Trong thế giới in ấn flexographic, việc duy trì các con lăn anilox gốm là rất quan trọng để đạt được các bản in chất lượng cao, nhất quán. Các phương pháp làm sạch truyền thống đang được cách mạng hóa bằng công nghệ làm sạch laser - một giải pháp chính xác, hiệu quả và an toàn đang biến đổi ngành công nghiệp.
Nền của làm sạch laser
Các con lăn Anilox gốm, do những lợi thế của chúng như độ chính xác chuyển mực cao và tuổi thọ dài, đã đóng một vai trò quan trọng trong việc phát triển in flexographic. Họ đã dần thay thế các con lăn Anilox kim loại và trở thành thiết bị tiêu chuẩn cho các máy in flexographic và các công ty in ấn. Trong suốt quá trình này, vấn đề làm sạch của các con lăn Anilox gốm luôn cùng tồn tại với những lợi thế khác nhau của họ.
Lý do tại sao vấn đề làm sạch của các con lăn anilox gốm được nhấn mạnh là, so với các con lăn anilox kim loại, việc làm sạch các con lăn anilox gốm (sau đây gọi là con lăn anilox gốm) khó khăn hơn. Những lý do chính như sau:
1. Lớp gốm trên con lăn Anilox được áp dụng cho bề mặt con lăn cơ sở bằng cách sử dụng quy trình phun nhiệt. Do tính chất vật liệu của gốm sứ và các đặc tính của quá trình phun nhiệt, lớp gốm chứa tự nhiên chứa lỗ chân lông, mặc dù độ xốp thay đổi giữa các con lăn anilox khác nhau. Sự hiện diện của các lỗ chân lông này làm tăng năng lượng bề mặt của lớp gốm, làm cho mực còn lại bướng bỉnh hơn bên trong các tế bào.
2. Các tế bào trên bề mặt của con lăn anilox được hình thành thông qua khắc laser. Các bức tường bên trong của các tế bào và các cạnh của thành tế bào tương đối thô. Độ nhám này tăng cường hơn nữa độ bám dính của mực dư trong các tế bào.
3. Số lượng dòng của một con lăn anilox có thể đạt tới 1600 lpi (đường mỗi inch). Điều này có nghĩa là kích thước mở của các tế bào trên bề mặt con lăn Anilox có thể nhỏ hơn 15 μm. Làm sạch các lỗ nhỏ như vậy được tắc nghẽn bằng mực cứng là khá khó khăn.
4. Một số con lăn Anilox quá mức theo đuổi số lượng dòng cao và khối lượng mực lớn, dẫn đến các mở tế bào sâu cực kỳ vô lý. Kết hợp với độ sâu tế bào phi lý, điều này thường dẫn đến nhiều con lăn anilox không bị mòn do sử dụng mà thay vào đó bị hỏng trong khi làm sạch hoặc không thể sử dụng do làm sạch không hoàn toàn, điều này ngăn chặn sự phân phối mực.
5. Hiệu suất của mực flexographic cũng đã được cải thiện nhanh chóng trong những năm gần đây, đặc biệt là về tốc độ in ấn và tăng cường khả năng kháng thời tiết. Hiệu suất sử dụng của mực càng tốt, càng khó khăn để loại bỏ dư lượng mực khô hoặc cứng bằng các phương pháp làm sạch thông thường.
Do đó, kể từ sự ra đời của các con lăn Anilox gốm, làm thế nào để làm sạch và duy trì một cách an toàn và duy trì chúng để mở rộng cuộc sống dịch vụ hiệu quả của chúng luôn là một chủ đề quan tâm đáng kể.
