Tài liệu Tìm hiểu công nghệ in offset trên kim loại trong lĩnh vực bao bì

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ IN TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ IN OFFSET TRÊN KIM LOẠI TRONG LĨNH VỰC BAO BÌ Ngành Công Nghệ In Môn Đồ Án Công Nghệ In Sinh viên thực hiện: Cao Ngọc Dung - 15148006 Giáo viên hướng dẫn: Thầy Chế Quốc Long TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO BỘ MÔN ĐỒ CÔNG Tp. ÁN Hồ Chí Minh,NGHỆ tháng 6,GIA năm CÔNG 2018 SAU IN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ IN TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ IN OFFSET TRÊN KIM LOẠI TRONG LĨNH VỰC BAO BÌ Ngành Công Nghệ In Môn Đồ Án Công Nghệ In Sinh viên thực hiện: Cao Ngọc Dung - 15148006 Giáo viên hướng dẫn: Thầy Chế Quốc Long Tp. Hồ Chí Minh, tháng 6, năm 2018 LỜI CẢM ƠN Quá trình một học kì thực hiện đồ án là một khoảng thời gian không dài nhưng cũng không quá ngắn để em học tập, tìm hiểu ra nhiều mảng kiến thức về công nghệ, chuyên ngành in (đặc biệt là nội dung về công nghệ in offset trên kim loại) mình còn thiếu. Để em có thể hoàn thành đồ án này, em nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình từ rất nhiều người từ thầy cô, gia đình và bạn bè,… Trước tiên, cho em xin được gửi lời cảm ơn và tri ân sâu sắc đến cô thầy Chế Quốc Long, là giáo viên hướng dẫn đồ án môn công nghệ in. Từ những kiến thức được thầy hướng dẫn từ môn Đại cương in, Công nghệ in cùng sự hướng dẫn nghiêm khắc và tận tình của thầy đã giúp em vạch được hướng đi đúng đắn để xây dựng nên một bài đồ án theo đúng yêu cầu và hoàn thiện. Bên cạnh đó, bằng kinh nghiệm thực tế, cô cũng giúp em hiểu ra được những thuận lợi, khó khăn của sản phẩm khi đưa vào sản xuất thực. Từ đó giúp sinh viên củng cố cơ sở lý thuyết cũng như biết được cách kiểm soát quy trình sản xuất khi vào thực tiễn. Em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới tất cả các thầy cô trong khoa In và Truyền Thông đã tận tình truyền dạy cho em nhiều kiến thức chuyên ngành bổ ích, chỉ ra những lỗi sai trong quá trình làm đồ án, từ đó tạo nền tảng kiến thức để em có thể hoàn thành bài đồ án này. Bên cạnh đó, không thể không nhắc đến gia đình và bạn bè. Là những người luôn động viên, tạo điều kiện để em có được môi trường tốt để học tập và phát triển. Với điều kiện kinh nghiệm còn hạn chế của một sinh viên, bài đồ án này không thể tránh được những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của các thầy cô để em có điều kiện bổ sung, nâng cao ý thức của mình, phục vụ tốt hơn cho việc tác nghiệp thực tế sau này. MỤC LỤC CHƯƠNG 1: DẪN NHẬP......................................................................................... 3 1.1 Lý do chọn đề tài.............................................................................................. 3 1.2 Mục tiêu, mục đích, khách thể và đối tượng nghiên cứu................................ 4 1.3 Nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu.................................................................... 4 1.4Phương thức thực hiện đề tài............................................................................ 5 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN............................................................................... 6 2.1 Lịch sử và phát triển của công nghệ in offset trên kim loại............................ 6 2.1.1 Sơ lược về lịch sử....................................................................................6 2.1.2 Ứng dụng của công nghệ offset cho in trên kim loại (ứng dụng trên bao