Der wichtigste Faktor bei der Bewertung eines Wechselrichters Hochgeschwindigkeits-Zweifarben-Flexodruckmaschineentspricht nicht der im Prospekt angegebenen Geschwindigkeit. Nur mit echter Geschwindigkeit kann die Maschine Produkte produzieren, die den Qualitätsstandards entsprechen, ohne zu viel Abfall zu verursachen.
Wenn Sie beispielsweise auf 60g/m²-Papier drucken, läuft eine Maschine mit einer Leistung von 200 m/min gut bei 180 m/min. Bei BOPP-Folien mit 80 Mikrometern und demselben Tintensystem kann die Stabilitätsrate jedoch auf 120 m/min reduziert werden.
Der Grund für diesen Unterschied liegt darin, dass unterschiedliche Materialien und Arbeitsbedingungen die Art und Weise verändern, wie der Druckprozess bei hoher Geschwindigkeit abläuft. Aus diesem Grund ist es sehr wichtig, die physikalischen Grenzen des Flexodrucks im tatsächlichen Produktionsprozess über die Nenngeschwindigkeit des Motors hinaus zu verstehen.
Richtige Definition von „Höchstgeschwindigkeit“
Die wichtigste Zahl für jeden Konverter, der a bewertetHochgeschwindigkeits-Zweifarben-Flexodruckmaschineentspricht nicht der im Prospekt angegebenen Geschwindigkeit. Nur mit echter Produktionsgeschwindigkeit kann die Maschine Produkte produzieren, die den Qualitätsanforderungen entsprechen, ohne zu viel Abfall zu verursachen.
Diese tatsächliche Geschwindigkeit liegt immer unter der maximalen mechanischen Geschwindigkeit. Die Höchstgeschwindigkeit in der technischen Dokumentation kann nur die mechanische Geschwindigkeit der Maschine angeben. Sie basiert auf der Drehmomentbelastung und den Vibrationsgrenzen des Motors. Es stellt keine konstante Produktionsrate dar.
Die tatsächliche Produktionsgeschwindigkeit hängt vom Substrat, dem Tintensystem und der Trocknungsmethode ab. Diese Faktoren verändern das Verhalten des Geräts beim Drucken.
Wenn Sie beispielsweise auf 60 g/m²-Papier drucken, kann eine Druckmaschine mit 200 m/min eine Geschwindigkeit von 180 m/min erreichen. Beim Drucken auf einer BOPP-Folie von 80 Mikrometern mit demselben Tintensystem kann die Stabilitätsrate jedoch auf 120 m/min sinken.
Aufgrund dieses Unterschieds ist die Lücke zwischen der Nenn- und der tatsächlichen Produktionsrate nicht festgelegt. Sie variiert je nach Arbeitsbedingungen.
Daher können Kaufentscheidungen für Maschinen, die nur auf den höchsten Geschwindigkeitsbewertungen basieren, zu falschen Erwartungen an die Produktionsleistung führen.
Limit 1: Trocknungszeit zwischen den Stationen
Der häufigste Geschwindigkeitsbegrenzer im Flexodruck ist die Trockenheit. Die Tinte muss von flüssig auf fest umgestellt werden, bevor das Drucknetz den nächsten Stopp oder die nächsten Rollen berührt. Bei unvollständiger Trocknung kommt es zum Ausgleich. Nasse Tinte wandert von einer Schicht der Trommel zur nächsten, was zu einem Ausschussfehler führt.
Bei einer Vielzahl wasserbasierter Tintensysteme für den Papier- und Kartondruck hängt die Verdunstungsrate von der Temperatur, der Geschwindigkeit des Oberflächenluftstroms und der Tintenformulierung ab. Je nach Größe der Trommel haben die beiden zentralen Farbdrucktrommel-Pressstationen einen Abstand von 300 mm bis 800 mm. Bei einer Liniengeschwindigkeit von 150 m/min beträgt die 500-mm-Verweilzeit zwischen den Stationen etwa 0,2 Sekunden. Diesmal verdunstet das Wasser auch mit Hilfe von Heißluft für kurze Zeit.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Verdunstungsrate unter Diffusionskontrolle eine Quadratwurzelbeziehung zur Zeit aufweist. Dies ist im Flexodruck üblich. Dadurch verdoppelt sich die Länge des Doppeltrockners nicht. Es erhöht die zulässige Geschwindigkeit um etwa 41 %. Dies erklärt, warum längere Trocknungssysteme bei höheren Geschwindigkeiten weniger Ertrag bringen.
