EN
Проблема геометрії та вимоги до вирівнювання в певних зонах
Як конусність стаканчиків та кривизна їхньої поверхні впливають на стандартні шаблони повторення?
Проблеми, пов’язані з геометрією у разі обладнання для друку на паперових стаканчиках, є значними. Працюючи з об’ємними формами замість плоских поверхонь, певний ступінь спотворення неминучий через як конічну звуженість, так і кривизну поверхні. Стандартні повторювані візерунки будуть неправильно зареєстровані під час друку на таких стаканчиках. Елементи дизайну друкуються на різних ділянках стаканчиків через те, що стаканчики звужуються до дна. У верхній частині стаканчиків друк буде надто розтягнутим, а в нижній — взагалі відсутнім. Затухлий друк, неправильно вирівняні логотипи та розмитий текст є типовими проявами цього процесу друку. Кінцевим результатом є пошкодження іміджу бренду, навіть попри використання високоякісних друкарських пластин. Ця проблема ще більше загострюється тим, що потокові лінії виробництва часто працюють зі швидкістю понад 200 метрів на хвилину. Коли помилки множаться при таких швидкостях, це призводить до несправності продукції та її естетично непривабливого вигляду.
Необхідна точність повторення на рівні менше міліметра в критичних зонах друку
Цей документ зосереджений на чотирьох критичних друкованих зонах і важливості точності при вирівнюванні цих друкованих зон. Перша друкована зона — це зона обрізки, яка має виходити за межі ліній розрізу. Друкована зона, що заходить у зону обрізки, дозволяє різальному пристрою видалити лінію підстригання замість того, щоб залишити білу лінію розрізу. Друга зона — це безпечна зона. Друковані зони в безпечній зоні можуть захищати важливі елементи художнього оформлення від обрізання, але також можуть створювати враження незавершеного дизайну. Третя зона — це зона запечатування. Адгезія фарби в зоні запечатування є критично важливою для функції запечатування упаковки. Остання критична зона — це зона нижнього згину. Зона нижнього згину є критичною, оскільки несумісне вирівнювання цієї зони може зробити всю упаковку структурно неповноцінною. Багато регулюючих органів (наприклад, FDA, ISO 2846-1) та галузь упаковки опублікували настанови щодо довжин повторення друкованих зон на упаковці, які знаходяться в межах ±0,3 мм. Саме тому виробники повинні налаштовувати своє обладнання відповідно до дизайну упаковки. Саме тому виробники упаковочних стаканчиків стикаються з проблемами, пов’язаними з невідповідностями у дизайні, експлуатаційних характеристиках та відповідності нормативним вимогам.
Механізм: взаємозалежність окружності циліндра, натягу та довжини повторення
Чому діаметр друкарського циліндра безпосередньо визначає базову довжину повторення в гнучких машинах для друкування паперових стаканчиків
Окружність друкарського циліндра є одним із головних факторів довжини повторення при друкуванні на гнучких паперових стаканчиках. Це пов’язано з тим, що саме друкарський циліндр визначає кількість повторень зображення. За кожне повне обертання друкарського циліндра на його поверхні друкується один зразок зображення, а відстань, яка при цьому друкується, дорівнює довжині окружності циліндра. Окружність обчислюється за допомогою числа π та діаметра, тому, наприклад, друкарський циліндр діаметром 300 мм створюватиме шаблон повторення довжиною 942 мм при кожному оберті. Єдиний спосіб змінити цю довжину — замінити циліндр іншим, і, отже, особливо важливо правильно виконати вимірювання на етапі підготовки до друку. У цьому випадку кількість обертів циліндра прямо пропорційна кількості разів, коли помилка у розрахунках буде повторюватися. При масштабному друку навіть похибка в 0,1 мм у розрахунках призведе до накопичення помилок. Саме це пояснює, чому, незважаючи на значний прогрес у інших етапах друкарського процесу, більшість виробників досі використовують спеціально виготовлені циліндри для друку різних дизайнов стаканчиків.
Як варіативність розтягнення та натягу субстрату впливає на узгодженість повторів під час високошвидкісних запусків
Коли паперова основа перебуває під натягом і впливом зовнішніх чинників, її поведінка є передбачуваною, але проблемною. Збільшення швидкості руху стрічки понад поріг 200 м/хв призводить до нестабільності натягу, що спричиняє розтягнення матеріалу на 0,2–майже 1 %, а це, у свою чергу, призводить до спотворення зображення на кінці кожного циклу друку на величину понад 2 мм. Ситуація ще гірша через гігроскопічне розширення, спричинене коливаннями вологи, неоднорідну товщину паперової основи та різну відстань між рулонами на розмотувальному пристрої. Ці чинники в сукупності призводять до спотворення повторюваних зображень на циліндрах, що викликає дефекти, зокрема виникнення фальшивих зображень, злиття кольорів та повне відсутність окремих елементів зображення. Навіть попри здатність сучасних високотехнологічних сервосистем регулювати розтягнення в межах 1 %, операторам все ще необхідно контролювати вологість повітря, товщину паперу та натяг стрічки, якщо потрібна точна суміжність зображень для мінімізації відходів матеріалу.