Phương pháp làm sạch con lăn Anilox thông thường:
★ Làm sạch tay dung môi
★ Làm sạch siêu âm
★ Làm sạch nước áp suất cao
★ Nahco₃ (natri bicarbonate)
★ Làm sạch đá khô
★ Làm sạch phương tiện truyền thông nhựa
Nếu các phương pháp này được phân loại, chúng thường có thể được chia thành:
- Phương pháp dung môi (Phương pháp 1)
- Dung môi + Xịt phương tiện (Phương pháp 2 và 3)
- Phương tiện phun (Phương pháp 4, 5 và 6)
Mỗi phương pháp này có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Khi được sử dụng một cách thích hợp, chúng có thể đạt được kết quả làm sạch tuyệt vời; Tuy nhiên, nếu được sử dụng không đúng cách, chúng cũng có thể dẫn đến hậu quả nghiêm trọng. Ví dụ, việc lựa chọn dung môi không đúng cách có thể khiến con lăn Anilox bị phình ra, việc sử dụng làm sạch siêu âm không đúng có thể dẫn đến việc phá vỡ các bức tường tế bào của con lăn Anilox và việc phun phương tiện không phù hợp với các con lăn anilox có độ cao, trong số các vấn đề khác. Chúng tôi sẽ không giải thích về từng người ở đây.
Bởi vì các phương pháp làm sạch này đi kèm với cả lợi ích và rủi ro, và chúng đòi hỏi mức độ chuyên môn tương đối cao từ người dùng, trong nhiều năm qua, mọi người đã có những cảm xúc lẫn lộn về họ-cả yêu thương và ghét họ. Thực tế này đã tạo ra một cơ hội cho sự xuất hiện của các phương pháp làm sạch laser.
Nguyên tắc cơ bản của việc làm sạch laser
Đầu tiên, làm sạch laser là gì?
Nói một cách đơn giản, làm sạch laser liên quan đến việc sử dụng một chùm tia laser cụ thể để quét bề mặt của con lăn anilox. Mực bên trong các tế bào hấp thụ năng lượng laser và bốc hơi, do đó đạt được mục tiêu làm sạch mà không gây ra bất kỳ thiệt hại nào cho các tế bào của con lăn Anilox.
Để hiểu logic cơ bản đằng sau việc làm sạch laser, điều cần thiết là trước tiên xác định vật liệu mục tiêu được làm sạch. Trong quá trình làm sạch một con lăn anilox, vật liệu đích chắc chắn là dư lượng mực khô bên trong các tế bào.
Các thành phần của mực, theo thuật ngữ đơn giản, có thể được chia thành các sắc tố, chất kết dính và phụ gia. Trong số này, chất kết dính xác định cường độ bám dính và tính chất hình thành màng của mực, và nó cũng là thành phần chính của mực sau khi nó khô, ngoài các sắc tố. Nói cách khác, để làm sạch hoàn toàn dư lượng mực khô bên trong các tế bào của con lăn Anilox, vấn đề chính là xử lý hiệu quả chất kết dính mực khô trong các tế bào.
Do đó, việc lựa chọn và điều chỉnh laser phải dựa trên loại chất kết dính mực. Laser sẽ có thể làm bốc hơi chất kết dính mực trong khi đảm bảo rằng lớp gốm vẫn không bị ảnh hưởng.
Dựa trên logic cơ bản này, chúng ta có thể chia nhỏ việc làm sạch laser thành các bước sau để hiểu rõ hơn:
1. Năng lượng laser được hấp thụ bởi mực còn lại trong các tế bào của con lăn Anilox trong quá trình quét;
2. Việc tiêm đột ngột năng lượng cao làm cho các thành phần chất kết dính (nhựa) trong mực nhanh chóng mở rộng và hình thành huyết tương;
3. Trong các tế bào nhỏ của con lăn anilox, khí không ổn định bị ion hóa cao tạo ra làm tăng áp lực bên trong các tế bào ngay lập tức, tạo ra một luồng không khí mạnh về phía các lỗ mở của tế bào, giúp trục xuất các chất gây ô nhiễm ra khỏi tế bào.
