бренда не требует более двух проходов чернил, чтобы четко читаться и соответствовать требованиям.

Чтобы понять работу машины, проведите чернилами от паза уплотнения к керамическому гравировальному валу, затем к гибкой рельефной пластине, а затем к движущемуся материалу. Делается последовательно в два этапа. Каждый отпечаток должен совпадать с предыдущим, с небольшой разницей в расстоянии.

Почему флексографская печать доминирует в упаковке

Размер полиграфической отрасли показывает важность машины еще до изучения того, как она работает. По данным Grand View Research, мировой рынок флексографской печати оценивается в 8,84 млрд долларов США в 2023 году и может достичь 11,5 млрд долларов США к 2030 году. Этот рост происходит за счет гибкой упаковки, коробок из гофрированного картона и печати этикеток. В отличие от офсетной литографии, флексопечать можно печатать на различных материалах, включая пластик, металлическую фольгу, нетканый материал и картон. Это связано с тем, что чернила стекают с приподнятой резиновой или полимерной пластины, а не с плоской или травленой поверхности. Этот процесс работает в системе непрерывной прокатки, поэтому он больше подходит для быстрых линий по производству упаковки, чем заводской подход.

Двухцветная-конфигурация обеспечивает оптимальное соотношение цены и качества. По сравнению с четырех- или шестицветными машинами это снижает затраты на оборудование, сокращает время, необходимое для замены чернил, а также сокращает объем работ по техническому обслуживанию. Он по-прежнему обрабатывает большинство дизайнов упаковки. Для многих работ требуется только сплошной цвет фона и буквальный цвет или цвет логотипа.

Этап 1: Подготовка фотополимерной пластины

Все печатные изображения начинаются с фотополимерной пластины. Это гибкий лист из светочувствительной смолы, прикрепленный к пластинчатому цилиндру. В современном флексографском производстве лазерная система удаляет слой черной маски с цифрового изображения пленки или непосредственно удаляет часть поверхности полимера. Ультрафиолетовый свет затем затвердевает открытые участки. Неэкспонированные части смываются во время проявки. Это оставляет неровности и линии на поверхности. Форма этих выступов, например форма точек, угол края и текстура поверхности, определяют, как краска передается во время печати.

Ключевой деталью является твердость пластины, или твердость. Обычно он работает в гибкой упаковке с твердостью от 25 до 65 по Шору. Более мягкие пластины прижимаются большее количество раз в процессе печати, поэтому скорость распространения точки выше. Более твердые пластины оказывают меньшее давление, но их нужно точнее устанавливать на цилиндры. В двух-машинах каждая цветная станция использует свою собственную пластину. Прежде чем начать печать, обе пластины должны быть выровнены по одной и той же ссылке. Если два файла изображения неправильно выровнены, ошибка сохраняется на протяжении всего задания печати и отображается как ошибка регистрации.

Этап 2: Анилоксовый вал – дозирование чернил по микронной шкале

Важнейшей частью флексографской печати является анилоксовый вал. Это стальной или алюминиевый цилиндр с керамической поверхностью. Лазер разрезает миллионы крошечных чашечек, называемых клетками, в форме правильного шестиугольника. Каждая ячейка содержит определенное количество чернил. Валик вращается через лоток для чернил или систему с закрытыми ячейками, и чернила заполняют ячейки. Затем поверхность протирают лезвием врача, чтобы чернила оставались внутри ячеек. Анилоксовый вал затем касается флексографской формы, и краска перемещается из ячеек на выступающую поверхность отпечатка.

Линейный экран (LPI):Количество рядов ячеек на дюйм. LPI для грубого гофрокартона составляет около 200. Тонкая печать этикеток может достигать 1200 LPI и более.

Объем ячейки:Количество чернил в ячейке. Рулон 3,5 млрд. куб.см с плотностью 360 LPI использует меньше чернил, чем рулон 200 LPI с плотностью 8,0 млрд. куб.см. Объем чернил контролирует яркость и интенсивность отпечатка.

Керамический слой очень твердый, около 68–72 HRC (шкала Роквелла C). Он устойчив к износу лезвия врача с течением времени. Если анилоксовый вал хорошо очищен и обработан, он может проехать сотни миллионов футов по прямой, прежде чем объем ячейки упадет слишком низко. Элементы изнашиваются быстрее и становятся меньше, если операторы используют грубые чистящие салфетки или сильные щелочные химикаты.

Двухцветные машины-обычно используют закрытую систему внутренних ракелей на каждой печатной станции, а не открытый лоток для чернил. Система хранит чернила в герметичной полости с двумя лезвиями на анилоксовом валу. Одно лезвие контролирует уровень чернил, а другое — слой чернил внутри полости. Это уменьшает высыхание чернил, снижает окисление и позволяет цвету меняться быстрее, чем в открытых системах.

