凹印技術(shù)的發(fā)展現狀和未來(lái)前景分析

【快印客導讀】我國軟包裝行業(yè)經(jīng)過(guò)近30年的不斷發(fā)展，成果輝煌，目前已經(jīng)成為全球規模最大、發(fā)展最快的行業(yè)。而龐大的人口基數是軟包裝產(chǎn)品消費的強力支撐。許多全球數一、數二的軟包裝企業(yè)正是看到這一點(diǎn)，紛紛在中國設立機構，以獨資或合資的形式參與市場(chǎng)，以期占有一定的市場(chǎng)份額。與此同時(shí)，與軟包裝行業(yè)配套的裝備制造、版輥加工、基材、油墨等行業(yè)也取得了蓬勃發(fā)展。

近兩年，隨著(zhù)規模的擴大，無(wú)序的競爭、品質(zhì)的低劣、材料價(jià)格的上漲、環(huán)保問(wèn)題的凸顯、人工成本的高企等問(wèn)題顯露無(wú)疑，軟包裝行業(yè)微利時(shí)代提前到來(lái)。市場(chǎng)需求的多樣化、個(gè)性化，導致軟包裝市場(chǎng)競爭進(jìn)一步加劇，10萬(wàn)米以上的香餑餑訂單已經(jīng)很少，1萬(wàn)米以下的小訂單成為軟包裝企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的常態(tài)，故而企業(yè)對產(chǎn)品綜合成本的關(guān)注度越來(lái)越高，努力降低生產(chǎn)過(guò)程中的廢品損耗，降低整機綜合能耗，降低單位產(chǎn)品成本，從而提高自身的市場(chǎng)競爭力。市場(chǎng)變化對印刷設備的綜合技術(shù)性能，尤其是在生產(chǎn)效率、生產(chǎn)損耗、綠色環(huán)保、節能減排、人身安全、人員素質(zhì)依賴(lài)性等功能性方面提出了更高的要求。

凹印機作為軟包裝行業(yè)的主力印刷機型，每年在中國市場(chǎng)的銷(xiāo)售量在1000臺左右，而以上市場(chǎng)變化預示著(zhù)國產(chǎn)凹印機將面臨重大轉型升級，將順應市場(chǎng)需求，朝著(zhù)“智能化、人性化、數字化、柔性化、綠色化”方向發(fā)展。

凹印技術(shù)的發(fā)展現狀

在過(guò)去的發(fā)展階段，國產(chǎn)凹印機在以下幾方面取得了很大的進(jìn)步，已經(jīng)逐步與歐美發(fā)達國家和地區接軌，齊頭并進(jìn)。

1.減少生產(chǎn)準備時(shí)間，提高生產(chǎn)效率

隨著(zhù)短版活兒的常態(tài)化，控制并不斷減少生產(chǎn)準備時(shí)間對于軟包裝企業(yè)而言越來(lái)越重要。

為了減少生產(chǎn)準備時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，國內凹印機制造企業(yè)急終端用戶(hù)之所急，加大科研開(kāi)發(fā)力度，加快產(chǎn)業(yè)化步驟，研發(fā)出了一系列新技術(shù)，如套筒式膠輥、快換刮刀、無(wú)軸傳動(dòng)、風(fēng)嘴可拆卸式高效節能烘箱、多功能服務(wù)小車(chē)、版輥在線(xiàn)自動(dòng)清洗裝置等。

這些技術(shù)的開(kāi)發(fā)應用為進(jìn)一步減少總時(shí)間、降低總成本起到了很大的推動(dòng)作用。通過(guò)上述技術(shù)的使用，軟包裝企業(yè)可以將換單時(shí)間控制在1小時(shí)左右，大大提高設備的使用率。

2.減少材料損耗，節約成本

隨著(zhù)軟包裝行業(yè)微利時(shí)代的到來(lái)，基材、油墨和膠黏劑等材料成本幾乎占到軟包裝印品售價(jià)的75%左右。由此可見(jiàn)，任何一種材料消耗量的增減都會(huì )對軟包裝企業(yè)的利潤產(chǎn)生很大影響。因此，通過(guò)降低材料損耗來(lái)保證利潤是十分必要且可行的。

在凹印過(guò)程中，影響材料損耗的因素主要有以下幾方面：換單過(guò)程中的套印損耗、接換料過(guò)程中的套印損耗、升降速過(guò)程中的套印損耗、設備故障引起的停機維修損耗、油墨槽結構引起的油墨和溶劑的額外損耗等。針對以上各項損耗，目前可采取以下技術(shù)解決。