bì)...............................................................................................................8 2.2 Sự khác biệt cơ bản giữa máy in offset cho kim loại và máy in offset cho giấy........................................................................................................................10 2.3 Đặc điểm nguyên vật liệu...............................................................................12 2.3.1 Kim loại tấm..........................................................................................12 2.3.2 Các vấn đề về mực in............................................................................13 2.4 Các vấn đề về tráng phủ và xử lý bề mặt kim loại........................................ 14 CHƯƠNG 3:TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ IN OFFSET TRÊN KIM LOẠ QUA HỆ THỐNG KBA-METALPRINT........................................................................ 16 3.1 Hệ thống sản xuất được tích hợp trên máy in kim loại của KBA-MetalPrint16 3.1.1 Hệ thống cung cấp, vận chuyển và thu hồi vật liệu..............................17 3.1.2 Đơn vị in................................................................................................22 3.1.3 Các phương pháp làm khô mực............................................................ 23 3.1.4 Chuẩn bị cho in sản lượng.................................................................... 27 3.2 Quản lý Chất Lượng Tờ In Kim Loại............................................................ 28 3.2.1 Một số lỗi thường gặp khi in trên kim loại...........................................28 3.2.2 Các vấn đề về kiểm soát chất lượng tờ in.............................................30 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN........................................................................................32 TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................34 GVHD: Thầy Chế Quốc Long CHƯƠNG 1: DẪN NHẬP 1.1 Lý do chọn đề tài Ngày nay, với xu thế con người sống bảo vệ và thân thiện với môi trường, đặc biệt là các sản phẩm được sử dụng trong cuộc với tần suất thường xuyên nhu bao bì. Việc sử dụng các sản phẩm bao bì có khả năng tái chế và an toàn sức khỏe là một xu thế chung của thế giới. Trong năm 2014, có tới 76% bao bì thép được tái chế trên toàn Châu Âu. Vì vậy việc nắm bắt xu thế và đầu tư tìm hiểu các công nghệ in ấn trên bao bì kim loại để định hướng phát triển nghề nghiệp là một định hướng có tầm nhìn. Nhìn lại thị trường in ấn cả trong và ngoài nước trong nhiều năm qua, có thể nói phân khúc thị trường bao bì-nhãn hàng trở thành điểm sáng và dần chiếm vị thế ưu tiên, vì đem về lợi nhuận cho các công ty in ấn cũng như toàn ngành in. Tại Việt Nam, bên cạnh một số công nghệ in bao bì như: flexo, kỹ thuật số. Phương pháp in offset là lựa chọn hàng đầu và không thể thiếu ở mỗi nhà máy in bao bì, bởi những ưu điểm nổi trội về mặt công nghệ. Đặc biệt, với khả năng in được in trên đa dạng các loại vật liệu, phương pháp này được ứng dụng để in trên bao bì kim loại. Tuy nhiên, việc in trên một loại vật liệu như kim loại không giống như in trên giấy hoặc bao bì. Trên cơ sở nguyên lý in, phương pháp in offset trên kim loại cần đòi hỏi những yêu cầu công nghệ phù hợp với vật liệu, để từ đó cho ra những sản phẩm với chất lượng ổn định và giữ được tính ứng dụng cao bao bì kim loại. Đối với những kỹ sư công nghệ in cũng như các công ty in ấn quan tâm đến lĩnh vực in bao bì kim loại, việc hiểu và nắm được quy trình công nghệ, hệ thống vận hành và những điểm khác biệt nào của