4. Ngưỡng năng lượng và năng lượng laser được chọn và điều chỉnh dựa trên các thành phần nhựa của chất kết dính. Trong quá trình quét, chỉ các thành phần nhựa (hoặc các thành phần tương tự) có thể hấp thụ hoàn toàn năng lượng của loại laser này, trong khi các thành phần gốm và hầu hết các thành phần sắc tố không thể thay đổi bằng cách hấp thụ năng lượng laser;
5. Khi quét laser, sẽ có một cổng xả bên cạnh đầu laser được kết nối với bơm chân không bên ngoài, liên tục hút các chất gây ô nhiễm (chủ yếu là khí và sắc tố giống như plasma không thể bốc hơi);
6. Một phần nhỏ của các sắc tố không bị hút ra sẽ phân tán trên bề mặt của con lăn Anilox. Chúng có thể được thổi sạch bằng cách sử dụng không khí nén. Để tránh tạo ra bụi, có thể sử dụng một miếng vải không có xơ được sử dụng để lau bề mặt của con lăn Anilox.
Hiệu quả của việc làm sạch laser
Như được hiển thị trong Hình 1, đây là một thử nghiệm làm sạch được thực hiện trên con lăn Anilox kiểu tay áo bằng cách sử dụng mực dựa trên dung môi. Các thông số kỹ thuật của con lăn Anilox là Ø130 × 1290 mm, với số lượng dòng 900 LPI.
Hình 1: So sánh trước và sau khi làm sạch laser cho các con lăn Anilox dựa trên dung môi
Như được hiển thị trong Hình 2, đây là một thử nghiệm làm sạch được thực hiện trên con lăn Anilox kiểu tay áo bằng cách sử dụng mực dựa trên nước. Các thông số kỹ thuật của con lăn Anilox là Ø178 × 1300 mm, với số lượng dòng 900 LPI.
Hình 2: So sánh trước và sau khi làm sạch laser cho các con lăn Anilox dựa trên nước
Như được hiển thị trong Hình 3, đây là một thử nghiệm làm sạch được thực hiện trên một con lăn anilox trục in băng in nhãn bằng mực UV. Các thông số kỹ thuật của con lăn Anilox là Ø105 × 418 mm, với số lượng 400 LPI.
Hình 3: So sánh trước và sau khi làm sạch laser cho các con lăn Anilox mực UV
Các hiệu ứng làm sạch của các con lăn anilox trên được thể hiện trong Hình 4 và Hình 5, cũng có thể thấy rõ.
Hình 4: Quan điểm mở rộng của các tế bào trước khi làm sạch
Hình 5: Quan điểm mở rộng của các tế bào sau khi làm sạch
Trên thực tế, trước khi chính thức bắt đầu làm sạch các con lăn Anilox, chúng tôi đã tiến hành nhiều thử nghiệm và liên tục tinh chỉnh các tham số ứng dụng laser để xác định các cài đặt làm sạch tối ưu cho các loại mực khác nhau. Điều này đảm bảo làm sạch hiệu quả trong các điều kiện làm việc khác nhau. Tất nhiên, một lượng lớn dữ liệu và các kịch bản áp dụng được tích lũy trong quá trình này cũng có thể được nhập vào hệ thống điều khiển của thiết bị.
An toàn của việc làm sạch laser
1. An toàn cho mọi người và môi trường
Làm sạch laser không sử dụng bất kỳ dung môi hóa học nào và không yêu cầu bất kỳ phương tiện nào khác ngoài chính laser. Chất thải làm sạch cũng được chiết xuất kịp thời để xử lý thêm. Trong quá trình làm sạch này, chất gây ô nhiễm duy nhất là một lượng nhỏ bột sắc tố nằm rải rác trên bề mặt con lăn, có thể được coi là không đáng kể về mặt khí thải. Do đó, nó chắc chắn rất thân thiện với sức khỏe của các nhà khai thác và đủ để đáp ứng các yêu cầu môi trường ngày càng nghiêm ngặt.