Наслідки реєстрації в галузі та багаторазової індивідуальної калібрування, що призводить до втрат.
Невиправлена геометрична деформація під час багаторазової індивідуальної калібрування призводить до значної неефективності в роботі. При повторних налаштуваннях нижні складки та зони ущільнення створюють ризик протікання та структурної слабкості, що призводить до неправильного зачеплення, деформації, логотипів, зміщених від центру, та розмитих зображень. Ці браковані друковані матеріали та пошкодження брендингу спричиняють:
Втрати матеріалу в обсязі 15–20 % через друковані матеріали, які не відповідають вимогам до реєстрації й відбраковуються перед відправленням.
Втрату загальної ефективності обладнання (OEE) через незаплановані простої, пов’язані з необхідністю повторної калібрування друкованих матеріалів.
Зростання витрат на доробку, що означає повторне виконання партій друкованих матеріалів із дефектами, що споживає додаткову робочу силу, енергію та фарбу.
У 2023 році в аналізі галузі «Інсайти щодо упаковки» зазначено, що повторне друкування з розбіжністю довжини повтору призводить до відходів, а також стверджується, що саме це явище відповідає за понад 30 % відходів під час друкування паперових чашок і спричиняє втрату прибутку на 8–12 % щозмінно. По суті, навіть 1 мм неврахованої похибки повтору збільшує обсяг відходів, тож незначна похибка призводить до значного обсягу браку.
Розвиток сервомоторів та можливості налаштування під різні розміри в сучасних машинах для друкування паперових чашок
У старих моделей систем користувачів змушували вручну замінювати циліндри, щоб виготовляти стаканчики різного розміру, і, відповідно, обмежували виробничі лінії одним розміром на кожен цикл роботи. У нових сервопривідних системах це обмеження повністю усунуто. Завдяки розумним двигунам-регуляторам виробники можуть у реальному часі регулювати обертання циліндрів, змінювати тиск друку та коригувати натяг матеріалу-основи, що дозволяє їм виготовляти малі еспресо-стаканчики об’ємом 8 унцій, а потім — без зупинки лінії — перейти до великих контейнерів для смузі об’ємом 24 унції. У статті минулорічного номера журналу TAPPI зазначалося, що найсучасніші системи забезпечують точність позиціонування 0,5 мм або менше під час зміни конфігурації розмірів і мають на 18 % нижчу витрату матеріалу порівняно зі старими системами. Навіть співробітники мають спеціальні бейджі з вбудованими IoT-датчиками для відстеження їхньої індивідуальної продуктивності. Ці датчики також контролюють формувальну секцію й передають дані в центральну систему керування, забезпечуючи ще більш точний контроль процесу, який інженери називають «системою керування з замкненим контуром», тож навіть при роботі системи зі швидкістю 200 стаканчиків на хвилину якість залишається незмінною.
Рішення: Практичний робочий процес для визначення та перевірки спеціальної довжини повторення
Зі сканування чашки у 3D — розрахунок на основі геометрії — специфікація гравірування на циліндрі
Точність починається з вимірювання. 3D-сканування фіксує та вимірює деталі критичних елементів, таких як конусність, кривизна, зони витоку, безпечні відстані, ущільнення та нижні загини. Потім спеціалізоване програмне забезпечення передбачає розтяг матеріалу, його реакцію на вологість та натяг, а також оцінює геометрію циліндра для визначення оптимального повторення. Результатом є керівництво з гравірування, спеціально розроблене для конкретної машини, призначеної для виготовлення пластинчастих циліндрів. Цю систему перевіряють під час інженерних запусків, які імітують виробництво й можуть перевищувати 300 cpmm. Вирівнювання та точність повторення залишаються в межах невеликого допуску й є стабільними навіть при переході між широким діапазоном розмірів стаканів. Згідно з дослідженням, опублікованим минулого року компанією Packaging Insights, ця система зменшує майже на 25 % втрати продукції через неправильне вирівнювання. Крім того, вона забезпечує можливість змінювати розміри продукції на флексографічних лініях без будь-якого впливу на якість друку.
Часті запитання
Як конусність стаканів та кривизна поверхні впливають на друковані малюнки?
Завуження та кривизна поверхні призводять до спотворення повторюваних малюнків, що викликає стискання малюнка або його розтягування, що призводить до утворення проміжків.
Які основні зони друку під час друкування паперових чашок?
Кожна з критичних зон друку паперових чашок включає зону обрізки (bleed zone), зону безпеки (safe zone), зону запайки (sealing zone) та зону загину дна (bottom fold zone), і кожну з цих зон необхідно ідеально вирівняти.
Як діаметр циліндра пов’язаний із довжиною повторення?
Діаметр друкарського циліндра визначає базову довжину повторення. Кожне повне обертання циліндра відповідає одному повному відбитку малюнка.
Які переваги сучасних сервопривідних машин у процесі друкування паперових чашок?
Сучасні сервопривідні машини підвищують гнучкість і точність за рахунок автоматизації налаштувань, зменшення витрат матеріалів та можливості зміни розміру машини без зупинки.