Tintenretter

Der Siebdruck ist derzeit eine der am häufigsten verwendeten Drucktechniken. Im Bereich des Verpackungsdrucks handelt es sich um ein Hilfsverfahren, das hauptsächlich für die Oberflächenveredelung von Druckerzeugnissen verwendet wird, wie z. B. die Erzielung von Mattierung, Lichtbrechung, Eismustern und teilweisem Glanz auf Verpackungsschachteln für Zigarettenpackungen und Spirituosentüten, wodurch der Verpackung künstlerische Effekte wie dreidimensionale, geprägte, hochglänzende, funkelnde, farbenfrohe und matte Effekte verliehen werden.

Im Vergleich zu Offset-, Tief- und Flexodruckgeräten sind Siebdruckmaschinen einfacher aufgebaut. Ihre Tintenversorgungsmethode erfolgt größtenteils manuell. Aufgrund der periodischen Natur des manuellen Einfärbens variiert die Farbe von Druckerzeugnissen stark, und wenn Farbunterschiede über den Standardbereich hinausgehen, entstehen fehlerhafte Produkte; Manuelles Einfärben erfordert häufig eine Abschaltung, was zu einer geringeren Geräteauslastung führt. Derzeit handelt es sich bei den meisten Siebdruckfarben um UV-Tinten, die ätzend sind. Beim manuellen Einfärben kann Tinte leicht die Haut verunreinigen und Verätzungen verursachen, was Sicherheitsrisiken und andere Probleme mit sich bringt. Um die Produktqualität sicherzustellen, die Geräteauslastung zu verbessern und Sicherheitsrisiken zu reduzieren, wollten wir den herkömmlichen manuellen Tintenwechsel durch ein automatisches Tintenversorgungssystem ersetzen.

Ursachenanalyse

Siebdruckplatten sind siebartige Lochplatten. Beim Drucken wird zunächst Tinte auf die Platte gegossen, und unter dem Druck des Rakels dringt die Tinte durch die Maschenlöcher und wird auf das Substrat übertragen. Die matte Siebdrucktinte hat eine höhere Viskosität und größere matte Pulverpartikel (im Allgemeinen 15 bis 60 μm). Wenn neue Tinte in das Gerät eingefüllt wird, passieren zunächst kleine Mattierungspartikel das Sieb. Mit zunehmender Druckzeit nimmt der Mattpulvergehalt der Tinte auf der Platte ab, während sich größeres Mattpulver auf der Platte ansammelt, wodurch der Farbton der Farbschicht auf dem Substrat heller wird. Der Farbunterschied wurde immer größer. Wenn der Farbunterschied den Standardbereich überschreitet, müssen Bediener die Maschine anhalten, um die Tinte auszutauschen (die alte Tinte von der Druckplatte auffangen und durch neue Tinte ersetzen). Die lange Ausfallzeit ist die Hauptursache für eine geringe Geräteauslastung.

Lösung

01/ Problem-Lösungsansatz

Um effektive Lösungen zu finden, müssen Sie zunächst die Funktionsprinzipien der Geräte verstehen. Wenn Sie mit dem in Abbildung 1 gezeigten vollautomatischen Siebdrucker manuell Tinte einfüllen, heben Sie zuerst das Aushärtemesser und das Abdeckmesser an und gießen Sie Tinte auf den leeren Bereich nahe der Mitte am Ende der Platte. Senken Sie dann die Rakel und die Abdeckklingen ab, und die Farbe befindet sich nun in dem parallelen Bereich, der von der Rakel und den Abdeckklingen gebildet wird.
Abbildung 1 Vollautomatische Siebdruckmaschine