Das UV-Tintensystem ist nicht auf Verdunstung angewiesen. Sie werden durch radikalische Polymerisation und nicht durch Lösungsmittelverlust ausgehärtet. Das UV-Lampensystem kann Tinte in 0,05–0,10 Sekunden aushärten. Dadurch wird die Trockenheitsbegrenzung aufgehoben und der Druck mechanischer Grenzen erreicht. UV-Systeme haben immer noch ihre Grenzen. Die Energie der Lampe muss gleichmäßig über die Breite des Netzes verteilt sein und mithilfe der radiometrischen Methoden ISO 21377-1:2020 gemessen werden. Einige Substrate vertragen UV-Hitze oder UV-Einstrahlung nicht. Wenn der Energiepegel zu hoch ist, können sie gelb werden oder sich verschlechtern.
Einschränkung 2: Dynamik der Geschwindigkeitsregistrierung
Mit zunehmender Geschwindigkeit verschlechtert sich auch die Registrierungsgenauigkeit zwischen den Farbstationen. Das Steuersystem von Closed-Loop-Registern hat weniger Zeit für die Fehlererkennung, Berechnungskorrektur und Anwendungsanpassung. Dieser Effekt ist am deutlichsten bei aHochgeschwindigkeits-Zweifarben-Flexodruckmaschinedrückt beim Start Beschleunigung. Es tritt auch dann auf, wenn die Bahnspannung das Auf- oder Aufwickeln des Prozesses beeinträchtigt.
Der Hauptfaktor dieses Systems ist die Beziehung zwischen der Geschwindigkeit des Regelkreises und der Störfrequenz. Die Spannungsänderung der Rolle wird durch die ungleichmäßige Ausdehnung der Rolle, die Geschwindigkeit der Rolle und die Rolle selbst verursacht. Bei niedrigeren Maschinengeschwindigkeiten ist die Interferenz langsam. Das Servosystem kann es angemessen erkennen und korrigieren.
Bei höheren Geschwindigkeiten nimmt die Störfrequenz zu. Wenn es sich der Servosystemgrenze nähert, normalerweise 3–5 Hertz bei Standard-Flexosystemen, reagiert das Steuerungssystem spät. Diese Verzögerung führt zu einer geringen Anzahl von Restfehlern. Die Fehler wurden auf der gesamten Druckseite wiederholt.
ISO 12647-6:2012 legt einen Grenzwert von ±0,10 mm für die Registrierung von hochwertigem Flexodruck fest. Um die Genauigkeit bei 150–200 m/min zu halten, sind entweder schnellere Servosysteme oder eine bessere Kontrolle der Bahnspannung in der Freigabephase erforderlich. Beide Optionen erhöhen die Kosten oder erfordern eine Aufrüstung der Ausrüstung. Diese Änderungen erhöhen nicht die Nenngeschwindigkeit der Maschine, wirken sich jedoch auf die tatsächliche stabile Produktionsgeschwindigkeit registrierter Druckarbeiten aus.
Einschränkung 3: Kopplung von Substrateigenschaften und Geschwindigkeit
Selbst bei Maschinen können unterschiedliche Bedruckstoffe die Druckgeschwindigkeit einschränken. Der wichtigste Materialfaktor ist die Größenstabilität. Damit ist gemeint, wie stark das Material beim Druck unter Spannung gedehnt wird und wie es sich bei Wegnahme der Spannung wieder zurückzieht.
Papiermaterialien haben viskoelastische Verhaltenseigenschaften. Wenn sie gedrückt werden, dehnen sie sich und erholen sich mit der Zeit teilweise. Schwerer Karton (350+ g/m²) hat eine geringere Dehnung als leichtes Papier und ist daher bei höheren Geschwindigkeiten stabiler. Allerdings erhöht schwereres Papier auch die Belastung der Druckzylinder. Die Farbübertragung erfordert hohen Druck. Dies kann den Verschleiß der Platte erhöhen und im Langzeitbetrieb zu Veränderungen der Punktgröße führen.
Die Eigenschaften von PE, BOPP und PET sind unterschiedlich. In Stresssituationen dehnen sie sich leichter. Aber sie werden sich schnell erholen, wenn sie nicht überfordert sind. Das bedeutet, dass die BOPP-Folie mit hoher Geschwindigkeit betrieben werden kann, wenn die Spannung in geringem Maße kontrolliert wird. Wenn die Spannung zu niedrig ist, ist das Netzwerk instabil. Bei zu hoher Spannung kann die Folie dauerhaft gedehnt werden. Dieser Bereich wird bei höheren Geschwindigkeiten schwieriger zu kontrollieren, da Vibrationen von Maschinenteilen mehr Webseiten beeinflussen.