(1)換單過(guò)程中套印損耗的減少措施

生產(chǎn)管理系統(一鍵恢復功能)記錄每個(gè)訂單以往的最佳印刷狀態(tài)(印刷張力、印刷溫度、刮刀位置、印刷壓力等)，換單時(shí)直接調用即可，能夠大大減少損耗。

(2)接換料過(guò)程中套印損耗的減少措施

①控制高速不停機裁切中的料尾長(cháng)度，以≤400mm為宜。

②優(yōu)化裁刀結構，升級裁切動(dòng)作控制程序，減少張力變化。

③全自動(dòng)裁切過(guò)程，在保證裁切成功率的基礎上，使殘卷余料≤10m，減少印刷基材的浪費。

(3)升降速過(guò)程中套印損耗的減少措施

①有走料系統導輥速度和印刷基材速度同步。

②導輥動(dòng)平衡的嚴格要求和導輥起動(dòng)力矩≤1g?mm。

③考慮導輥表面刻線(xiàn)對氣流的排空以及對印刷基材的擾動(dòng)性，使設備高速運行下料膜更加平穩。

④提高套印的成品率，傳統機械軸傳動(dòng)逐漸退出市場(chǎng)，精度更高的電子軸驅動(dòng)成為主流。

(4)設備故障引起的停機維修損耗的減少措施

當用戶(hù)的印刷設備發(fā)生故障時(shí)，使用遠程診斷來(lái)降低維修時(shí)間。

3.提高設備安全性能，保障人身健康安全

隨著(zhù)國產(chǎn)凹印機出口量的增加，以及國內中高端用戶(hù)對產(chǎn)品要求的提高，國際用戶(hù)對EHS(環(huán)境、健康、安全)的要求已在國產(chǎn)凹印機上得到一定程度的普及，原來(lái)對速度和套印精度的追求已經(jīng)上升為設備要減小或消除對環(huán)境的危害，設備對操作人員的健康和人身意外傷害降到最低，國外用戶(hù)要求的EHS FIRST也慢慢被國內中高端用戶(hù)接受并轉化為他們對設備的要求?，F在的國產(chǎn)凹印機技術(shù)水平就是基于這些要求被不斷提高的。例如，二氧化碳滅火、電氣柜防爆、墨槽周?chē)辣姍C、防爆窗口、風(fēng)道風(fēng)壓檢測、安全防護欄、收放料安全光柵等一系列安全保護技術(shù)已在國產(chǎn)凹印機上實(shí)現應用。

4.VOCs廢氣處理裝置在凹印機上的應用

在國家環(huán)保政策的大力推動(dòng)下，綠色環(huán)保成為印刷包裝業(yè)的主旋律，凹印所采用的廢氣處理主要有兩種技術(shù)。對于混合溶劑，主要采用RTO蓄熱式燃燒裝置;對于單一溶劑或單一種類(lèi)溶劑，主要采用回收裝置，在溶劑總用量超過(guò)1000噸時(shí)不僅可以實(shí)現環(huán)保功能，回收的溶劑還可以實(shí)現循環(huán)使用，經(jīng)濟效益非?？捎^(guān)。

為了降低廢氣處理的投資成本，凹印機的干燥系統需要加入減風(fēng)增濃裝置或LEL循環(huán)系統。

凹印技術(shù)的發(fā)展趨勢

在過(guò)去幾年中，凹印機取得了令人矚目的成就，今后凹印機的開(kāi)發(fā)理念正在發(fā)生重大轉變，產(chǎn)品設計將追求“短版化、人性化、環(huán)?；?，產(chǎn)品結構將向“柔性化、模塊化、智能化”方向發(fā)展。

1.高精度、高效率發(fā)展

通過(guò)系統優(yōu)化升級、結構調整改進(jìn)，使凹印機張力控制精確在0.1N范圍內。同時(shí)，配置高精度光纖電眼識別，減少繁瑣過(guò)程，滿(mǎn)足凹印高精準套印。

實(shí)現重復訂單的調取，只需一鍵復位，即可將版輥、刮刀、張力、壓力等相關(guān)參數直接恢復到最佳狀態(tài)，替代人工反復操作，減少中間過(guò)程，實(shí)現高效操作。

2.自動(dòng)化、智能化發(fā)展

隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，工業(yè)水平的不斷提高，高速凹印機必將在自動(dòng)化、智能化方面實(shí)現階梯性提升和突破，主要體現在以下幾方面。

