Quelle est la vitesse maximale d'une presse d'impression flexible bicolore-haute vitesse- ?

Le facteur le plus important dans l'évaluation par tout onduleur d'un Machine d'impression flexo bicolore à grande vitessen'est pas la vitesse indiquée dans la brochure. Ce n'est qu'à une vitesse réelle que la machine peut produire des produits répondant aux normes de qualité sans provoquer trop de gaspillage.
Par exemple, lors de l'impression sur du papier 60 g/m², une machine évaluée à 200 m/min fonctionne bien à 180 m/min. Cependant, sur des films BOPP de 80 microns utilisant le même système d'encre, le taux de stabilité peut être réduit à 120 m/min.
La raison de cette différence est que les différents matériaux et conditions de travail modifient la façon dont le processus d'impression fonctionne à grande vitesse. Pour cette raison, il est très important de comprendre les limites physiques de l’impression flexographique dans le processus de production réel, au-delà de la vitesse nominale du moteur.

Définition correcte de la « vitesse maximale »

Le nombre le plus important pour tout convertisseur évaluant unMachine d'impression flexo bicolore à grande vitessen'est pas la vitesse indiquée dans la brochure. Ce n'est qu'avec une vitesse de production réelle que la machine peut produire des produits répondant aux exigences de qualité sans provoquer trop de gaspillage.
Cette vitesse réelle est toujours inférieure à la vitesse mécanique maximale. La vitesse maximale dans la documentation technique ne peut indiquer que la vitesse mécanique de la machine. Il est basé sur la charge de couple du moteur et les limites de vibration. Cela ne représente pas un taux de production constant.
La vitesse de production réelle dépend du substrat, du système d'encre et de la méthode de séchage. Ces facteurs modifient le comportement de la machine lors de l'impression.
Par exemple, lors de l'impression sur du papier 60 g/m², une presse évaluée à 200 m/min peut fonctionner à 180 m/min. Cependant, lors de l'impression sur un film BOPP de 80 microns en utilisant le même système d'encre, le taux de stabilité peut chuter jusqu'à 120 m/min.
En raison de cette différence, l’écart entre les taux de production estimés et réels n’est pas fixe. Cela varie selon les conditions de travail.
En conséquence, les décisions d'achat de machines basées uniquement sur les indices de vitesse les plus élevés peuvent conduire à des attentes erronées en matière de production.

Limite 1 : Temps de séchage entre stations

Le limiteur de vitesse le plus courant en impression flexographique est la sécheresse. L'encre doit être changée de liquide à solide avant que le filet d'impression ne touche l'arrêt ou les rouleaux suivants. La compensation se produit si la sécheresse est incomplète. L'encre humide se déplace d'une couche du tambour à la suivante, ce qui en fait un défaut rejeté.
Pour une large gamme de systèmes d'encre à base d'eau-pour l'impression sur papier et carton, le taux d'évaporation dépend de la température, de la vitesse du flux d'air en surface et de la formulation de l'encre. Selon la taille du tambour, les deux-stations de presse à tambour d'impression centrale couleur entrent dans un espacement de 300 mm à 800 mm. À une vitesse de ligne de 150 m/min, le temps de séjour entre les stations de 500 mm est d'environ 0,2 seconde. Cette fois, même avec l’aide de l’air chaud, l’eau s’évapore pendant une courte période.
Les résultats montrent que le taux d'évaporation présente une relation racine carrée avec le temps sous contrôle de diffusion. Ceci est courant dans l’impression flexographique. De ce fait, la longueur du double séchoir ne double pas. Cela augmente la vitesse autorisée d'environ 41 %. Cela explique pourquoi les systèmes de séchage plus longs donnent moins de rendement à des vitesses plus élevées.
Le système d’encre UV ne dépend pas de l’évaporation. Ils sont durcis par polymérisation radicalaire plutôt que par perte de solvant. Le système de lampe UV peut durcir l’encre en 0,05 à 0,10 seconde. Cela élimine la limitation de sécheresse et atteint la pression des limites mécaniques. Les systèmes UV ont encore leurs limites. L'énergie de la lampe doit être uniformément sur toute la largeur du filet et mesurée à l'aide des méthodes de radiométrie ISO 21377-1:2020. Certains substrats ne supportent pas la chaleur UV ou l’exposition aux UV. Lorsque les niveaux d’énergie sont trop élevés, ils peuvent jaunir ou se dégrader.

