Флексографическая машина

Флексографическая машина – печатное оборудование для нанесения графической или текстовой информации на пленку, бумагу, картон, пакеты, этикетки, фольгу. Это один из наиболее доступных и бюджетных способов печати на пленочном полотне, упаковке. Помимо флексографической печати используют такие технологии, как офсетная и шелкографическая печать.

Для печати используются эластичные печатные формы из гибкого фотополимера, оставляющие одноцветный оттиск на поверхности. Поверхность исходного изделия может быть как ровной, так и профильной. Формат загружаемого материала может быть двух видов: листовой или рулонный. Листовые печатные машины характеризуются более четким совмещением цветов. При рулонной печати многое зависит от степени натяжения материала. При нарушении заданного параметра натяжения изображение может выглядеть менее четко. При рулонной подаче готовый материал может далее разрезаться на листы или также сматываться в рулон. При листовой подаче готовые листы стоппируются.

Принцип работы флексографической машины

При флексографической печати оттиск на поверхности основания оставляет гибкая печатная форма, закрепленная на формном цилиндре. Форма имеет неровную поверхность: печатные элементы выступают над пробельными на несколько миллиметров. На поверхность формы наносится тонкий слой жидкой краски таким образом, что она покрывает только печатные элементы.

В печатную секцию подается материал, на который будет нанесен оттиск. Форма плотно прижимается к материалу, после чего краска с печатных элементов переносится на поверхность изделия. В итоге на поверхности остается одноцветное изображение. Для нанесения многоцветных рисунков, логотипов, надписей необходимо использовать несколько форм с нанесенной на них краской разного цвета. Для каждого цвета используется отдельная печатная секция. Если машина оснащена несколькими секциями, можно выполнить многоцветные оттиски за один прогон полотна или листа. Если используется односекционная машина, необходимо каждый цвет наносить поочередно. Это значительно увеличивает время печати.

Подача материала для нанесения печатного изображения осуществляется с точностью до десятых долей миллиметра. Оттиск флексографской формы отличается высокой четкостью и качеством.

Система подачи краски

Для нанесения краски на форму используют следующий упрощенный алгоритм:

1. Резиновый (дукторный) вал окунается в емкость с краской.

2. Валиком краска наносится на керамический анилоксовый цилиндр.

3. Специальная пластина снимает излишки краски с анилоксового цилиндра.

4. Анилоксовый цилиндр наносит дозированное количество чернил нужного цвета на флексографскую форму.

Краска для печати

При флексографической печати может использоваться УФ, спиртовая или водная жидкая краска. УФ краска предпочтительнее, поскольку обладает стабильной вязкостью, мгновенно высыхает, не смазывается, имеет лучшую адгезию к материалу основания. В результате качество печати проще прогнозировать. Данный вид краски не налипает на анилоксовые цилиндры, потому не требуется их очистка. Следовательно, продлевается срок службы цилиндра. Высохшее покрытие устойчиво к химическому и механическому воздействию. Однако это наиболее дорогой вариант расходного материала.

Краски на спиртовой основе подходят для высокоскоростной печати, поскольку спиртовая составляющая испаряется достаточно быстро. Изображение получается четким, при этом стоимость печати ниже, чем при использовании УФ красок.

Для красок на водной основе характерно более длительное время высыхания, поскольку вода испаряется медленнее спирта. Изображение может быть смазанным при неточном соблюдении скорости печати. Скорость печати снижается. Однако данный вид краски считается универсальным и экологически чистым.

Типы пленок

При фексографической печати важно учитывать свойства пленок, которые определяются исходным полимером. Для печати данным способом подходят полиэтиленовые, полипропиленовые, поливинилхлоридные пленки. Пленочные полотна с высоким коэффициентом растяжения чаще выбираются для планетарных машин, в то время как плотные нетянущиеся материалы подходят для ярусного и секционного оборудования.

Классификация

По типу красочного аппарата:

• Система дукторной печати.