in offset trên kim loại đối với khi in trên vật liệu khác là điều cần thiết cho các cá nhân về kho tàng kinh nghiệm nghề nghiệp, mở rộng con đường sự nghiệp; cũng như cơ hội mở rộng sản xuất, tăng năng xuất, chất lượng sản phẩm cho các công ty trong lĩnh vực này. Nhờ đó, vị trí của các phương pháp in truyền thống, đặc biệt là phương pháp in offset ngày càng được khẳng định thị trường bao bì kim loại. 3 1.2 Mục tiêu, mục đích, khách thể và đối tượng nghiên cứu Mục tiêu: - Nghiên cứu, phân tích và hiểu được quy trình công nghệ in trên kim loại ứng dụng trong ngành bao bì. - Tìm hiểu những khác biệt công nghệ (hệ thống nạp vật liệu, vận chuyển tờ in, bộ phận tách tờ, bộ phận kiểm soát tờ in, áp lực in, kiểm soát tờ in,…) của công nghệ in offset khi in trên kim loại so với khi in trên vật liệu giấy. - Tìm hiểu, phân tích những lỗi thường gặp, nguyên nhân khi in trên tờ in kim loại và tìm hiểu những công nghệ, biện pháp khắc phục nhằm cải thiện tối đa độ chính xác chồng màu. Mục đích: - Khẳng định vị thế của công nghệ in offset trên kim loại để ứng dụng vào ngành sản xuất bao bì với quy mô công nghiệp lớn. - Sinh viên nghiên cứu thu nhặt được lượng kiến thức và công nghệ mới trong lĩnh vực in offset, cũng như áp dụng vào lĩnh vực bao bì đang phát triển. - Sinh viên biết cách thức thực hiện một đồ án môn học, cũng như là tiền đề để thực hiện luận văn tốt nghiệp sau này. Đối tượng nghiên cứu: Công nghệ in offset trên kim loại trong lĩnh vực bao bì Khách thể nghiên cứu: Hệ thống máy in và quy trình in offset trên kim loại 1.3 Nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu: Để xây dựng được đề tài nghiên cứu, ta xác định những nhiệm vụ sau: - Xây dựng cơ sở lí luận của đề tài nghiên cứu - Tìm hiểu cơ sở thực tiễn của đề tài nghiên cứu - Xây dựng được các giải pháp, biện pháp, phương pháp, quy trình,…để đạt được mục tiêu nghiên cứu - Lấy thực nghiệm thông qua các ứng dụng của các công ty, nhằm khẳng định tính hiệu quả, tính khả thi của các giải pháp, biện pháp, phương pháp hoặc quy trình,…đã đề ra. 4 Phạm vi nghiên cứu: Với quy mô là đồ án môn học được nghiên cứu trong vòng 4 tháng, đề tài nghiên cứu sẽ dừng lại ở mức độ tìm hiểu công nghệ in offset trên kim loại trong lĩnh vực bao bì. 1.4 Phương thức thực hiện đề tài - Nghiên cứu và thực hiện đề tài trên cơ sở lý thuyết và những kết quả ứng dụng thực tế được (những thông tin công nghệ của các công ty in ấn liên quan đến đề tài đang thực hiện). - Xây dựng hệ thống đề cương chi tiết logic, có tính liên kết và bám sát theo tên và mục đích của đề tài hướng đến. - Đi sâu phân tích, nghiên cứu và phát triển từng nội dung nhỏ theo đề cương chi tiết. - Tiến hành nghiên cứu nội dung đề tài thông qua kiến thức cơ bản được học, hướng dẫn của giáo viên, nguồn tài liệu trên internet và những thông tin về công nghệ trên các website của các công ty lớn trong lĩnh vực liên quan đến đề tài. 5 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN 2.1 Lịch sử và phát triển của công nghệ in offset trên kim loại 2.1.1 Sơ lược về lịch sử Sự phát triển từ máy in kim loại 1 màu nạp nguyên liệu bằng tay đến máy in kim loại nhiều màu tốc độ cao. Công nghệ in offset trên kim loại ra đời từ khi xuất hiện thị trường sản xuất hộp kim loại đựng thực phẩm vào những năm 1854. Ở thời điểm này, nhu cầu trang trí hình ảnh trên hộp kim loại được đáp ứng bằng máy in offset trên kim loại bằng trục ép phẳng, đó dòng máy in offset kim loại đầu tiên được cho ra đời. Hình 1: Máy in kim loại “trục ép phẳng” thời kì đầu tiên Cho đến những năm 1930, bên cạnh việc vẫn sử dụng máy in dạng “trục ép phẳng”, một dạng máy in offset trên kim loại nữa xuất hiện ở dạng trục ép trục, với hệ thống nạp nguyên liệu bán tự động có người vận hành. Loại máy in này có khả năng tự động nâng kiện các tấm vật liệu kim loại, từng tấm kim loại sau đó sẽ được đặt bằng tay vào đúng vị trí của tay kê. Tiếp đó, hãng sản xuất mỹ phẩm nổi tiếng của Đức Beiersdorf tung ra thị trường chiếc máy in offset kim loại, với giấy chuyền liên tục kết nối với hệ thống sấy để sản suất bao bì thiếc cho nhãn hiệu kem Nivea vào năm 1932. 