2. An toàn cho con lăn Anilox
Có lẽ bị ảnh hưởng bởi một số trải nghiệm tiêu cực trước đây, nhiều mối quan tâm lớn nhất của mọi người khi đối mặt với việc làm sạch laser là liệu nó có thể đảm bảo hoàn toàn sự an toàn của các con lăn Anilox hay không. Mối quan tâm này có thể được chia thành hai hướng khác nhau:
Mối quan tâm rằng làm sạch laser có thể làm hỏng các bức tường gốm của con lăn Anilox.
Hình 6: Trường hợp không thành công của máy làm sạch laser sớm bởi một thương hiệu nhất định
Laser về cơ bản là một chùm ánh sáng với pha và tần số rất nhất quán, nhưng nó có sự định hướng tuyệt vời và năng lượng tập trung. Các vật liệu khác nhau có tốc độ hấp thụ khác nhau cho ánh sáng, và laser cũng không ngoại lệ. Chúng ta có thể điều chỉnh loại laser và các giá trị ngưỡng khác nhau của các chỉ số của nó để thay đổi tốc độ hấp thụ của một vật liệu cụ thể cho laser. Trong trường hợp làm sạch laser con lăn Anilox, miễn là chúng tôi tìm thấy một laser phù hợp và điều chỉnh hợp lý các ngưỡng để các thành phần nhựa trong mực đạt tốc độ hấp thụ cực đại của chúng đối với ánh sáng này, trong khi đảm bảo lớp gốm có độ hấp thụ laser ở mức thấp nhất, chúng tôi có thể đạt được sự làm sạch mực. Đây là logic cơ bản đằng sau việc làm sạch laser.
Đối với nguy cơ hiệu ứng nhiệt tích lũy, nó có thể bị coi thường một cách an toàn vì chính ánh sáng laser không tạo ra nhiệt. Nhiệt chỉ được giải phóng khi vật thể hấp thụ năng lượng laser và trải qua quá trình bốc hơi. Bằng cách kết hợp tốc độ làm sạch của con lăn Anilox một cách thích hợp, sức nóng này có thể dễ dàng tiêu tan.
Thực hành là tiêu chí duy nhất để thử nghiệm sự thật. Dựa trên logic cơ bản ở trên, chúng tôi đã sử dụng laser với hiệu suất làm sạch tuyệt vời để liên tục làm sạch một con lăn Anilox mới, không sử dụng 100 lần. Sau đó, chúng tôi đã so sánh các hình dạng tế bào trước và sau khi làm sạch (như trong Hình 7) và các mô hình 3D (như trong Hình 8). Kết luận cuối cùng là việc làm sạch laser không gây ra bất kỳ thiệt hại nào cho các con lăn anilox gốm.
Hình 7: trạng thái sau khi làm sạch laser
Hình 8: Hình ảnh 3D của các tế bào mực trên con lăn Anilox trước và sau khi làm sạch laser
Nhiều nhà cung cấp con lăn Anilox thêm một số chất độn polymer vào lớp gốm để bù cho độ xốp của gốm. Nhiều người lo ngại rằng việc làm sạch laser có thể có tác động tiêu cực đến các chất độn polymer này, do đó ảnh hưởng đến hiệu suất của con lăn Anilox.
Trên thực tế, những mối quan tâm như vậy phản ánh sự hiểu biết sâu sắc về các con lăn Anilox, nhưng vẫn còn một số sự thiếu rõ ràng về các chi tiết của quá trình khắc.
Chúng tôi đã xem xét các tài liệu từ nhiều nhà sản xuất con lăn Anilox trong nước và quốc tế nổi tiếng. Trên thực tế, loại chất độn này, thường được gọi là "niêm phong", được sử dụng rộng rãi bởi nhiều nhà sản xuất, mặc dù nó đi theo các tên khác nhau-một số người gọi nó là "niêm phong", những người khác gọi nó là "chất làm ướt" và một số người chỉ đơn giản gọi nó là "lớp phủ". Về cơ bản, tất cả đều phục vụ cùng một mục đích, chỉ có sự khác biệt nhỏ trong thành phần.