• Система ракельной печати.

По конструкции печатной машины:

• Ярусные (расположение печатных секций на одной станине друг над другом в один-два яруса).

• Планетарные (расположение печатных секций вокруг центрального барабана).

• Секционные (расположение печатных секций на одной станине друг за другом в горизонтальную линию).

По ширине полотна:

• Узкопечатные.

• Широкопечатные.

По типу крепления секций:

• Консольное.

• Двустороннее.

Классификация по типу красочного аппарата

Дукторные двухцилиндровые красочные аппараты просты в обслуживании, недороги. Конструкция включает дукторный валик, анилоксовый (растрированный) цилиндр и красочное корыто. Дукторный валик является краскопитающим. Он погружается в красочное корыто и забирает краску, перенося ее на анилоксовый цилиндр. Анилоксовый цилиндр представляет собой стальной вал с отшлифованной поверхностью, выполненной из керамики или иного материала.

Такая конструкция красочного аппарата неудобна для машин с большой шириной печати. В процессе работы между дукторным и анилоксовым валиком создается чрезмерное гидравлическое давление, вызывающее прогиб дукторного валика по центру. В этой зоне может наблюдаться увеличение толщины слоя краски, что негативно сказывается на качестве печати. Для предотвращения прогиба дукторный валик могут выполнять слегка бочкообразной формы. Дополнительно в контакте с анилоксовым валиком устанавливают ракель, снимающий излишки краски.

Ракельные одноцилиндровые красочные аппараты предназначены больше для высокоскоростной печати. Конструкция включает прижатый к формному цилиндру анилоксовый (растрированный) цилиндр и красочное корыто.

Во многих ракельных красочных аппаратах предусмотрен механизм возвратно-поступательного движения для удаления загрязнений или инородных включений, попавших на него из красочного корыта. По типу установки ракельные аппараты бывают попутными (позитивными) или встречными (негативными). Все они обеспечивают высокую скорость печати и нанесение краски равномерным тонким слоем.

Классификация по конструкции флексопечатной машины

По типу расположения печатных секций можно выделить несколько видов печатных машин. Наиболее точную печать на тянущемся полотне обеспечат планетарные машины, самыми простыми в эксплуатации и универсальными считаются секционные машины.

Ярусные флексомашины

Это первый тип флексопечатных устройств, который стали использовать в промышленности. В ярусных (стековых) флексопечатных машинах используется вертикальное расположение ярусов. В каждом ярусе имеется печатный цилиндр.

Как правило, ярусные машины выбираются для печати на материале с наименьшей степенью натяжения. При растягивании достаточно сложно соблюсти хорошую цветопередачу. Для получения правильной цветопередачи и высокой четкости изображения производится контроль натяжения пленки измерительными приборами.

Секционные флексомашины

В секционных печатающих машинах цилиндры, каждый из которых предназначен для нанесения определенного цвета, располагаются в одну линию параллельно горизонтальной поверхности. Измерительные приборы отслеживают толщину слоя краски и равномерность ее нанесения, а также степень натяжения полотна. При использовании секционных флексопечатных машин можно наносить изображения на полотна шириной до 2,5 м.

Планетарные флексомашины

В планетарных печатных машинах цилиндры, на которых закреплены формы, располагаются вокруг головки. При нанесении различных цветов используются отдельные цилиндры. Эти цилиндры вращаются вокруг основного элемента, нанося краску на поверхность изделия. В отдельных моделях можно одновременно наносить 8 цветов краски.

Пленка или иной рулонный материал перемещается по поверхности центрального цилиндра без растяжения, потому приборы, контролирующие степень натяжения полотна, не нужны. Цветосовмещение в этом случае становится более качественным. Стоимость планетарных машин дороже стоимости секционных на 20%-30% при аналогичных параметрах цветопечати.

По ширине рулона

Ширина рулона – одна из определяющих характеристик для любой печатной машины. Флексопечатное оборудование по ширине полотна делится на узкопечатное и широкопечатное.