6 Hình 2: Máy in kim loại kết nối liên tục với hệ thống sấy của hãng mỹ phẩm Beiersdorf ( Đức) Sau thế chiến II, máy in offset trên kim loại đã được thiết kế nạp liệu hoàn toàn tự động. Năm 1963, ống trung chuyển vật liệu giữa 2 đơn vị in được ứng dụng để sản xuất ra máy in offset trên kim loại 2 màu đầu tiên, máy này được sản xuất và chuyển giao cho Ý. Đây là máy in offset trên kim loại đầu tiên trên thế giới ứng dụng công nghệ chuyển tiếp vật liệu in thông qua nhíp gắn trên trục ống trung chuyển. Hệ thống in này giúp hai đơn vị in kết nối với nhau, điều này minh chứng cho một hệ thống tốt hơn khi tờ in được nhả ra khỏi đơn vị in thứ 1 và định vị ngay phía trước đơn vị in thứ 2. Điều này đánh dấu một bước nhảy mới về công nghệ đối với in offset trên kim loại. Hình 3: Máy in offset kim loại 2 màu có ống trung chuyển 7 Đầu thập niên 70, sự phát triển của công nghệ in offset trên kim loại gần như dậm chấn tại chỗ và bị bỏ quên trong 20 năm vì nhu cầu máy in offset kim loại giảm gây ra sự cạnh tranh gay gắt giữa các nhà cung cấp máy in. Để thay đổi tình hình, nhận biết rằng việc đưa ra những dòng máy in kim loại có thiết kế chất lượng vượt trội có thể thu lại lợi nhuận và vực dậy ngành in kim loại. Từ đó, những máy in offset kim loại 8 màu hay nhiều màu hơn dần thay thế cho dòng máy in cũ. Theo xu thế thị trường, các hãng chế tạo mực in và máy in phải liên tục cập nhật những công nghệ mới để phát triển chất lượng và phạm vi ứng dụng của máy in trên kim loại phù hợp. Hiện nay, đã xuất hiện nhiều máy in offset trên kim loại với nhiều màu, hệ thống xử lý bề mặt, hệ thống sấy hiện đại, vật liệu kum loại đa dạng đáp ứng được hầu hết nhu cầu của thị trường in kim loại. 2.1.2 Ứng dụng của công nghệ offset cho in trên kim loại (ứng dụng trên bao bì) 2.1.2.1 Mức độ ứng dụng của công nghệ in offset kim loại đối với thị trường bao bì trong và ngoài nước Mức độ ứng dụng của công nghệ in offset trên kim loại đối với thị trường bao bì trong nước Ở Việt Nam, ngành in offset cho bao bì kim loại không được đầu tư và phát triển nhiều như in offset trên giấy. Với tình hình kinh tế cũng như sự tiếp thu công nghệ mới phát triển chậm hơn thế giới, các máy in trên kim loại hiện nay không thể mang lại sản phẩm chất lượng cao bởi vì hầu hết chúng dựa trên nền công nghệ cách đây 50 năm. Việc sử dụng một công nghệ lạc hậu bị giới han vê tốc độ dưới 4.000 tờ/giờ (sử dụng hệ thống định vị vật liệu cổ điển), giới hạn về số màu in/lượt (máy in 2 màu) gây nhiều khó khăn về mặt chất lượng và lợi nhuận. Do đó, lượng đặt hàng in offset cho các sản phẩm bao bì kim loại đa số là các sản phẩm có số lượng ít hoặc 4 màu trở xuống. Mức độ ứng dụng của công nghệ in offset trên kim loại đối với thị trường bao bì ngoài nước. 8 Đối với thị trường in bao bì kim loại ở nước ngoài (đặc biệt là một số nước Châu Âu) hiện nay rất phát triển, bởi những tính năng đặc trưng của vật liệu (bảo vệ sản phẩm bên trong, an toàn cho sức khỏe,…). Với nhu cầu tiêu dùng cao các mặt hàng bao bì kim loại, các nhà cung cấp dịch