Этап 3. Перенос краски на подложку – оттиск

Чернила катятся из анилоксового листа к формному цилиндру и к зажиму пластины. Это момент, когда печатный цилиндр выталкивает материал на пластину. Сила легкая. Это часто называют впечатлением «поцелуя». Правило отрасли заключается в использовании минимального давления и обеспечении адекватного переноса краски. Избыточное давление приводит к увеличению точек, то есть растровые точки будут больше запланированного. Это также приводит к размытию изображения в направлении движения, что увеличивает износ пластины.

Для двухцветной флексографской печатной машины существует два основных способа настройки оборудования. Один из методов — встроенные макеты, при которых одна станция следует по прямому веб-пути к другой. Другой вариант представляет собой конструкцию центрального печатного барабана с двумя пластинчатыми цилиндрами, прижатыми к большому центральному барабану. В центральной печатной системе материал остается на валу во время печати. Это обеспечивает стабильность веб-страницы и упрощает выравнивание цветов. Линейные системы более распространены при узкой ширине полотна и печати на гофре, где материалы более жесткие.

Этап 4. Контроль напряжения и регистрация перекрестных-станций

Ошибка регистрации – основная проблема качества двух-флексографской платформы. Когда подложка перемещается от первой ко второй станции, механические силы могут растягивать, расслаблять или смещать полотно вбок. Величина натяжения зависит от модуля упругости материала. Например, полиэтиленовая пленка будет растягиваться при натяжении 50 Н/м иначе, чем крафт-бумага или полипропиленовые ткани при таком же натяжении.

Современные двухцветные-печатные машины с сервоприводом- решают эту проблему, используя отдельные цифровые приводы на каждом печатном цилиндре. Они контролируются обратной связью энкодера. Регистрационные метки, напечатанные на первой станции, обнаруживаются ПЗС-камерой или фотодатчиком перед второй станцией. Если возникает ошибка положения, система отправляет сигнал сервоконтроллеру. Затем контроллер регулирует разность фаз пластины и цилиндра во время работы. Исследование вТранзакции IEEE по промышленной электроникеиISA-транзакции(ScienceDirect, 2025) показывает, что сочетание моделей растяжения материала с прямой связью с замкнутым-управлением с обратной связью может снизить ошибки регистрации до ±0,1 мм. В нормальном диапазоне человеческий глаз не может увидеть погрешность такого уровня.

Контроль натяжения также разделен на области, включая секцию размотки, секцию между станциями и секцию перемотки. В каждой зоне используется собственный тензодатчик или система обратной связи с танцорными роликами. Это предотвращает распространение напряженности в Интернете и влияние на регистрацию. Двух-печатные машины имеют меньше зон натяжения, чем большие многоцветные-машины, но основной принцип тот же. Стабильное и контролируемое натяжение полотна необходимо для обеспечения выравнивания печати.

Этап 5: Сушка и отверждение чернил

Флексографские краски можно разделить на три категории. Каждый тип чернил имеет разные методы высыхания.

Чернила на водной-основеявляются наиболее распространенным типом упаковки пищевых продуктов в развитых странах. Когда вода испаряется, они высыхают. Это происходит в каналах сушки инфракрасным излучением или горячим воздухом между печатными машинами или после них. Глава SpringerLinkПоверхностные явления во флексографских красках на водной-основе(Klass & Lagus, 1994; до сих пор цитируется в исследованиях чернил) объясняет, как баланс поверхностно-активных веществ и контроль вязкости влияют на образование чернил на гладких материалах, таких как полиэтиленовая пленка. Содержание ЛОС в чернилах на водной-основе намного ниже, поэтому местные нормы могут снизить требования к соблюдению требований по загрязнению воздуха.

Чернила,-отверждаемые УФ-излучениемзатвердевает под воздействием УФ-излучения или ультрафиолетового-светодиодного света после каждой печати. Свет вызывает быстрые химические реакции, которые превращают жидкие чернила в твердые пленки. Это отверждение происходит почти мгновенно, поэтому печать может осуществляться на высокой скорости без необходимости длительной сушки в сушильных шкафах. УФ-системы также не выделяют летучих органических соединений. Однако неотвержденные УФ-чернила могут вызвать раздражение кожи, и необходимо контролировать количество остаточных химических веществ, попадающих в упаковку, контактирующую с пищевыми продуктами.

Чернила на основе растворителей-до сих пор используются в некоторых глянцевых-пленках. Но их использование сокращается из-за строгих экологических норм. EuPIAРуководство по типографским краскам Руководство по материалам, контактирующим с пищевыми продуктами(обновлено в 2022 г.) устанавливает ограничения и правила безопасности для всех типов чернил. Печатники, использующие двухцветную флексографскую машину, должны проверить, что материал чернил соответствует местным нормам по упаковке пищевых продуктов.