Узкопечатные машины

В большинстве случаев узкопечатные (узкорулонные) машины для флексографической печати – это компактное оборудование с комплектацией и техническими характеристиками начального, среднего или высокого уровня. На узкопечатных машинах максимальная ширина рулонного материала составляет 600 мм. К данной категории относятся машины секционного, планетарного или ярусного типа. Данный тип оборудования считается наиболее бюджетным.

Узкопечатные флексомашины начального уровня имеют 1-3 секции и подходят для печати на полотне шириной менее 180 мм. Как правило, такую ширину имеют этикетки, наклейки, штрих-коды, чеки, стрейч-ленты и прочая аналогичная продукция. Машины среднего уровня используются для печати на полотне шириной от 180 до 450 мм. Наиболее мощные узкопечатные машины позволяют печатать изображения на рулонах шириной от 450 до 600 мм. Такие машины считаются универсальными.

Широкопечатные машины

В широкопечатных (широкорулонных) машинах может использоваться рулонный материал шириной от 600 до 2500 мм. Это могут быть планетарные или секционные устройства, обеспечивающие высокую скорость печати при большом тираже.

Тип крепления секций

По типу крепления секций машины делят на два вида: консольные и двусторонние. При консольном типе крепления секции крепятся одной стороной. Большинство узкопечатных машин шириной до 330 мм имеют данный тип крепления секций.

Для более мощных машин используют двустороннее крепление. Поскольку масса штампующих элементов выше, в процессе работы одностороннее крепление не может обеспечить достаточную жесткость конструкции. Оно расшатывается, что отрицательно сказывается на качестве печати.

Конструкция флексопечатной машины

Флексопечатные машины отличаются комплектацией и конструкцией. При этом даже одинаковые модели могут значительно отличаться за счет расширенной комплектации. Однако в любой флексомашине существуют стандартные конструкционные модули.

• Станина.

• Привод электрического или пневматического типа.

• Модуль размотки.

• Система контроля натяжения пленки.

• Печатные секции.

• Секция высечки.

• Секция  резки полотна в продольном направлении.

• Секция намотки.

Станина

Станина изготавливается из прочной никелевой стали или алюминия. На станину крепятся рабочие узлы машины. Толщина стенок станины у разных моделей машин может варьироваться от 15 до 30 мм. Чем толще стенки, тем выше прочность станины. Однако общая масса машины должна соответствовать заданным весовым характеристикам, чтобы в процессе работы не разрушалось фундаментное основание.

Привод

В флексографической машине может быть установлен электрический, пневматический или гидравлический привод.  Наибольшей популярностью пользуются электрические и пневматические приводы. Они просты в обслуживании, надежны. Гидравлические более сложные, требуют специального обслуживание. Это делает их менее популярными.

Модуль размотки

Модуль размотки – это первый рабочий узел флексопечатной машины.  Его основной характеристикой является ширина разматываемого рулона. Пневматический шпиндель, на который насаживается рулон с пленкой, может крепиться консольно (с одной стороны) или с двусторонне (двух сторон).  Двустороннее крепление более надежно, но при консольном креплении удобнее производить техническое обслуживание.

Операция загрузки рулона чаще всего механизирована. При двустороннем креплении рулон устанавливается на подъемных рычагах. При консольном типе крепления для загрузки рулона поднимается сам шпиндель. Существуют бесшпиндельные модули размотки с конусными зажимами. Их установка не требует много сил и времени, можно использовать втулки разного диаметра. Однако бесшпиндельная система громоздка, она чаще всего применяется на широкопечатных машинах.

При выборе мощной флексопечатной машины, предназначенной для скоростной многотиражной печати, имеет смысл подобрать автоматический двухшпиндельный (тюрельный) модуль.  Его особенность в возможности обеспечить безостановочную размотку рулона.

