剖析卫星式柔版印刷机

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欢迎访问e展厅 展厅 4 柔印机/凹印机展厅 柔印机, 凸版印刷机, 凹版印刷机, ... 柔版印刷机的历史 柔版印刷是使用柔性印版，通过网纹辊传递油墨的印刷方式。英文名称称为：Flexopraphy。 柔性印版是在橡胶版、感光性树脂版等材料上制作出凸出的，所需图像镜像的印版——就像是小孩玩耍的土豆印。油墨转到印版（或印版滚筒）上的用量通过网纹辊进行控制。印刷表面在旋转过程中与印刷材料接触，从而转印上图文。 早在上世纪五、六十年代，国内印刷业前辈就已经将此种印刷方式引进到国内，但在那个时候它有另外一个名字：苯胺印刷机。由于当时的印刷认识以及相关配套原因，苯胺印刷没有能够发展起来，相反同期进入中国的平版印刷机、凹版印刷机却得到认可。直到上世纪七十年代，柔版印刷技术在印版以及陶瓷网纹辊的技术方面重大突破之后，得到迅猛发展。欧美的大多数包装印刷开始转向柔印方式。我国也从九十年代开始从国外引进相关的柔印设备，并在这几年得到快速发展。 柔版印刷机的结构 简单的说来，柔版印刷机目前分层叠式、机组式、卫星式三种结构。 层叠式柔版印刷机 层叠式柔版印刷机是结构最简单，价格最便宜的柔印方式。也是国内目前柔印市场中占有量最多的一种柔版印刷机。国内目前此类柔版印刷机最多的聚集地在珠江三角洲地区，早期由香港企业仿照日本机型，于上个世纪八十年代跟随国家改革开放政策开始在国内销售。主要用于手提购物袋、背心袋、简单的服装袋、电子元件外包装等产品的印刷。由于当时凹版制版时间以及价格方面原因，使得层叠式柔版印刷机以制版时间快、价格便宜、产品单价低等优势得到迅猛发展。随后九十年代开始出现国产层叠式柔版印刷机，并逐渐替代港商生产的层叠式柔版印刷机。具不完全统计，珠江三角洲的此类层叠式柔版印刷机超过3000台，从单色、二色到十色不等。目前在长江三角洲地区也有厂家在生产层叠式柔版印刷机，并经过吸收国外不干胶标签印刷设备，进入到标签印刷行业。层叠式柔版印刷机具有占地面积小、操作简单、价格便宜等优点。但是其缺点也比较突出，主要是套印精度低，只有±0.5mm，不能用于印刷高精度的包装产品。速度慢，受结构以及干燥原因，最快70m/min，部分机器单色印刷也能达到100m/min。 机组式柔版印刷机 同目前国内流行的凹版印刷机一样，采用机组排列组合方式。目前国内外制造商都提出一种平台概念，在这个平台上可以随意互换印刷色组或功能色组，达到工艺随意调换的需求，非常灵活。随着上世纪九十年代国内引进第一台设备至今，中华大地上已经有进口和国产的机组式柔版印刷机超过500台。而且每年还将以五十台以上的速度递增。机组式柔版印刷机的印刷基材范围广泛，操作方便，套印精度在±0.2mm之内，印刷速度属于中速范围，基本在200m/min以内。但是机组式柔版印刷机宽幅集中在600mm以下，业内也常称之为窄幅柔版印刷机。机组式柔版印刷机主要用于烟包、不干胶标签等附加值较高之产品， 卫星式柔版印刷机 卫星式柔版印刷机是柔版印刷方式在中国地区应用较少而发展也较慢的，这跟业内对其认识以及历史原因有较大关系。卫星式柔版印刷优点其实非常多，除开套印精度高、速度快等优点外。在印刷大面积色块（实地）时其实是有非常大的优势，这点同凹版印刷不相上下。由于采用了陶瓷网纹辊来精确控制载墨量，所以柔版印刷方式印刷大实地色块时，在不影响色饱和等前提下，每平米只需2~3g左右墨量即可。而凹版印刷则需要5g/m2甚至更高（有文章数据显示4~6g/m2），再加上所配套使用溶剂，单就油墨使用上来说实际成本已经远远高于柔印方式。另外的一个优点是让使用者值得关心的问题——能耗问题，由于柔版印刷结构、油墨、上墨量等关系，并不需要太多的热能，即可将印刷后的活件彻底干燥。