Contrainte 2 : Dynamique d'enregistrement de la vitesse

Avec l’augmentation de la vitesse, la précision du repérage entre les stations couleur se détériore également. Le système de contrôle des registres en boucle fermée-dispose de moins de temps pour la détection des erreurs, la correction des calculs et l'ajustement des applications. Cet effet est plus visible sur unMachine d'impression flexo bicolore à grande vitesseappuie lors de l'accélération du démarrage. Cela se produit également lorsque la tension de la bande interfère avec le déroulement ou le rembobinage du processus.
Le facteur principal de ce système est la relation entre la vitesse de la boucle d'asservissement et la fréquence des perturbations. Le changement de tension de la bobine est causé par l'expansion inégale de la bobine, la vitesse de la bobine et la bobine elle-même. À des vitesses de machine inférieures, les interférences sont lentes. Le système d'asservissement peut le détecter et le corriger de manière adéquate.
À des vitesses plus élevées, la fréquence des perturbations augmente. Lorsqu'il approche la limite du système d'asservissement, généralement 3 à 5 hertz dans un système flexo standard, le système de contrôle réagit tardivement. Ce délai produit un petit nombre d'erreurs résiduelles. Les erreurs se sont répétées sur tout le site d’impression.
La norme ISO 12647-6:2012 fixe une limite de ±0,10 mm pour l'enregistrement des impressions flexographiques de haute qualité. Maintenir la précision à 150-200 m/min nécessite soit des systèmes d'asservissement plus rapides, soit un meilleur contrôle de la tension de la bande lors de la phase de relâchement. L’une ou l’autre option augmente les coûts ou nécessite des mises à niveau de l’équipement. Ces changements n'augmentent pas la vitesse nominale de la machine, mais ils affectent la vitesse de production stable et réelle des travaux d'impression enregistrés.

Contrainte 3 : Couplage des propriétés du substrat et de la vitesse

Même avec des machines, différents substrats peuvent limiter la vitesse d'impression. Le principal facteur matériel est la stabilité de la taille. Cela signifie dans quelle mesure le matériau est étiré sous tension dans l'impression et comment il revient lorsque la tension est supprimée.
Les matériaux papier ont des propriétés de comportement viscoélastiques. Lorsqu'ils sont pressés, ils s'étirent et récupèrent partiellement avec le temps. Le carton épais (350+ g/m²) a un allongement inférieur à celui du papier léger et est donc plus stable à des vitesses plus élevées. Cependant, un papier plus épais augmentera également la charge des cylindres d'impression. Le transfert d'encre nécessite une pression élevée. Cela peut augmenter l'usure de la plaque et entraîner des modifications de la taille des points lors d'un fonctionnement à long terme-.
Les propriétés du PE, du BOPP et du PET sont différentes. Ils s'étirent plus facilement dans des situations stressantes. Mais ils se rétabliront rapidement, même s’ils ne sont pas trop sollicités. Cela signifie que si la tension est contrôlée dans une faible mesure, le film BOPP peut fonctionner à grande vitesse. Si la tension est trop faible, le réseau est instable. Si la tension est trop élevée, le film peut être étiré de façon permanente. Cette plage devient plus difficile à contrôler à des vitesses plus élevées, car les vibrations des pièces de la machine affectent davantage de pages Web.
TAPPI T 494 om-92 et ASTM D882 sont des méthodes d'essai standard pour mesurer la résistance à la traction et l'allongement. Ces valeurs indiquent si le substrat peut gérer la vitesse d'impression cible sans dommage. Ces données doivent être utilisées avant la production pour déterminer la vitesse de fonctionnement sûre.

Contrainte 4 : Physique du transfert des rouleaux Anilox

Le rouleau anilox est un cylindre en céramique doté d'une unité permettant de contrôler le volume d'encre de la plaque d'impression. Elle se déplace à la même vitesse de surface qu'une toile d'araignée uniquement lorsque le point d'impression ne glisse pas. Dans la vraie production, il y a toujours des erreurs. La plaque photopolymère se plie légèrement sous la pression. Cela crée une petite différence de vitesse entre la surface de l’aniline oxydase et la surface de la plaque. Cette différence modifie le transfert de l'encre. Cela dépend de la pression, de la dureté de la plaque et de la vitesse de la ligne.
À des vitesses plus élevées, deux problèmes principaux sont apparus.
Vint d’abord le jet d’encre. Le pont d'encre entre la pile et la plaque devient instable lorsque la pile à la phénytoïne quitte la zone de contact à grande vitesse. Cela peut être décomposé en gouttelettes. Les gouttelettes atterrissent en dehors de la zone de l'image. Le risque augmente rapidement avec la vitesse. Cela a beaucoup à voir avec la vitesse superficielle du cube. La vitesse est donc un facteur important dans la formation des éclaboussures. La viscosité de l'encre élevée peut réduire les éclaboussures, mais également réduire l'encre grâce aux fines cellules anilox de transfert. Cela crée un compromis-entre la vitesse et le détail de l'image.
Le deuxième problème est la vidange des cavités. Chaque cellule anilox doit libérer toute l'encre en contact avec la plaque en peu de temps. À des vitesses plus élevées, ce temps de contact devient plus court. L'encre s'écoule de la batterie en moins de temps. Un peu d'encre est restée à l'intérieur de la cavité.
Les progrès de la recherche dans le domaine des revêtements organiques ont montré qu'une vidange incomplète peut réduire le transfert d'encre de 5 à 15 % à des vitesses supérieures à 150 m/min. Les valeurs spécifiques dépendent de la forme de la batterie, de la profondeur et des propriétés de l'encre. Cela signifie que la même configuration d'encre et d'anilox peut imprimer des solides plus légers à 180 m/min qu'à 100 m/min sur unMachine d'impression flexo bicolore à grande vitesse. Doit ajuster la pression ou la viscosité de l’encre pour corriger ce changement.