Während des Druckens wird die Farbwalze bei laufendem Gerät bis zu einer Höhe von 0,3–0,5 mm über die Druckplatte gedrückt (die Höhe kann je nach Farbauftrag angepasst werden). Die Druckplatte bewegt sich nach hinten, wobei sich die Hinterkante der Platte vom Rakel und der Farbwalze wegbewegt. Der Rakel und die Farbwalze bleiben stationär, um den Farbvorgang abzuschließen. Zu diesem Zeitpunkt hat sich der Druckzylinder um 180 Grad gedreht. Wenn der Druckzylinder das Papier erfasst und sich weiter dreht, beginnt sich die Bewegungsrichtung der Druckplatte umzukehren und vorwärts zu bewegen, wobei sich die Hinterkante der Platte in Richtung Rakel und Farbwalze bewegt. Die Farbwalze hebt sich, der Rakel drückt nach unten und die Farbe auf der Druckplatte wird durch die Maschenöffnungen im Bildbereich vom Griffpunkt bis zur Hinterkante unter dem Rakeldruck auf den Bedruckstoff übertragen. Zu diesem Zeitpunkt hat sich der Druckzylinder um 360 Grad gedreht. Das Gerät läuft weiter und wiederholt die oben genannten Aktionen in einem Zyklus, sodass der Druckvorgang fortgesetzt werden kann. Das Druckwerk und die Druckplatte der vollautomatischen Siebdruckmaschine sind in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2 Druckwerk und Druckplatte der vollautomatischen Siebdruckmaschine

02/ Designkonzept

Das Gesamtkonzept des Designs besteht darin, die Druckluftquelle in der Nähe der vollautomatischen Siebdruckmaschine voll auszunutzen (im Allgemeinen erfolgen die Vorgänge der Druckplattenklemmung, des Rakels und des Flutbalkens an der Siebdruckmaschine pneumatisch, sind mit einem Luftkompressor ausgestattet oder verwenden ein zentrales Luftversorgungssystem zur Bereitstellung von Druckluft). Als Energiequellen kommen zwei pneumatische Membranpumpen oder explosionsgeschützte elektrische Tintenpumpen zum Einsatz. An die zwischen Rakel und Flutbalken installierte Farbversorgungsleitung ist eine Membranpumpe angeschlossen, die für die Versorgung mit neuer Farbe zuständig ist; Die andere Membranpumpe ist an die Tintenrücklaufleitung angeschlossen, die an beiden Enden des Rakelquerträgers installiert ist und für die Rückgewinnung verbrauchter Tinte zuständig ist. Durch die Abwärtsbewegung des Rakels und die Hin- und Herbewegung der Druckplatte sammelt die Farbsammelvorrichtung am vorderen Ende der Rohrleitung die Farbe und pumpt sie zurück. Die beiden Membranpumpen arbeiten zusammen, um den hin- und hergehenden Zyklus der Zufuhr neuer Tinte und der Rückgewinnung verbrauchter Tinte abzuschließen.

Spezifische Maßnahmen

01/ Installation der Tintenversorgungsleitung

Der Tintenauslass der Versorgungsleitung ist in der Mitte zwischen Rakel und Flutbalken installiert (der Mittelpunkt der Länge und der Mittelpunkt des parallelen Abstands zwischen beiden). Der Tinteneinlass der Versorgungsleitung befindet sich im Tintenreservoir, und eine Membranpumpe ist in der Rohrleitung zwischen Tintenauslass und Tinteneinlass installiert, um Strom bereitzustellen und kontinuierlich Tinte aus dem Reservoir anzusaugen und an die Druckplatte zu liefern.

Um den Mittelbereich zwischen Rakel und Flutbalken präzise mit Tinte zu versorgen und zu ermöglichen, dass die Tinte aufgrund der Schwerkraft und der Hin- und Herbewegung von Rakel und Flutbalken gleichmäßig von der Mitte zu beiden Seiten in den zwischen Rakel und Flutbalken gebildeten Kanal fließt, haben wir die Tintenzufuhröffnung in Form einer flachen Mündung gestaltet (Abbildung 3).

Abbildung 3: Flache-Tintenzufuhröffnung

02/ Installation der Tintenrücklaufleitung

Da die Farbe auf der Druckplatte innerhalb des zwischen Rakel und Dosierklinge gebildeten Kanals unter der Wirkung der Schwerkraft und der Hin- und Herbewegung von Rakel und Dosierklinge von der Mitte zu beiden Seiten fließt, sammelt sich die alte Farbe größtenteils in der Nähe der Seitenrahmen der Platte nahe der Bedienseite und der Antriebsseite an (Abbildung 4). Aus diesem Grund haben wir die Tintenrücklaufleitung mit zwei Tintensammelöffnungen entworfen, die jeweils an beiden Enden des Rakelquerbalkens installiert sind (Abbildung 5). Um eine effektive Farbsammlung zu gewährleisten, haben wir außerdem trapezförmige Farbsammelschaber an den Sammelöffnungen angebracht (Abbildung 6). Die Höhe der Schaber kann so eingestellt werden, dass sie die Druckplatte beim Herunterdrücken durch das Rakelmesser nur leicht berühren und so eine Farbsammlung gewährleisten, ohne die Platte zu beschädigen. Der nach unten gerichtete Druck des Rakelmessers in Kombination mit der Hin- und Herbewegung der Druckplatte treibt die Sammelschaber an, um die Farbe zu sammeln und zurückzupumpen.