vụ in ấn không ngừng quảng bá và xây dựng thương hiệu bằng việc tiếp thu về những công nghệ in kim loại hiện đại có chất lượng cao, quảng bá sản phẩm, công nghệ sử dụng qua hệ thống sale và website. Nhà cung cấp máy in offset kim loại uy tín được các nhà in ưa chuộng đó là KBA-MetalPrint với các hệ thống in offset tối ưu và hiện đại. Bên cạnh đó, với mức giá và chất lượng máy ở hạng trung bình, ta có thể nhắc đến các hãng cung cấp máy in offset kim loại của Trung Quốc như: Yinghe, Shanghai,… 2.1.2.1 Phạm vi sản phẩm được ứng dụng Vì bao bì kim loại có độ chắc chắn cao, bảo vệ sản phẩm bên trong tốt, giữ được hương vị cho thực phẩm và mang tính thẩm mỹ cao nên công nghệ in offset trên kim loại ứng dụng cho các bao bì kim loại như: bao bì mỹ phẩm, thực phẩm, hộp trang trí,…Đến cả những nhãn giấy được dán lên lon kim loại cũng được thay thế bằng việc in trực tiếp hình ảnh trên lon. Cấu trúc bao bì kim loại có hai dạng: lon/hộp 2 mảnh (two-piece can) và lon/hộp 3 mảnh (three-piece can). Lon/hộp 2 mảnh gồm thân dính liền với đáy, nắp rời được ghép mí với thân. Vật liệu chế tạo thân và nắp thường phải mềm dẻo nên người ta chọn nhôm (Al) hoặc cũng có thể dùng vật liệu thép có độ mềm dẻo hơn. Lon/hộp 3 mảnh gồm thân, nắp, đáy ở dạng rời được ghép lại để tạo thành cấu trúc lon. In offset trên kim loại chỉ in được cho bao bì dạng “three-piece can”. Phụ thuộc vào quy trình định hình cấu trúc cho lon, mà ta áp dụng các phương pháp in khác nhau. Ở quá trình làm lon hai mảnh, giai đoạn xử lý bề mặt và in được thực hiện sau khi định hình cấu trúc lon. Vì vậy, hoàn toàn không thể sử dụng phương pháp in offset để in cho dạng bao bì này. Còn đối với lon 3 mảnh, các bộ phân thân, nắp đáy được định hình từ các tấm kim loại riêng biệt, do đó tờ in kim loại thường được xử 9 lý và in lên trên bề mặt trước, sau đó mới đi qua giai đoạn định hình bộ phận của hộp/lon. Hình 4: Một số sản phẩm lon 3 mảnh được in bằng phương pháp in offset (http://metalprint-ua.com/en/lacquering-and-lithography) 2.2 Sự khác biệt cơ bản giữa máy in offset cho kim loại và máy in offset cho giấy Xét về nguyên tắc in, công nghệ in offset trên kim loại hoàn toàn giống với in offset bình thường. Tuy nhiên, với sự khác biệt về vật liệu in (giấy và kim loại) nên xuất hiện một số khác biệt cơ bản giữa hai loại máy in khi in trên hai loại vật liệu khác nhau này. Hệ thống nạp vật liệu Hệ thống nạp vật liệu in của máy in offset trên kim loại về cơ bản cũng giống hệ thống nạp liệu của máy in offset trên giấy. Điểm khác biệt nằm ở chỗ các vật liệu là kim loại nên việc sử dụng thơi thổi tách tờ là không thể. Để tách rời được tờ kim loại, máy in offset kim loại phải trang bị hệ thống hút tờ bằng nam châm điện có độ nhiễm từ cao. Lợi dụng sự hút đẩy nhau giữa các vật thể trái dấu, nam châm có nhiệm vụ tích điện cùng dấu cho các tờ in kim loại, kết hợp dưới lực đẩy của nam châm. Kim loại sau đó sẽ được tách ra thành từng tờ ở mép của chồng kim loại, sau đó ống hút hơi sẽ hút tờ kim loại trên cùng lên và đẩy vào hệ thống dây băng. Hệ thống tay kê định vị tờ in 10 Hệ thống tay kê là yêu tố quan trọng quyết định sự chính xác chồng màu, các tay kê luôn phải đảm bảo các tờ in được định vị giống nhau mỗi lần qua đơn vị in. Tay kê hông của máy in offset trên kim loại không có nhiều khác biệt lớn với offset bình thường. Trước đây, máy in offset kim loại cho phép tay kê đầu được định vị ở nhíp bắt nằm trên ống ép in ở mỗi đơn vị in. Tuy nhiên, nhận thấy nhược điểm khi sử dụng hệ thống tay kê này là năng suất không cao: tốc độ chạy máy chậm (chỉ khoảng 