Система контроля натяжения пленки

Одним из важнейших факторов, определяющих качество и четкость печати, является степень натяжения полотна.  На натяжение пленки влияет скорость размотки, скорость движения тянущих валков, скорость работы пары прижимных валков, модуля намотки, подающих валков. Зона контроля распространяется на промежуток между рабочими узлами, который проходит полотно в процессе печати. При полной комплектации контрольные приборы устанавливаются на каждой зоной контроля. Для экономии не все зоны подвергаются контролю, хорошей комплектацией считается наличие 4-5 систем контроля. Оптимальную точность контроля обеспечивают танцующие и тензодатчики.

Танцующие датчики наиболее просты и работают в паре с сенсорами. При изменении степени натяжения полотна они меняют свое положение, что мгновенно фиксируется сенсорами. Через сенсоры подается информация на пульт управления, откуда поступает ответ в виде команды: увеличить или уменьшить степень натяжения полотна. Танцующие датчики, несмотря на свою простоту, достаточно громоздки, показывают невысокую точность, обладают заметной инерционностью. Потому им предпочитают тензодатчики.

При использовании тензодатчиков можно измерять реальное натяжение полотна.  Они устанавливаются по бокам от проводящего ролика. Сигнал от датчика передается сервоприводу, тормозу или муфте, мгновенно меняющей степень натяжения полотна до заданного параметра. Такая система контроля точна, занимает мало места, но имеет высокую стоимость.

Печатные секции

В машинах для флексографической печати наиболее часто устанавливаются анилоксовые валы с керамическим покрытием. На узкопечатных машинах чаще всего применяют красочные узлы с негативной установкой ракеля, на широкопечатных – с закрытой (камерной) системой ракеля.

Печатные формы, который оставляют цветной оттиск на материале, крепятся на формном цилиндре или на формной гильзе. Формная гильза имеет более простую конструкцию и низкую стоимость в сравнении с формным цилиндром. Формный цилиндр более универсален и предпочтителен для большинства видов флексопечатных машин.

После установки формного цилиндра требуется регулировка совмещения красок для многоцветной печати. При монохромной печати необходимость в данном шаге отсутствует. Величина приращения шага может составлять 1/8 (наиболее частый вариант), 1/6 или 1/4.

Не менее важным шагом считается регулировка натиска – давления между формным цилиндром (гильзой) и печатным цилиндром. Данная регулировка может выполняться в ручном или автоматическом режиме. Для автоматической регулировки на регулировочных рукоятках установлены цифровые индикаторы, отображающие относительное перемещение цилиндров.

Секция высечки

В стандартную комплектацию включают одну секцию высечки. Опционально можно установить до 3 и более секций. В процессе работы наибольшим механическим воздействиям и износу подвергается именно секция высечки. Потому она должна иметь предельную жесткость.

Высечка может производиться как сверху, так и снизу, потому оптимальной считается секция высечки, в которой можно переустанавливать высекательный цилиндр на место опорного для изменения направления высечки.

Секция резки полотна

Резка полотна необходима не всегда. Потому в стандартную комплектацию данный модуль не входит. Опционально можно установить секцию для нарезки ножничного или дискового типа.  Для пленок, толстого картона оптимальными являются дисковые ножи, для бумаги – ножницы.

При роспуске большого рулона удобнее и практичнее использовать отдельный бобинорезальный станок. В этом случае готовое полотно просто сматывается в рулон и передается на следующий этап производства для нарезки.

Модуль намотки

Модуль намотки – финишный узел флексографической машины.  На намотку поступает полотно после нанесения всей необходимой графической или текстовой информации.

В стандартной комплектации узкорулонных машин предусмотрен одношнековый модуль намотки. Он имеет консольный тип крепления, поскольку рулон с готовой продукцией всегда имеет меньший вес в сравнении с первоначальным рулоном. Они имеет диаметр 600-800 мм. При необходимости может быть установлен модуль большего диаметра.

При печати в несколько ручьев или при одновременной нарезке полотна с печатью можно установить дополнительные ролики для намотки готовой продукции.