Chất độn này không cung cấp bất kỳ lợi ích nào cho việc kiểm soát độ chính xác của việc khắc hoặc độ chính xác cơ học của con lăn Anilox. Một số nhà sản xuất thậm chí đã gây ra sự bất ổn trong khắc các tế bào mực do các vấn đề với công thức phụ. Tương tự, nó không có tác dụng cải thiện độ mịn của thành tế bào mực hoặc tăng khả năng lưu lượng của mực. Chức năng chính của nó là phòng ngừa ăn mòn. Cụ thể, nó được sử dụng để lấp đầy lỗ chân lông trong gốm, phân lập chất nền kim loại từ không khí bên ngoài và các chất lỏng khác nhau, do đó ngăn chặn sự xâm nhập của chất lỏng vào lớp gốm và sự ăn mòn tiếp theo của chất nền kim loại, có thể dẫn đến việc loại bỏ con lăn anilox.
Để đạt được mục đích phòng ngừa ăn mòn, sử dụng đế hợp kim, sau đó là phun gốm tốt hơn là sử dụng "chất bịt kín", nhưng dường như phương pháp niêm phong các lỗ với chất độn là phổ biến hơn.
Việc khắc các tế bào mực trên con lăn Anilox cũng được hoàn thành bằng công nghệ laser. Công suất laser được sử dụng để khắc gốm là cực kỳ cao, có thể nhiều lần hoặc thậm chí lớn hơn hàng chục lần so với công suất của thiết bị làm sạch laser. Người ta có thể tưởng tượng liệu chất làm đầy mà chúng ta quan tâm có thể tồn tại bên trong các thành tế bào mực dưới sự chiếu xạ laser công suất cao như vậy. Đối với các phần của các bức tường tế bào mực ở phía trên không được khắc bởi tia laser, về mặt lý thuyết, vẫn có thể có một số chất làm đầy. Tuy nhiên, trong thực tế, trong quá trình khắc của con lăn Anilox, do hiệu ứng lặp đi lặp lại của laser, một lớp các dạng gốm nóng chảy trên đỉnh của thành tế bào mực, sau đó hóa thành một loại gốm cứng và dày đặc khi làm mát. Lớp gốm này có mật độ và độ cứng rất cao, và cường độ liên kết của nó với thành gốm bình thường thậm chí còn cao hơn cường độ liên kết giữa các lớp gốm thông thường. Sau khi đánh bóng, đỉnh của thành tế bào mực của con lăn Anilox thực sự được bao phủ bởi một lớp gốm "nóng chảy", khiến cho lớp gốm ban đầu bị lộ.
Hiệu quả của việc làm sạch laser
Về mặt lý thuyết, công suất laser càng cao, tốc độ làm sạch càng nhanh, vượt quá sự nghi ngờ. Tuy nhiên, từ góc độ an toàn, như chúng ta đã thảo luận trước đó, chúng ta cần chọn một nguồn laser thích hợp và kiểm soát các ngưỡng khác nhau của laser. Trong số các điều khiển này, một trong những điều khiển quan trọng nhất là kiểm soát ngưỡng công suất của laser. Nói cách khác, ngay cả khi nguồn laser phù hợp nhất được chọn, công suất laser không thể tăng vô thời hạn; Khi công suất laser vượt quá ngưỡng dung sai của lớp gốm, nó có thể gây ra thiệt hại cho con lăn Anilox. Do đó, chúng tôi tin rằng giới hạn trên của hiệu quả làm sạch laser là rất rõ ràng.