TAPPI T 494 om-92 und ASTM D882 sind Standardtestmethoden zur Messung von Zugfestigkeit und Dehnung. Diese Werte zeigen, ob das Substrat die angestrebte Druckgeschwindigkeit schadlos übersteht. Diese Daten sollten vor der Produktion verwendet werden, um die sichere Betriebsgeschwindigkeit zu bestimmen.
Einschränkung 4: Rasterwalzenübertragungsphysik
Die Rasterwalze ist ein Keramikzylinder mit einer Einheit zur Regelung der Menge der Druckplattenfarbe. Es bewegt sich nur dann mit der gleichen Oberflächengeschwindigkeit wie ein Spinnennetz, wenn der Eindruckpunkt nicht gleitet. In der realen Produktion passieren immer Fehler. Die Photopolymerplatte verbiegt sich unter Druck leicht. Dadurch entsteht ein kleiner Geschwindigkeitsunterschied zwischen der Oberfläche der Anilinoxidase und der Oberfläche der Plattenoberfläche. Dieser Unterschied verändert die Farbübertragung. Dies hängt vom Druck, der Plattenhärte und der Liniengeschwindigkeit ab.
Bei höheren Geschwindigkeiten traten zwei Hauptprobleme auf.
Zuerst kam der Tintenstrahl. Die Tintenbrücke zwischen der Batterie und der Platte wird instabil, wenn die Phenytoin-Batterie mit hoher Geschwindigkeit den Kontaktbereich verlässt. Dieses kann in Tröpfchen zerlegt werden. Die Tröpfchen landen außerhalb des Bildbereichs. Das Risiko steigt mit der Geschwindigkeit rapide an. Dies hat viel mit der Oberflächengeschwindigkeit des Würfels zu tun. Damit ist die Geschwindigkeit ein wichtiger Faktor bei der Spritzerbildung. Eine hohe Viskosität der Tinte kann Spritzer reduzieren, aber auch die Tinte durch die Übertragung feiner Rasterzellen reduzieren. Dadurch entsteht ein Kompromiss zwischen Geschwindigkeit und Bilddetails.
Das zweite Problem ist die Hohlraumentleerung. Jede Aniloxzelle muss in kurzer Zeit die gesamte mit der Platte in Berührung kommende Farbe abgeben. Bei höheren Geschwindigkeiten verkürzt sich diese Kontaktzeit. Die Tinte fließt in kürzerer Zeit aus dem Akku. Etwas Tinte blieb im Hohlraum zurück.
Forschungsfortschritte bei organischen Beschichtungen haben gezeigt, dass eine unvollständige Entleerung die Farbübertragung bei Geschwindigkeiten von mehr als 150 m/min um 5 bis 15 % reduzieren kann. Spezifische Werte hängen von der Batterieform, der Tiefe und den Tinteneigenschaften ab. Das bedeutet, dass mit der gleichen Tinten- und Anilox-Einrichtung hellere Volltonflächen mit 180 m/min gedruckt werden können als mit 100 m/min auf einemHochgeschwindigkeits-Zweifarben-Flexodruckmaschine. Um diese Änderung zu korrigieren, müssen Sie den Druck oder die Tintenviskosität anpassen.
Was Geschwindigkeitsangaben eigentlich bedeuten
Unter Berücksichtigung der Einschränkungen dieser Wechselwirkungen sieht die tatsächliche Geschwindigkeitserwartung einer flexiblen Zweifarbendruckmaschine in gängigen Produktionsszenarien wie folgt aus:
| Matrix | Tintensystem | Typische Masse-Geschwindigkeitsbegrenzung | Wichtiger limitierender Faktor |
|---|---|---|---|
| 60–80 g/m² Kraftpapier | Auf Wasserbasis- | 100–130 m/min | Stationstrocknung |
| 120–200 g/m² beschichtetes Papier | Auf Wasserbasis- | 140–170 m/min | Registrierungsdynamik / Trockenheit |
| 250–400 g/m² faltbare Kartons | UV-Härtung | 160–200 m/min | Plattenverschleiß unter hoher Andruckkraft |
| 40–80 μm PE-Folie | Lösungsmittel/UV | 150–190 m/min | Stabilität der Bahnspannung |
| BOPP 20–30 μm | UV-Härtung | 180–220 m/min | Tintenübertragung / Hohlraumentleerung |
Die Zahlen stammen aus branchenüblichen Bereichen. Sie basieren auf Datenblättern von Geräteherstellern und unabhängiger verfahrenstechnischer Forschung. Es sind nicht so viele wie möglich.