Этап 6. Распространенные дефекты печати и их основные причины

Чтобы понять принцип работы двухцветной флексографской печатной машины, необходимо разобраться в причинах неисправностей:

Исследование по моделированию растискивания, опубликованное вПЛОС ОДИН(2025) показывает, что можно корректировать файлы цифровых пластин перед печатью, используя метод наименьших квадратов. Эта предкомпенсация учитывает-специфическое увеличение тона печати и помогает контролировать рост точек. С помощью этого метода усиление точек средних тонов можно поддерживать на уровне около ±2 %, что делает двухцветную печать более стабильной и предсказуемой на разных материалах.

Этап 7: Соблюдение требований по контакту с пищевыми продуктами

Когда двухцветная флексографская печатная машина используется для упаковки пищевых продуктов, система красок должна соответствовать правилам контакта с пищевыми продуктами. В США FDA 21 CFR охватывает концепции непрямых пищевых добавок и функциональных барьеров. В Европейском Союзе ограничения миграции предусмотрены Регламентом (ЕС) 1935/2004 и Регламентом (ЕС) 10/2011 о пластиковых материалах. Эти пределы обычно составляют примерно 60 мг/кг пищевого имитатора для общей миграции. Система рекомендаций EuPIA также включает печатные краски в многослойных упаковках для поверхностей, не-контактирующих с пищевыми продуктами. Он устанавливает правила компенсации миграции и требует, чтобы компоненты чернил соответствовали утвержденным спискам.

Соблюдение требований распространяется по всей цепочке поставок. Поставщик чернил предоставляет данные об ингредиентах и ​​расчеты миграции. Оператор печати контролирует процесс печати, чтобы избежать переноса краски между слоями. Владелец бренда выбирает структуру упаковки и барьерные материалы. Двух-печать сама по себе не создает дополнительных рисков соблюдения требований по сравнению с восьми-печатными машинами. Но с каждым добавлением чернильной станции или типа чернил добавляется больше материалов, которые необходимо проверять.

Система, а не последовательность

Двухцветные флексографские печатные машины-работают не индивидуально, а вместе контролируемым образом. Анилоксовый вал с гравировкой удерживает фиксированное количество чернил. Фотополимерная пластина превращает чернила в прозрачные точки. Слепочный зажим перемещает точку на подложку с минимальными искажениями. Система сушки закрепляет слой краски до того, как он достигнет второй станции. Система серворегистрации удерживает второй цвет поверх первого в очень небольшом диапазоне, невидимом невооруженным глазом. Если одна часть выходит из-под контроля, проблема распространяется. Если вы нанесете слишком много чернил на анилокс, точки вырастут. Регистрация смещается, если натяжение полотна нестабильно. Если вязкость чернил неправильная, на сплошных участках будут видны небольшие отверстия.

Для инженеров по снабжению и менеджеров по производству спецификации являются лишь частью общей картины. Диапазон объема анилоксовой ячейки, точность сервопривода, тип системы подачи чернил (камерная или открытая), мощность сушки на метр ширины полотна и диапазон регулирования натяжения — все это определяет фактическую производительность машины. Эти факторы определяют фактическое качество печати в повседневном производстве.

Ссылки

• Исследование Гранд Вью.Отчет о размере и доле рынка флексографской печати, 2030 г., 2024.
• Исследование рынка Сиона.Размер рынка флексографской печати, тенденции и прогноз роста на 2024 год.
• Harper Corporation of America / Технический справочник по качеству покрытий.Техническое обслуживание керамического анилоксового валика и измерение объема ячеек, 2023.
• Класс, К. П. и Лагус, М. «Поверхностные явления флексографских красок на водной основе для печати на полиэтиленовых пленках». Springer (в: «Флексография: принципы и практика», FTA), 1994 г. (цитируется в текущей практике составления чернил)
• «Математическое моделирование и стратегии компенсации растискивания печати, 2025 г.».Транзакции IEEE по промышленной электронике / Транзакции ISA(СайенсДирект). Гибридное моделирование веб-печатной машины и управление регистром компенсаций, 2025 г.
• IEEE Эксплор.Анализ механизма и технология управления точечным расширением и регистрацией во флексографской печати, 2026.
• ЕвПИА.Руководство по типографским краскам для материалов и изделий, контактирующих с пищевыми продуктами. Пересмотрено в 2022 году.
• Европейский парламент. *Регламент (ЕС) №. 1935/2004 о материалах и изделиях, предназначенных для контакта с пищевыми продуктами*. ЭУР-Лекс, 2004.
• Европейская комиссия. *Регламент (ЕС) №. 10/2011 о пластиковых материалах и изделиях, предназначенных для контакта с пищевыми продуктами*. EUR-Lex, 2011 г. (с поправками).