所以通常一台8色的柔版印刷机，在速度300m/min的前提下，所使用的电加热方式功率不超过80KW/小时。而其他印刷方式通常都需要超过150kw/小时的能耗，甚至更高。对于目前国内用电形势不乐观的情况下，这可以说是非常好的一个消息。当然卫星式柔版印刷机还是有其缺点的。主要是在印刷还原方面，虽然可以印刷到175线的产品，但是随之相关成本的升高，整体应用同胶印、凹印等还是有差距。在印刷高线数的产品时，是有心无力。这是柔印的通病，也是最需要提高的地方。 “卫星式柔版印刷机”的组成部分 下面我们逐一从每个部分来进行介绍如何使用和选用“卫星式柔版印刷机”： 放卷部分 放卷部分同我们常见的卷材类放卷结构一样，可以分为单工位、上下双工位、翻转双工位等。其中各厂家根据自己的设计、材料选用、制造工艺等，在功能和外形上有较大区别，但是原理和最终的目的都是一样的。 单工位主要是用于大卷径材料，例如：卡纸、原纸。通常直径都在1270mm以上。上下双工位是一种非常简单的结构，直接安装在墙版侧边上。这样可以减少占地面积，缩小整机的尺寸，也方便安装调试，适合工作场地比较紧张的地方。部分上下双工位结构也可以实现不停机接换料。翻转双工位又可以分悬臂式翻转双工位和圆盘式翻转双工位，悬臂式翻转双工位就是我们所常见到的，凹版印刷机上应用得非常多的一种结构。此种结构比较单薄，大多数都是参照日本富士机型演变过来的。这种结构适用于塑料薄膜在速度200m/min以下的放卷。由于都是采用涡轮蜗杆副传动或齿轮副传动形式的翻转机构，在翻转过程中，其间隙以及悬臂刚性问题非常容易引起上下晃动，会影响到张力变化，从而影响到印刷品质。所以在速度300m/min的高速印刷机上通常都采用圆盘式翻转双工位。圆盘式结构非常紧凑，有采用同步带传动，也有采用齿轮传动。翻转过程中非常平稳，不会影响到印刷。 放卷的制动方式通常分四种：机械制动、磁粉制动、气动制动以及电机制动。机械制动是非常传动的结构，在层叠式柔版印刷机上经常能见到。磁粉制动是利用电磁原理对卷材进行制动的。气动制动主要用于大卷径纸张制动用，在大卷径制动时使用气动制动比磁粉制动要经济许多。电机制动是最近几年比较流行的一种制动方式，主要是使用了电机制动之后，可以实现非常多的自动化功能，例如：可以做到自动接换料时候的预驱动功能。 在放卷到印刷部分之间，通常还会根据需要加装行进中纠偏系统。以便对原材料在进入印刷之前对边缘不齐进行纠偏。 印刷部分 卫星式柔版印刷机的最大特点，就是具有一个大直径的中央印刷辊筒。该辊筒的直径通常都在1250～2700mm之间，采用双层壁结构，有利于中央印刷辊筒的温度控制。中央印刷辊筒的表面有一层镀镍保护层，镍层的厚度为0.3mm左右。中央印刷辊筒安装在滚柱轴承上将中央印刷辊筒的偏心误差控制在±0.008～0.012mm以内。所有的印刷都是围绕在这个辊筒上面完成的。所以这个辊成为整部机器的核心，它的内部结构、材料、机加工工艺、热处理方式、动静平衡量控制、以及使用过程中温度控制方式都决定了最终印刷品品质的好坏。为了能让基材在贴在辊筒表面下完成印刷，首先就先得确保辊筒表面的平整度以及转动过程中尽量小的跳动误差。所以一台优秀卫星式柔版印刷机辊面跳动误差必需控制额定的误差范围之内。同时为了降低印刷过程中热能差、外部环境昼夜温差等，热胀冷缩的物理变形对辊筒照成影响，通常都需要使用恒温循环系统对辊筒进行恒温控制。让辊筒保持恒定的温度，延长设备的使用寿命。 卫星式柔版印刷机的印刷机组，是采用环绕在中央大辊筒周围的，类似小卫星一样环绕在一颗大恒星旁边。因此此类型结构的设备都被成为卫星式。卫星式柔版印刷机同其他柔印方式一样，都是采用网纹辊递墨。 印刷机组的前进后退是靠机械方式的丝杆转动来完成的。根据机型配置不同，可以分为手动、半自动、全自动方式。