So erreichen Sie die Lokalisierung importierter Kaltdauerwellenmaschinen
Da in den letzten Jahren die Anforderungen der Kunden an Qualität, Effizienz und Fälschungssicherheit von Druckprodukten gestiegen sind, ist der Einsatz der Inline-Kaltprägetechnologie in Druckprozessen immer häufiger geworden. Unter Kaltprägen versteht man den Vorgang, bei dem das vorherige Druckwerk einen Kaltprägekleber auf das Papier aufträgt und das nachfolgende Druckwerk die Kaltprägefolie direkt mit dem mit Kleber-beschichteten Papier verpresst. Die mit Klebstoff versehenen Bereiche haften dann auf der Kaltprägefolie, sodass die Kaltprägefolie auf das Papier „gedruckt“ wird und so ein Inline-Kaltprägedruck erreicht wird.
Derzeit werden die im Inland verwendeten Kaltprägemaschinen hauptsächlich importiert, wobei üblicherweise die Kaltprägemaschine Foilstar des deutschen Unternehmens Heidelberg (Abbildung 1) und die Kaltprägemaschine Optima des niederländischen Unternehmens Vinfoilg (Abbildung 2) zum Einsatz kommen. Beide Maschinen können nahezu alle Anforderungen an die Kaltprägung beim Drucken erfüllen. Dieser Artikel beginnt mit der Analyse der Eigenschaften der beiden oben genannten importierten Kaltprägemaschinen und untersucht mögliche Ansätze für die inländische Produktion von Kaltprägemaschinen.
Abbildung 1 Kaltprägemaschine „Foilstar“ von Heidelberg, Deutschland
Abbildung 2 Kaltfolienmaschine Optima von Vinfoil, Niederlande
Um einen reibungslosen Transfer der Kaltfolie zu gewährleisten, müssen bekanntlich die Kaltfolie der Kaltfolienmaschine und das Papier der Druckmaschine synchron arbeiten. Mit anderen Worten: Die Kaltfolie und der Gummituchzylinder müssen die gleiche lineare Geschwindigkeit haben, was bedeutet, dass die Kaltfolie innerhalb eines Rotationszyklus des Gummituchzylinders eine Länge zurücklegen muss, die dem Umfang des Gummituchzylinders entspricht. Allerdings erfordern nicht alle Druckmaterialien eine vollflächige-Kaltfolie. Wenn der Bereich der Bilder und Texte, die auf dem bedruckten Papier kaltfolieniert werden müssen, klein ist, ist die Verschwendung von Kaltfolie größer und höhere Kosten sind unvermeidlich. Um die Verschwendung von Kaltfolie zu reduzieren, verfolgen die beiden Maschinen ähnliche Ansätze zur Lösung dieses Problems.
Foilstar Kaltfolienmaschine von Heidelberg
Die eigentliche Kaltfolienmaschine von Foilstar ist in Abbildung 3 dargestellt. Sie verwendet den in Abbildung 4 gezeigten Schrittmechanismus der Tanzeinheit, um das Problem des Kaltfolienabfalls anzugehen. Wenn sich der Gummizylinder in den leeren Bereich des Druckzylinders dreht, entsteht ein Spalt zwischen den Oberflächen der beiden Zylinder. Mithilfe des Schrittmechanismus (wie in den Positionen 1 und 2 in Abbildung 5 dargestellt) ziehen zwei Sätze von Schrittrollenmechanismen, die von Servomotoren an den Positionen 1 und 2 angetrieben werden, die Kaltfolie schnell zurück, sodass ungenutzte Kaltfolie wieder zum Drucken verwendet werden kann, wodurch die effektive Nutzung der Kaltfolie verbessert wird.
Abbildung 3: Tatsächliches Foto der Kaltdauerwellenmaschine von Foilstar
Abbildung 4 Schrittmechanismus der Tanzeinheit
Abbildung 5 Schrittmechanismus im Schrittgerät
Um es intuitiv besser zu verstehen, hat der Autor ein einfaches mathematisches Modell erstellt, um die effektive Ausnutzungsrate der Kaltprägefolie zu veranschaulichen. Die mathematischen Modelle von Kaltprägefolien ohne und mit Stufen sind in Abbildung 6 dargestellt.
Abbildung 6 Mathematisches Modell einer Kaltprägefolie mit und ohne Sprungschritte (Einheit: mm)
Annahme 1: Kaltprägegrafiken gibt es in verschiedenen Formaten, was Berechnungen relativ schwierig macht. Hier wird ein quadratischer Block zur Simulation und Berechnung ausgewählt.
Annahme 2: Da die Breite der Kaltprägefolienrolle größer sein muss als die Breite der Kaltprägegrafik, ist der Abfall in dieser Richtung fest und unvermeidbar. Daher wird der Abfall in dieser Richtung nicht berücksichtigt. Kunden können je nach Bedarf Kaltprägefolienrollen mit der entsprechenden Breite wählen.
Annahme 3: Da es sich bei der Foilstar-Kaltprägemaschine um eine intermittierende Kaltprägemaschine mit kontinuierlichem Zug handelt, ist sie nicht durch den Umfang der Gummiwalze eingeschränkt. Diese Größe wird zur Berechnung hauptsächlich zum Vergleich mit der unten erwähnten Optima-Kaltprägemaschine verwendet (am Beispiel der CD102). Den Berechnungen zufolge ist die effektive Ausnutzungsrate der Kaltprägefolie in Tabelle 1 dargestellt.