Das untere Ende jedes Intervalls entspricht einer harten Arbeit. Diese Aufträge erfordern eine große Druckfläche, eine genaue Ausrichtung und präzise Markenfarben. Einfache -High-End-Übereinstimmungen für jeden Bereichsauftrag. Diese Aufträge erfordern kleine Druckflächen und geringe Toleranzen.
Geschwindigkeitsabhängige Qualität messen und überwachen-
Der beste Weg, eine tatsächliche Geschwindigkeitsbegrenzung für einen Auftrag zu ermitteln, besteht darin, während der Installation eine Stufenrampe zu installieren. Fangen Sie langsam an. Anschließend steigt es mit einer Geschwindigkeit von 10–20 Metern pro Minute. Überprüfen Sie bei jedem Schritt Registrierungsfehler, Volltondichte und Trocknungsqualität mithilfe von Inline-Tools. Jeder Punkt oberhalb der zulässigen Grenze ist die Höchstgeschwindigkeit, mit der die Arbeit erledigt werden kann. Diese Geschwindigkeit kann von der maximalen Nenngeschwindigkeit der Maschine abweichen, oder der Bediener kann auf der Grundlage früherer Leistungen denken.
Inline-Scanning-Densitometer (basierend auf den Feststoffdichteregeln nach ISO 2846-1), automatische visuelle Systeme für Registrierungsprüfungen und Kameras zur Locherkennung liefern Echtzeit-Feedback. Auf diese Weise können Betreiber der Qualitätsobergrenze leichter näher kommen. Ohne diese Hilfsmittel halten Betreiber die Sicherheitsmarge meist zwischen 15 und 25 Prozent unter dem tatsächlichen Grenzwert. Sie tun dies, um versteckte Fehler zu vermeiden. Dieser Sicherheitsspielraum führt direkt zu Produktionsausfällen.
Abschluss
Die Höchstgeschwindigkeit einesHochgeschwindigkeits-Zweifarben-Flexodruckmaschineist keine feste Nummer auf einem Typenschild. Es ist ein Treffpunkt für Trockenheit, Registrierungsbewegung, Substratstabilität und Anilox-Farbübertragung. All dies wird anhand klarer Qualitätsstandards geprüft. Die Bewertung zeigt die theoretische Leistungsfähigkeit der Maschine. Die tatsächliche Geschwindigkeit, die Sie erreichen können, hängt davon ab, wie sich diese Einschränkungen auf Ihre spezifischen Material- und Arbeitsanforderungen auswirken. Wenn Maschinenbediener wissen, welche Einschränkungen für jeden Auftrag am wichtigsten sind, können sie fundierte Entscheidungen über den Kauf von Ausrüstung, die Planung von Aufträgen und die Verbesserung von Prozessen treffen. So erhalten Sie die wahrste Ausgabe. Sie verschwenden keine Zeit damit, die höchsten Geschwindigkeiten zu erreichen, die physikalische Prozesse nicht unterstützen können, und nicht theoretische Geschwindigkeiten, die physikalische Prozesse nicht unterstützen können.
Referenz
- ISO 12647-6:2012. Drucktechniken-Steuerung des Herstellungsprozesses für Halbton-Farbseparationen, Korrekturlesen und Druckverfahren – Teil 6: Flexodruck. Internationale Organisation für Normung, 2012. (Registrierungstoleranz ±0,10 mm Spezifikation, Rahmen zur Tonwerterhöhungskontrolle, Massenklassenklassifizierung)
- ISO 2846-1:2017. Farbe und Transparenz von Druckfarben für die grafische Kunst-Teil 1: Druckfarben für den Bogen- und Rollenoffsetdruck. Internationale Organisation für Normung, 2017. (Feste Spezifikation für die Einheitlichkeit der optischen Dichte, Schwelle für akzeptable Abweichung, Referenzstandard für Inline-Densitometer)
- ISO 21377-1:2020. Grafiktechnologie-Radiometrische Messung der Intensität der verfestigten Härtungsstrahlung – Teil 1: Allgemeine Prinzipien. Internationale Organisation für Normung, 2020. (Methodik zur Messung der Gleichmäßigkeit der UV-Härtungsintensität, Lichtverteilung in der Bahnbreite)
- TAPPI T 494-om-92. Zugbrucheigenschaften von Papier und Pappe. Technischer Verband der Zellstoff- und Papierindustrie, 1992. (Papierzugfestigkeit, Bruchdehnung, Berechnung des Geschwindigkeitskopplungsmoduls)
- ASTM D882-18(2022). Standardtestmethode für Zugeigenschaften dünner Kunststofffolien. ASTM International, 2022. (Zugprüfung von Dünnschichtsubstraten, Elastizität vs. plastisches Verformungsverhalten, Modul- und Dehnungsdaten für Bahnverschlüsse)