当设备在进行粗调过程中时，可以使用全自动和半自动来完成前进、后退。在进行印刷精细调整时，使用手动方式微调。调整完毕之后，再使用液压锁紧机构将印刷机组固定在位置上。当因特殊原因紧急停车时，印刷机组内部的一个保护装置可以迅速将印刷机组整体往后移动一定距离，让印版离开中心压印辊筒表面。以免相互碰伤，损坏部件。 由于技术的更新及发展，在卫星式柔版印刷机上通常都采用了封闭式双刮刀腔式输墨系统以及陶瓷网纹辊。虽然柔印机中采用的是两辊式，正向刮刀式、反向刮刀式结构可实现定量供墨，但由于这几种都属于敞开式供墨，均由墨槽储墨，墨辊上的油墨一部分用于印刷，多余部分又返回墨槽，这种开放式结构使油墨大面积直接暴露于大气之中，若采用溶剂型油墨，溶剂挥发到空气中，又会造成油墨特性变化和环境污染；若使用水性墨，则易产生气泡，影响印刷质量。所以卫星式宽幅柔印机大多采用全封闭式双刮刀输墨系统，该输墨系统由刮刀座、两把刮刀、耐磨软材料制造的侧面密封板和网纹辊构成一个封闭墨腔，油墨经墨口将柔印油墨喷到网纹辊表面储存在墨室中，经反向刮刀刮墨，正向刮刀起密封作用。根据流体力学原理，油墨或清洗剂在墨斗中处于流动状态，因而，即使注入少量的油墨也能循环使用，用少量清洗剂即可快速清洗。由于封闭性好，对卫生与环保有很大好处。封闭式双刮刀腔式输墨系统由陶瓷网纹辊、两把刮刀、密封条、储墨容器、墨泵、输墨软管等部件组成。在全封闭系统中，刮刀、封条、衬垫、压板均装在一个腔式支架上，用机械方式(或气动式、液压式)把它们推向陶瓷网纹辊，并施加一定压力，再把输墨管和回流管分别接到墨泵和储墨容器上。该系统具有以下特点：定量供墨系统中采用反向刮刀结构，适合高速运转，避免了溶剂型油墨中溶剂的挥发和环境污染问题，解决了水性墨使用过程中伴随出现的泡沫问题。该系统还可以与自动清洗系统快速对接，便于实现快速清洗，以减少换墨时间和停机时间。 柔版印刷机的印版有两种安装方式，一种为On Board System 快速安装系统，在设备上直接快速更换印版，整个更换过程几分钟即可完成。另外一种为Off Board System拆卸式安装系统，这种装置需要将版辊从机器上卸下，通过换版装置来进行换版。 柔版印刷的印版都是通过双面胶粘贴在印版辊筒上的，为了达到最佳的贴版效果。通常每个厂家的设备都配有专门的贴版机。在贴版机上有二个放大装置（光学放大镜或电子放大镜），可以将细节放大。然后将版按照规定的要求准确无误的贴在印版辊筒上。 卫星式柔版印刷机在市场的需求下并通过工程人员技术创新，已经可以实现反面印刷功能。但是由于结构的影响，只能是采用3+3或者4+4方式。而且在某些产品印刷时，例如肠衣外包装膜印刷，一台8色1000宽幅的卫星式柔版印刷机，通过特殊的机构，可以做到500mm以下肠衣膜的8+8色方式正、反面印刷。 干燥部分 卫星式柔版印刷机分色间干燥和桥式干燥装置。色间干燥主要是将每色印刷完成好的油墨表层进行预干燥，以免影响到下一色印刷。当所有印刷都完成之后，再通过最后的桥式烘干装置进行彻底烘干。 印刷色组间的色间烘干装置以及桥式烘干装置均采用双回路循环空气，以减少对新鲜空气的需求量，从而降低对加热能源的消耗。通常其通道内部均装有温度检测杆，当达到设定的温度时，就会通过一个气缸控制空气阀门开启和关闭，以确保干燥通道内的恒温。 目前热能源的提供方式非常多，可以采用电加热、油加热、蒸汽加热以及燃气加热。根据不同产品，还可以配合印刷部分使用UV印刷及干燥等。 冷却部分 卫星式柔版印刷机的冷却主要是指的中心印刷辊筒的冷却和收卷牵引冷却。中心印刷辊筒的冷却主要是保持一定的恒温，以免影响到印刷精度和质量。收卷牵引冷却的作用，主要是将印刷完成的产品，经过干燥烘箱后所携带的温度进行冷却。以免收卷自然冷却后影响下一道复合工序。 