4000 tờ/giờ), thường chỉ có 2 đơn vị in. Bên cạnh đó, việc tờ in không được nhíp giữ cố định khi ra khỏi mỗi đơn vị in còn gây nên sự biến dạng và khó chồng màu ở đuôi tờ in. Cho đến nay, hệ thống định vị trên máy in offset kim loại được sử dụng theo nguyên tắc như máy in offset trên giấy. Thay vì tờ in được định vị nhiều lần ở mỗi tay kê đầu tại mỗi đơn vị in, tờ in sẽ được định vị một lần duy nhất tại tay kê đầu nằm trước đơn vị in thứ nhất. Đồng thời ống trung chuyển có nhíp bắt được thiết kế để vận chuyển tờ in qua các đơn vị in. Với những thay đổi này, các máy in nhiều màu có thể đạt tốc độ đến 8000 tờ/giờ và độ sai lệch chồng màu ở đuôi tờ in cũng hạn chế xảy ra. Hình 6: Ống trung chuyển có nhíp bắt định vị tờ in giữa 2 đơn vị in Hình 5: Hệ thống định vị tay kê đầu đặt trước đơn vị in đầu tiên 11 Hệ thống sấy Có hai dạng hệ thống sấy phổ biến là sấy khô bằng nhiệt và sấy khô bằng đèn UV. Với việc áp dụng cơ chế khô khác nhau (cơ chế khô vật lý đối với sấy nhiệt và cơ chế khô hóa học đối với sấy UV), mỗi phương pháp sấy ứng với mỗi loại mực tương ứng. Sấy khô bằng nhiệt sử dụng mực in offset truyền thống. Hệ thống sấy nhiệt được đặt sau cuối hệ thống in và trước hệ thống thu hồi vật liệu. Mực in UV được ứng dụng cho hệ thống sấy UV. Do đặc tính vật liệu kim loại không thấm hút mực như giấy, vấn đề làm khô mực là một yếu tố không thể thiếu đối với công nghệ in offset trên kim loại (đặc biệt đối với các máy in nhiều màu). Ngay sau mỗi đơn vị in, thiết bị đều được lắp đặt hệ thống đèn UV sấy khô bề mặt mực (giống như hệ thống sấy của in offset trên giấy). “Các đèn sấy UV này giúp làm khô mực hoàn toàn trước khi đến đơn vị in kế tiếp hoặc giữ cho lớp mực in ở mặt trước không bị lột ra khi dùng cơ cấu in đảo trở trong máy in offset tờ rời” [1]. Để hoàn toàn đảm bảo chất lượng tờ in, bên cạnh các đèn UV phía sau mỗi đơn vị in, hệ thống máy in offset kim loại luôn phải có một hệ thống sấy đặt ngay sau đơn vị in cuối cùng. 2.3 Đặc điểm nguyên vật liệu 2.3.1 Kim loại tấm - Kim loại duy nhất được sử dụng để in bao bì bằng công nghệ in offset là thép tráng thiếc. - Độ dày tấm thép: 0.1 đến 0.8 mm hoặc hơn nữa (hộp sữa, đồ hộp, hộp thuốc,…) - Khối lượng lớp thiếc được tráng: 0.5-34 g/m2 Stt 1 Lý do sử dụng Yêu cầu Đáp ứng được yêu cầu công nghệ Nam châm phải hút được vật liệu đầu của hệ thống hút tờ bằng nam vào ( thép có hàm lượng lớn là sắt) để châm điện thực hiện công đoạn tách tờ và nạp vật liệu vào đơn vị in 12 2 Đáp ứng được yêu cầu dễ định Thép hình và gia công có hàm lượng carbon thấp ( khoảng 0.2%) để yêu cầu độ dẻo dai và có thể dát thành tấm mỏng 3 Bề mặt thép giảm được sự ăn Khắc phục được nhược điểm bề mặt đen, mòn nhờ lớp thiếc mỏng tráng ở không có độ sáng bóng và dễ bị ăn mòn cả 2 mặt của thép 2.3.2 Các vấn đề về mực in Tương tự như in offset trên giấy, mực in sử dụng cho tờ in kim loại trên máy in offset có thể dùng mực in truyền thống hoặc mực in UV. Hai loại mực này có cấu trúc khác nhau, hoạt động trên hai cơ chế khô khác nhau nên dẫn đến việc sử dụng hệ thống sấy trên máy in cũng khác nhau hoàn toàn. Mực in offset truyền thống trên kim loại chủ yếu dựa vào sự bay hơi của các dung môi trong mực nên phương thức làm khô mực sẽ dùng không khí nóng. Cơ chế hoạt động của đơn vị sấy khí nóng này trên máy in offset kim loại tương đối giống với máy in offset trên giấy thông thường. Trên các máy in offset kim loại in bằng mực offset truyền thống, luôn có một hệ thống lò sấy khô bằng nhiệt được đặt ngay sau cùng của hệ thống in. Đối với mực in UV, cơ chế khô cơ bản là Polyme hóa