(1)智能色彩控制系統的應用

凹印機的色彩打樣是當前階段的難點(diǎn)，全自動(dòng)色彩控制系統將引入凹印機，從油墨配方生成到調整將一次完成，全自動(dòng)配墨機、色彩控制系統及色密度檢測等均由智能化模塊連接并控制，僅此一項即可為用戶(hù)節約1000多米材料損耗。

(2)工業(yè)機器人的應用

印刷包裝業(yè)屬于有害工種，愿意操作設備的人員越來(lái)越少，導致整個(gè)行業(yè)用工難、用工成本高，企業(yè)負擔重，節省勞動(dòng)力對于印刷包裝企業(yè)而言越來(lái)越重要，故而采用工業(yè)機器人替代人工操作是凹印機發(fā)展的方向。

換單過(guò)程中，印刷版輥、油墨槽的清理、更換，遞墨輥的清洗等工作非常繁重，且危害操作人員的身體健康。全自動(dòng)洗版機、油墨槽清洗機的工業(yè)化、自動(dòng)化普及，將設備標配的4人操作減少至2人，為企業(yè)大大節省了人員投入、減少了人員傷害。未來(lái)，此類(lèi)工作有望采用工業(yè)機器人進(jìn)行替代。

(3)設備與智能生產(chǎn)系統的互聯(lián)

凹印機配備網(wǎng)口PLC和大量智能傳感裝置，從而實(shí)現與智能生產(chǎn)系統的互聯(lián)，為產(chǎn)品工藝參數的自動(dòng)采集、下發(fā)及分析提供支持，使產(chǎn)品質(zhì)量得到保證。同時(shí)，智能生產(chǎn)系統也能實(shí)時(shí)監控設備的運行狀態(tài)(設備故障、質(zhì)量報警等)，統計分析設備能耗(水、電、氣)。

此外，凹印機配套附件(版輥、膠輥等)可利用RFID技術(shù)實(shí)現快速識別，通過(guò)配套設備實(shí)現自動(dòng)更換。

(4)設備與印品智能缺陷檢測的互聯(lián)

印品智能缺陷檢測近兩年越來(lái)越受到青睞，但自動(dòng)化、智能化水平不高，而且對操作人員的技能要求較高，不能和設備聯(lián)動(dòng)處理問(wèn)題，僅僅停留在發(fā)現缺陷的層面上，從發(fā)現到處理也會(huì )產(chǎn)生約幾百米的廢品。將印品智能缺陷檢測和設備互聯(lián)，發(fā)現缺陷后，設備自動(dòng)處理缺陷，并對缺陷種類(lèi)進(jìn)行分析。從快速處理缺陷到提前預防，大幅調高印品的成品率。

(5)設備與云端遠程運維的互聯(lián)

目前，凹印機已逐步并入網(wǎng)絡(luò )，與云端遠程運維系統實(shí)現互聯(lián)，通過(guò)工業(yè)軟件的運行分析判斷、檢查設備的運行狀態(tài)，不僅能夠解決已經(jīng)發(fā)生或正在發(fā)生的問(wèn)題，而且可以提前預告問(wèn)題發(fā)生的可能性。對于復雜的技術(shù)服務(wù)問(wèn)題，可由專(zhuān)業(yè)的技術(shù)專(zhuān)家通過(guò)云端進(jìn)行處理。

(6)新卷準備的自動(dòng)化應用

全自動(dòng)上下卷裝置：機臺上下卷裝置控制信號與工廠(chǎng)的生產(chǎn)制造執行系統(MES)連接，系統自動(dòng)觸發(fā)上下料任務(wù)，倉庫自動(dòng)匹配物料并調度AGV運送至上下卷工位，通過(guò)信號對接實(shí)現全自動(dòng)上下卷，減少人員參與和準備時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。

工業(yè)機器人自動(dòng)識別新卷料頭，粘貼膠帶，實(shí)現無(wú)人化的接卷準備，MES下達生產(chǎn)任務(wù)，設備根據指令完成全自動(dòng)裁切。

3.設備功能多元化發(fā)展

凹印機具備更加多元化的功能，如連線(xiàn)涂布、復合、可變數據印刷、模切、橫切、壓痕等。

在新的市場(chǎng)形勢下，國內凹印機制造企業(yè)將面臨重大轉型升級，期待協(xié)同產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節一起實(shí)現“綠色環(huán)保、節能高效、自動(dòng)智能”的凹印機之夢(mèng)。