Que signifient réellement les chiffres de vitesse

Compte tenu des limites de ces interactions, dans les scénarios de production courants, les attentes de vitesse réelles d'une presse d'impression flexible bicolore-sont les suivantes :

Les chiffres proviennent de fourchettes industrielles ordinaires. Ils sont basés sur des fiches techniques du fabricant d’équipements et sur des recherches indépendantes en ingénierie des procédés. Ils ne sont pas aussi nombreux qu’ils pourraient l’être.
L’extrémité inférieure de chaque intervalle correspond à un travail difficile. Ces travaux nécessitent une grande surface d’impression, un alignement précis et des couleurs de marque précises. Des correspondances haut de gamme-pour chaque tâche de gamme facilement. Ces travaux nécessitent de petites zones d'impression et des tolérances lâches.

Mesurer et surveiller la vitesse-Qualité dépendante

La meilleure façon de trouver une limite de vitesse réelle pour un travail est d'exécuter une rampe graduelle lors de l'installation. Commencez lentement. Il s'élève ensuite à une vitesse de 10 à 20 mètres par minute. À chaque étape, vérifiez les erreurs de repérage, la densité de l’encre solide et la qualité de séchage à l’aide d’outils en ligne. Tout point au-dessus de sa limite autorisée constitue la vitesse maximale à laquelle le travail peut être effectué. Cette vitesse peut être différente de la vitesse nominale maximale de la machine, ou l'opérateur peut réfléchir en fonction des performances passées.
Les densitomètres à balayage en ligne (basés sur les règles de densité solide ISO 2846-1), les systèmes visuels automatiques pour les contrôles d'enregistrement et les caméras de détection de sténopé fournissent des informations en temps réel. De cette manière, les opérateurs peuvent se rapprocher plus facilement du plafond de qualité. Sans ces outils, les opérateurs maintiennent généralement la marge de sécurité entre 15 et 25 pour cent en dessous de la limite réelle. Ils font cela pour éviter de créer des défauts cachés. Cette marge de sécurité se traduit directement par une perte de production.

Conclusion

La vitesse maximale d'unMachine d'impression flexo bicolore à grande vitessen'est pas un numéro fixe sur une plaque signalétique. C'est un point de rencontre entre la sécheresse, le mouvement d'enregistrement, la stabilité du substrat et le transfert d'encre anilox. Tout cela est testé selon des normes de qualité claires. La note montre la capacité théorique de la machine. La vitesse réelle que vous pouvez obtenir dépend de la manière dont ces restrictions sont liées à vos besoins spécifiques en matière de matériel et de travail. Savoir quelles restrictions sont les plus importantes pour chaque tâche permet aux opérateurs de machines de faire des choix éclairés concernant l'achat d'équipement, la planification des tâches et l'amélioration des processus. C'est ainsi que vous obtenez le résultat le plus fidèle. Ils ne perdent pas de temps à rechercher les vitesses les plus élevées que les processus physiques ne peuvent pas supporter, plutôt que les vitesses théoriques que les processus physiques ne peuvent pas supporter.

Référence

• ISO 12647-6:2012. Techniques d'impression-Contrôle des processus de fabrication pour les processus de séparation des couleurs en demi-teintes-, de relecture et d'impression - Partie 6 : Impression flexographique. Organisation internationale de normalisation, 2012. (spécification de tolérance d'enregistrement ± 0,10 mm, cadre de contrôle de l'augmentation de la valeur tonale, classification des classes de masse)
• ISO 2846-1:2017. Couleur et transparence des encres d'arts graphiques-Partie 1 : Encres d'impression offset feuilles et rotatives. Organisation internationale de normalisation, 2017. (Spécification d'uniformité de la densité optique solide, seuil d'écart acceptable, norme de référence pour les densitomètres en ligne)
• ISO 21377-1:2020. Technologie graphique-Mesure radiométrique de l'intensité du rayonnement de durcissement solidifié - Partie 1 : principes généraux. Organisation internationale de normalisation, 2020. (Méthodologie de mesure de l'uniformité de l'intensité du durcissement UV, répartition de la lumière dans la largeur de la bande)
• TAPPI T 494-om-92. Propriétés de rupture en traction du papier et du carton. Association technique de l'industrie des pâtes et papiers, 1992. (résistance à la traction du papier, allongement à la rupture, calcul du module d'analyse du couplage de vitesse)
• ASTM D882-18 (2022). Méthode de test standard pour les propriétés de traction des films plastiques minces. ASTM International, 2022. (Tests de traction de substrats à couches minces, comportement d'élasticité par rapport à la déformation plastique, données de module et d'allongement pour les volets Web)