Tabelle 1 Effektive Ausnutzungsrate der Kaltprägefolie
Es ist ersichtlich, dass ohne Verwendung des Schritt--Überspringmechanismus die Verschwendung von Kaltprägefolie umso größer ist, je kleiner die Kaltprägegrafiken sind. wohingegen nach Verwendung des Schritt--Überspringmechanismus der Abfall an Kaltprägefolie relativ gering ist, was das Problem des Kaltprägefolienabfalls nahezu perfekt löst.
Die Kaltprägemaschine OPtima von Vinfoil
Die Kaltprägemaschine OPtima geht den Kaltprägefolienabfall auf ganz andere Weise an als die Kaltprägemaschine Foilstar. Es ist mit einer MFU-Einheit ausgestattet (Abbildung 7). Das Designkonzept besteht darin, dass die Kaltprägefolie nach dem einmaligen Bedrucken nicht direkt zur Recyclingwalze gelangt, sondern an der MFU-Einheit vorbei durch die Gummituchwalze zum erneuten Bedrucken gelangt. Die MFU-Einheit verfügt über zwei von einem Servomotor gesteuerte Papierdrehstangen, die ihre Position ändern können, um den seitlichen Abstand einzuhalten, der für das gedruckte Design zwischen der Kaltprägefolie und der vorherigen Folie erforderlich ist. Ein weiterer Servomotor kann die gesamte Aufwärts--und-Abwärtsposition der MFU-Einheit einstellen und dadurch die Prägeposition der Kaltprägefolie ändern, sodass der zuvor ungenutzte Teil der Folie wieder verwendet werden kann, wodurch die effektive Ausnutzungsrate der Kaltprägefolie verbessert wird.
Abbildung 7 MFU-Einheit der Kaltprägemaschine OPtima
Die Kaltprägemaschine OPtima ist mit zwei MFU-Einheiten ausgestattet, die eine flexible Auswahl verschiedener Druckmethoden ermöglichen: Eine Kaltprägefolie mit einer Rolle kann eine, zwei oder drei Schichten drucken, oder Kaltprägefolien mit einer Rolle können jeweils eine oder zwei Schichten drucken. Wie in Abbildung 8 dargestellt, zeigt ein Diagramm den Einzelrollendruck von drei Schichten (links) und den Druck von zwei Rollen mit jeweils zwei Schichten (rechts).
Abbildung 8 Einzel-Rollendruck mit drei Filmen (links) und zwei Rollen, die jeweils zwei Filme bedrucken (rechts)
Unter Bezugnahme auf das mathematische Modell in Abbildung 9 ist die effektive Ausnutzungsrate der Kaltprägefolie in Tabelle 2 dargestellt. Es ist ersichtlich, dass die effektive Ausnutzungsrate der Folie der Kaltprägemaschine OPtima offensichtlich etwas schlechter ist als die der Foliestar-Kaltprägemaschine mit Stufensprungmechanismus.
Abbildung 9 Mathematische Modelle des Zwei---Filmdrucks und des Drei---Filmdrucks (Einheit: mm)
Tabelle 2 Effektive Ausnutzungsrate der Kaltprägefolie
Sobald Sie die wichtigsten Punkte der Funktionsweise importierter Kaltfolienprägemaschinen verstanden haben, können Sie Hinweise und Anweisungen für die inländische Produktion geben. Derzeit ist die MK1020/750CF-Einheit von Tianjin Changrong die heimische Kaltfolienprägemaschine, die eine relativ gute Leistung erbringt. Der technische Ablauf ähnelt dem der Kaltfolienprägemaschine „Foilstar“ und verfügt über eine Stufenvorrichtung vom Typ „Wippe“. Laut offizieller Website beträgt die maximale Druckgeschwindigkeit 8.000 Blatt pro Stunde. Die Kaltfolienprägemaschine „Foilstar“ mit der Step-Funktion, wie sie in der Bedienungsanleitung steht, kann beim Drucken im Maximalformat eine maximale Geschwindigkeit von 10.000 Blatt pro Stunde erreichen. Im tatsächlichen Einsatz kann die normale Druckgeschwindigkeit bei kleinformatigen Produkten 12.000 Blatt pro Stunde oder sogar 13.500 Blatt pro Stunde erreichen. Daher gibt es in dieser Hinsicht im Inland noch Raum für Verbesserungen.
Derzeit gibt es für den Haushalt keine Kaltfolienprägemaschine, die dem Optima-Design ähnelt. Das Designkonzept dieser Maschine hinsichtlich der Wiederverwendung von Kaltfolienfolie besteht darin, Längsprobleme durch einen horizontalen Ansatz zu lösen, was sehr genial ist. Während des Druckvorgangs wird die Geschwindigkeit der Kaltfolienfolie mit der Druckmaschine synchronisiert und bleibt konstant und erreicht bis zu 18.000 Bogen pro Stunde. Für interessierte Einzelpersonen und Unternehmen lohnt es sich, dies zu studieren und auszuprobieren, und wir freuen uns darauf, bald ähnliche Kaltfolienprägemaschinen für den Heimgebrauch zu sehen.