được các chất liên kết trong thành phần mực. Do đó, mực UV chỉ được làm khô nhờ năng lượng tương thích của đèn UV. Các đèn sấy UV thường được đặt sau mỗi đơn vị in hoặc ở cuối cùng. Dây chuyền sấy mực UV chỉ cần phân nửa không gian của dây chuyền in mực truyền thống có lò sấy khô bằng nhiệt, dẫn đến thời gian in sản phẩm nhanh hơn; tổng chi phí cho một đơn vị sản phẩm in mực UV thấp hơn so với mực in truyền thống. Nhưng ngược lại mực UV cần hoạt động trong điều kiện môi trường ổn định bởi vì tính nhạy cảm của mực UV và việc kiểm soát mực in UV cũng phức tạp hơn nhiều. Tuy nhiên, ô nhiễm có thể xảy ra trong quá trình sản xuất. Điều này xảy ra khi xếp chồng các tờ in khi thu hồi. Tại thời điểm đó, mặt bên ngoài chạm vào mặt bên trong của tờ in, kết quả là bề mặt bên trong có thể bị nhiễm bẩn bởi các 13 chất trong mực UV. Không có bằng chứng rõ ràng nào xảy ra vì mức độ ô nhiễm quá thấp để được đo bằng thiết bị phòng thí nghiệm nhưng nó phải được coi là rủi ro đối với các quy định. 2.4 Các vấn đề về tráng phủ và xử lý bề mặt kim loại Xử lý bề mặt kim loại trước khi in Việc xử lý bề mặt tờ kim loại trước khi in đều được thực hiện ở cả 2 mặt của tờ in. Ta có thể quy ước: mặt ngoài là mặt được in, mặt trong là mặt tiếp xúc với sản phẩm. Mặt trong được phủ lớp vẹc-ni bảo vệ để tránh các phản ứng lý-hóa giữa bao bì và sản phẩm. Vì giai đoạn xử lý mặt trong của tờ in không ảnh hưởng đến công nghệ, cũng như mặt trong và mặt ngoài tờ kim loại có nguyên lý tráng phủ cơ bản giống nhau. Do đó, ta sẽ đi sâu tìm hiểu công đoạn xử lý bề mặt ngoài của tấm kim loại Đối với mặt ngoài, tờ in kim phải được tráng một lớp primer trắng (thủy tính) trước khi in. Tờ in bắt buộc phải trải qua giai đoạn xử lý này vì 2 lý do. Thứ nhất, với đặc điểm của vật liệu kim loại là hạn chế khả thấm hút và khả năng bám mực, lớp primer này được phủ lên bề mặt vật liệu giúp tăng độ liên kết giữa mực với bề mặt vật liệu khi in. Thứ hai, lớp primer trắng này còn nhằm tạo cho lớp màu sắc của mực in lên kim loại có tính ổn định và tái tạo màu tốt hơn. Xử lý bề mặt kim loại sau khi in Công đoạn tráng phủ tờ in sau khi in để đảm bảo lớp mực in liên kết với bề mặt kim loại, bảo vệ bề mặt in khỏi tác động của sự ăn mòn và va đập bên ngoài. Các dạng vẹc-ni tráng phủ thường dùng cho tờ in kim loại là vẹc-ni gốc dầu (sử dụng khi in mực truyền thống) và vẹc-ni UV. Vẹc-ni gốc dầu được xem như mực in offset không màu, đơn vị tráng phủ là bộ phân cấp mực trong in offset. Vẹc-ni UV có thể in trên những đơn vị tráng phủ đặc biệt (bản chất là đơn vị in flexo với hệ thống cấp vẹc-ni dạng hở hoặc kín) nối in-line bên trong máy in offset, cũng như thực hiện việc tráng phủ trên máy tráng phủ chuyên dụng. Các thiết bị 14 chuyên dụng có cấu tạo khác nhau nhưng thường bao gồm các bộ phận: hệ thống nạp tờ, hệ thống cấp vẹc-ni, bộ phận truyền vẹc-ni lên tờ in, hệ thống vận chuyển giấy, hệ thống sấy, bộ phận nhận giấy. Hình 7: Mô phỏng một hệ thống tráng phủ chuyên dụng tờ in kim loại 15 CHƯƠNG 3: TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ IN OFFSET TRÊN KIM LOẠI QUA HỆ THỐNG KBA-METALPRINT 3.1 Hệ thống sản xuất được tích hợp trên máy in kim loại của KBA-MetalPrint Trên phân khúc thị trường sản xuất bao bì kim loại trên thế giới hiện nay, bên cạnh những công nghệ in kỹ thuật số khác cho sản xuất lon 2 mảnh “two-piece can”, công nghệ in offset để sản xuất bao bì kim loại 3 mảnh “three-piece can” chỉ chiếm một phần nhỏ trong thị trường. Do đó, việc tìm kiếm những hệ thống in kim loại hiện đại cập nhật những giải pháp tối ưu, có khả năng