收卷部分 收卷部分的结构同前面描述的放卷一样，通常也可以分为单工位、上下双工位、翻转双工位等。但在控制方式上，就有不同之处了。早期的做法是通过主电机传动给磁粉离合器，通过张力传感器来检测张力变化，由张力控制器来调节磁粉离合器的电流控制收卷的松紧。目前的主流都是通过变频电机来卷取，由一浮动摆臂检测张力的变化，通过角度电位器检测位移信号，转换成电信号后，传输到控制器，再反馈到变频器来控制电机的快慢。采用这种方式还可以通过PLC编程来实现较多的功能，例如：自动锥度张力、不停机接换料等。目前此类控制方式在凹版印刷机和柔版印刷机上都应用得非常成熟。 在收卷之前，为了保证产品的质量，卫星式柔版印刷机都配备了在线静止画面监视系统以及收卷前的行进中纠偏系统。前者可以通过显示器检测印刷质量、套印误差、油墨色差等等印刷问题。后者可以消除印刷后通过桥式烘干装置时基材跑偏的情况，让收卷更加整齐。 连线加工 卫星式柔版印刷机的连线加工能力一般，但是通过加装部件。可以实现连线模切、断张等功能。根据实际的产品需求情况，也可以加装凹印等机组。但是速度上的优势将会有所损失。比较常用的方式是纸张印刷后，通过光电跟踪色标，进行连线横切。 主传动 卫星式柔版印刷机的主传动可以分为两种：机械齿轮传动和电子轴无齿轮传动。机械齿轮传动方式的柔印机，其印版滚筒、网纹辊的转动是通过中心印刷辊筒齿轮带动印版滚筒齿轮，印版滚筒齿轮带动网纹辊的齿轮，形成同步转动。印刷品的重复长度取决于印版滚筒和印版滚筒的齿轮，而齿轮会受到节距和模数的影响，因此，印刷品的重复周长与齿轮的节距相同。而电子轴无齿轮传动的柔印机网纹辊的转动是通过印版滚筒直接带动的，解决了柔印机印刷产品重复长度受齿轮节距限制的问题。 卫星式柔版印刷机电子轴无齿轮传动的每个印刷机组由7个电机带动，其中4个电机带动印版滚筒、网纹辊的前后移动，1个电机控制印版滚筒的纵向套准和转动，1个电机控制印版滚筒的横向套准和印版滚筒的横行移动，1个电机带动网纹辊的转动。装版后输入印版滚筒的印版滚筒周长，通过PLC控制，使印版滚筒和网纹辊达到预印刷、预套准位置，大大缩短了印刷压力和印刷套准时间，同时也节省了原材料。 同时由于采用电子轴无齿轮传动，因此更换不同周长的印刷产品时，不需要更换齿轮。无齿轮传动卫星式柔印机更换一个机组上的柔性版滚筒和网纹辊仅需1分钟，大大缩短了更换产品时换版滚筒和网纹辊所花费的时间。 机械式齿轮传动结构简单，刚性好，成本低，适合初步接触柔印客户选用。电子轴无齿轮传动必须结合套筒式印版辊筒使用。结构复杂，维护和使用成本较高。但是随着制造技术的普及，电子轴无齿轮传动将会是行业趋势，其最终将取代机械传动。 控制部分 卫星式柔版印刷机的控制管理系统大致有3种形式：以手动调节为主的快速调控系统，以自动调节为主的电子信息系统和以全自动调节为主的数字化控制系统。数字化控制系统由7个步进电机来驱动印刷单元，利用PC／PLC技术管理和监视印刷区，实现轴向和周向的自动套准以及在停机时网纹辊低速转动，并通过调制解调器为整个印刷机提供故障诊断。 手动调节为主的快速调控系统操作简单，对操作人员的培训和维护也简单，入行门槛低。自动调节为主的控制系统，功能强大，结构复杂，功能繁多，自动化和人性化程度高，需要有高素质的工程技术人员维护及使用。 卫星式柔版印刷机技术发展非产快，在世界各地都有非常优秀的设备供应商为印刷厂家提供柔版印刷机。 从简单的手动快速调整型到自动控制多功能型，FEVA均能按照客户的需求完成。随着技术更新及制造成本的降低，一台美洲进口的高速卫星式柔版印刷机到岸价格在400万至1000万人民币之间。所以，卫星式宽幅柔版印刷机必将为包装印刷企业带来新的发展机遇。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (8/27/2008)