Abbildung 4: Ort der Ansammlung alter Tinte

Abbildung 5 Einbauposition der Farbsammelöffnung und ihres Farbabstreifers am Rakelbalken

Abbildung 6 Tintenaufnahmeöffnung und ihr trapezförmiger Tintenaufnahmeschaber

03/ Installation der pneumatischen Membranpumpe

Zwei pneumatische Membranpumpen (Abbildung 7) sind jeweils an den Tintenvorlauf- und Tintenrücklaufleitungen installiert. Die pneumatischen Membranpumpen sind mit unabhängigen Schaltern und Gasflussregelventilen ausgestattet. Über die Schalter und Gasfluss-Steuerventile können Start, Stopp und Fluss der Tintenzufuhr und -rückführung unabhängig voneinander gesteuert werden.

Abbildung 7: Pneumatische Membranpumpe

04/ Konfigurieren des Tintenspeichertanks

Um sicherzustellen, dass die von der Maschine zurückgepumpte alte Tinte wiederverwendet werden kann, haben wir einen Tintenvorratstank konfiguriert (Abbildung 8). Der Tintenvorratstank ist zylindrisch mit einem Deckel, und auf dem Deckel ist ein pneumatisches Rührwerk installiert. Das pneumatische Rührwerk verfügt über einen unabhängigen Schalter und ein Geschwindigkeitsregelventil, sodass es unabhängig starten, stoppen und die Geschwindigkeit anpassen kann. Das Ende der Tintenversorgungsleitung ist in den Tintenvorratstank eingetaucht, und die Membranpumpe liefert die Energie, um kontinuierlich Tinte vom Vorratstank zur Druckplatte zu fördern. Das am Farbvorratsbehälter installierte pneumatische Rührwerk dient derzeit dazu, alte und neue Farbe vollständig zu vermischen. Die von der Maschine zurückgepumpte alte Tinte wird nicht direkt in den Vorratstank gegeben; Es muss zunächst mit einer Mühle nachgemahlen werden und anschließend wird ein bestimmter Anteil an Farbanpassungsöl hinzugefügt, um die Drucktauglichkeit wiederherzustellen und die Qualität neuer Tinte zu erreichen. Anschließend wird es in einem bestimmten Verhältnis in den Vorratsbehälter gegeben und mithilfe des pneumatischen Rührwerks gründlich mit der neuen Farbe vermischt.

Abbildung 8 Tintenvorratstank mit pneumatischem Rührwerk



05/ Installation des zentralen Steuerungssystems



Um den Betrieb zu erleichtern, eine Automatisierung der Zufuhr neuer und alter Tinte sowie Genauigkeit und Kontinuität der Tintenzufuhr und -rückgewinnung zu erreichen, haben wir zusätzlich ein zentrales Steuerungssystem installiert, einen Steuerungs-Touchscreen gekauft (Abbildung 9), ein Steuerungsprogramm entworfen und eine integrierte Steuerung verschiedener Aktionen realisiert.

Abbildung 9 Physisches Diagramm des Touchscreens

Wirkungsüberprüfung

Nach Abschluss der Installationsarbeiten zeigte eine Betriebstestphase, dass das Problem der Produktfarbunterschiede, die durch die intermittierende Tintenzufuhr verursacht wurden, bei normalen Betriebsgeschwindigkeiten wirksam unter Kontrolle gebracht werden konnte. Da das automatische, zyklische Tintenversorgungssystem den manuellen Tintenwechsel vollständig ersetzte, konnten darüber hinaus Ausfallzeiten eingespart und die Geräteauslastung verbessert werden, während gleichzeitig die Sicherheitsrisiken durch chemische Verbrennungen der Tinte beseitigt wurden.