Giới hạn trên này về hiệu quả làm sạch laser cũng xác định rằng khi gặp các con lăn anilox với tắc nghẽn nghiêm trọng (chẳng hạn như những người chưa được sử dụng trong vài năm hoặc gần bị loại bỏ do tắc nghẽn), có thể cần phải làm sạch hoàn toàn chúng.
Máy làm sạch laser của Anilox Rolls
Lấy máy làm sạch laser trong công ty của tôi làm ví dụ, tùy thuộc vào mức độ tắc nghẽn, tốc độ làm sạch dao động từ 500 mm/h đến 1200 mm/h (ví dụ, laser di chuyển 500 đến 1200 mm dọc theo trục của con lăn Anilox mỗi giờ). Tất nhiên, nếu chi phí thiết bị không phải là một mối quan tâm, hiệu quả làm sạch có thể được cải thiện bằng cách tăng số lượng đầu laser.
So sánh với các phương pháp làm sạch truyền thống
1. Dễ dàng hoạt động
Các thiết bị làm sạch laser là chính xác và ổn định. Trong giai đoạn thử nghiệm ban đầu, các tham số thu được từ các thử nghiệm có thể được lưu trong hệ thống điều khiển của thiết bị. Trong sử dụng thực tế, bạn chỉ cần chọn các cài đặt phù hợp dựa trên các điều kiện làm việc cụ thể, mà không yêu cầu can thiệp thủ công quá mức để điều chỉnh.
2. An toàn
Do mức độ thông minh tăng lên, hệ thống điều khiển có thể kết hợp nhiều cơ chế bảo vệ để đảm bảo an toàn cho con người, môi trường và con lăn Anilox. Nếu chi phí không phải là một mối quan tâm, thậm chí có thể cung cấp phản hồi thời gian thực về tình trạng của laser.
Không cần dung môi, giảm hiệu quả khả năng con lăn anilox bị ăn mòn.
Đặc biệt đối với các con lăn anilox kiểu tay áo, tác giả đã thấy nhiều trường hợp ăn mòn, hầu hết là do làm sạch không đúng cách, trong đó dung môi hoặc nước thấm vào giao diện giữa bề mặt sợi thủy tinh của con lăn anilox và lõi nhôm.
Tránh sự sụp đổ của Web Wall hoặc Cracking gây ra bởi các phương pháp làm sạch vật lý khác.
3. Trí thông minh cao, trải nghiệm người dùng tốt
Làm sạch laser rất đơn giản và thuận tiện để vận hành. Đặt con lăn Anilox ở vị trí thích hợp trên thiết bị, nhấp vào nút Bắt đầu và việc làm sạch con lăn Anilox này sẽ được hoàn thành mà không cần bất kỳ can thiệp thủ công nào trong giai đoạn này. Thời gian lưu có thể được sử dụng cho các nhiệm vụ khác hoặc nghỉ ngơi.
Quá trình làm sạch laser không liên quan đến dung môi hoặc phương tiện khác, do đó sẽ không có mùi khó chịu trong xưởng, cũng không có nước thải có màu sắc khác nhau được xả, đảm bảo một xưởng sạch và gọn gàng.
4. Làm sạch kỹ lưỡng
Trong quá khứ, khi chúng tôi gặp các con lăn Anilox với tắc nghẽn nghiêm trọng, nó thường rất rắc rối vì không có phương pháp hiệu quả cao để đảm bảo làm sạch kỹ lưỡng mà không làm hỏng con lăn Anilox. Để làm sạch laser, các con lăn Anilox bị chặn nghiêm trọng như vậy chỉ cần nhiều chất tẩy rửa.
5. Giảm chi phí hoạt động chung
Nhìn chung, việc giới thiệu làm sạch laser trực tiếp dẫn đến giảm tổng thể tích mua sắm của các con lăn anilox. Đây không phải là tin tốt cho các nhà sản xuất con lăn Anilox, nhưng đó là một phước lành cho các công ty in ấn.