giải quyết những vấn đề còn hạn chế về công nghệ và tăng năng suất in để minh họa thực tiễn cho đề tài còn hạn chế. Trong quá trình nghiên cứu đề tài, nhận thấy hệ thống in offset trên kim loại MetalPrint của KBA - đơn vị cung cấp thiết bị in lớn của Đức có những thông tin mới về công nghệ và toàn bộ hệ thống sản xuất tờ in kim loại. Do đó, người nghiên cứu quyết định mượn các hệ thống in của MetalPrint (KBA) làm cơ sở thực tiễn để nghiên cứu đề tài. Hình 8: Hệ thống in UV tích hợp trên máy in kim loại 6 màu MetalStar 3 (KBA) Hình 8 là hệ thống máy in offset kim loại khi in với mực UV và được làm khô bằng đèn UV. Ngoài ra, KBA còn cung cấp một dạng hệ thống máy in tích hợp khác cho khi in với mực truyền thống với hệ thống lo sấy. Ở phần 3.1, ta sẽ tiến 16 hành phân tích quy trình công nghệ in offset trên kim loại từ khi vật liệu được đưa vào máy in cho đến khi được thu hồi thông qua hệ thống sản xuất được tích hợp trên hai hệ thống máy in này. Dựa vào mục tiêu nghiên cứu, đồ án sẽ chú trọng nghiên cứu về những chi tiết công nghệ đặc trưng có ảnh hưởng đến in offset trên kim loại. vì vậy có một số hệ thống mang tính đại trà như hệ thống thay bản tự động, hệ thống làm sạch các lô,… sẽ không đi sâu phân tích. 3.1.1 Hệ thống cung cấp, vận chuyển và thu hồi vật liệu 3.1.1.1 Hệ thống cung cấp vật liệu MetalStar3 sử dụng hệ thống cung cấp vật liệu DriveTronic SIS (DriveTronic Sensoric Infeed System). Hệ thống này hoạt động theo kiểu cung cấp vật liệu liên tục theo dòng (giấy được cấp theo kiểu bậc thang), hệ thống cấp tờ vật liệu đặt ở đuôi của chồng kim loại. Về cấu tạo, hệ thống cấp nhiên liệu DriveTronic cho máy in offset kim loại và của các máy máy in offset thông dụng khác đều giống nhau về nguyên tắc hoạt động. Bàn cấp kim loại có cơ cấu nâng bàn tự động đảm vật liệu được cấp liên tục, cho phép thay đổi khổ tờ in nhờ hệ thống các thanh định vị. Bộ phận tách tờ đặt ngay đường tâm máy,dùng đầu hút nam châm nhiễm từ tính để tách tờ kim loại nằm trên cùng và đưa nó vào bàn nạp nhờ vòi hút chân không di chuyển. Việc vận chuyển vật liệu vào bàn nạp giấy dựa trên lực hút từ tính và hút hơi. Hỗ trợ cho ống hút nâng thực hiện tách tờ dễ dàng và chính xác, cũng có các bộ phận phụ trợ như: chân vịt, lưỡi gà, ống thổi trợ khí, chổi tách, chặn đuôi hoạt động hoàn toàn giống như máy in offset trên giấy. Hình 10: Bộ phận tách tờ trên máy in 17 Hình 9: Bố trí bộ phận tách tờ MetalStar 3 (KBA) (nhìn từ trên xuống) Bàn nạp tờ kim loại: Bộ phận nạp tờ in là nơi quan trọng định vị và ổn định tờ in trước khi vào đơn vị in đầu tiên bởi các tay kê (tay kê đầu, tay kê hông), hệ thống bánh xe chổi, bánh xe lăn và hệ thống dây đai hút chân không. Một điểm nổi bậc ở công nghệ DriveTronic SIS trên hệ thống cung cấp vật liệu là bàn nạp tờ sử dụng các đai hút chân không kết hợp với chuyển động lăn của hệ thống các bánh xe giúp di chuyển, định vị tờ in vào tay kê và tới bộ phận in, thay vì hệ thống các dây băng trên các máy in offset khác. Với bàn nạp có sử dụng hệ thống các đai hút chân không đa lỗ, việc di chuyển và định vị tờ in trở nên chính xác và uyển chuyển hơn, đặc biệt đối với vật liệu in có định lượng nhỉnh hơn các vật liệu khác như kim loại. DriveTronic SIS cũng được sử dụng cho hệ thống cung cấp vật liệu trên hầu hết các máy in offset trên giấy hiện đại của KBA Hình 11: Bàn nạp tờ in với hệ thống các đai hút chân không đa lỗ trên máy in MetalStar 3 Tờ in kim loại từ bàn nạp đi đến đơn vị in được trung chuyển qua hệ thống nhíp trao dạng ống tròn. Vì vấn đề chuyển vật liệu ở trạng thái tĩnh từ bàn nạp 18