Лазерно почистване на керамични ролки Anilox: The Ultimate Guide for Print Professionals

В света на флексографския печат поддържането на керамични ролки Anilox е от решаващо значение за постигане на постоянни, висококачествени отпечатъци. Традиционните методи за почистване се революционизират чрез технологията за лазерно почистване - прецизно, ефективно и безопасно решение, което трансформира индустрията.

Керамичните ролки Anilox, поради своите предимства като прецизност на трансфер на мастило и дълъг експлоатационен живот, изиграха значителна роля в развитието на флексографски печат. Те постепенно заменят метални ролки Anilox и се превръщат в стандартно оборудване за флексографски печатници и печатници. По време на този процес проблемът с почистването на керамичните ролки Anilox винаги е съществувал с различните им предимства.

Подчертава се причината, поради която проблемът с почистването на керамичните ролки Anilox е, че в сравнение с металните ролки Anilox, почистването на керамичните ролки Anilox (наричано по -долу, наричани керамични ролки на Anilox), е по -трудна. Основните причини са следните:

1. Керамичният слой върху ролката Anilox се прилага върху повърхността на основната ролка с помощта на процес на термично пръскане. Поради свойствата на материала на керамиката и характеристиките на процеса на термично пръскане, керамичният слой естествено съдържа пори, въпреки че порьозността варира сред различните ролки на Anilox. Наличието на тези пори увеличава повърхностната енергия на керамичния слой, което прави остатъчното мастило да се прилепи по -упорито вътре в клетките.

2. Клетките на повърхността на ролката Anilox се образуват чрез лазерно гравиране. Вътрешните стени на клетките и краищата на клетъчните стени са сравнително груби. Тази грапавост допълнително засилва адхезията на остатъчното мастило в клетките.

3. Броят на линиите на Anilox Roller може да достигне до 1600 LPI (линии на инч). Това означава, че размерът на отварянето на клетките на повърхността на ролката на Anilox може да бъде по -малък от 15 μm. Почистването на такива малки отвори, които са запушени с закалено мастило, е доста предизвикателно.

4. Някои ролки Anilox прекомерно преследват високия брой на линиите и големи обеми на мастило, което води до изключително неразумни дълбоки клетки. В комбинация с ирационални клетъчни дълбочини, това често води до това, че много ролки на Anilox не се износваха чрез употреба, а вместо това се повредят по време на почистване или стават неизползваеми поради непълно почистване, което предотвратява дори разпределението на мастилото.

5. Производителността на флексографските мастила също бързо се подобрява през последните години, особено по отношение на увеличаване на скоростта на печат и повишаване на устойчивостта на времето. Колкото по -добра е ефективността на използването на мастилото, толкова по -трудно става да се отстранят изсушените или втвърдени остатъци от мастило, използвайки конвенционални методи за почистване.

Следователно, след появата на керамични ролки Anilox, как безопасно и ефективно да ги почистят и поддържат да удължават ефективния си експлоатационен живот винаги е била тема от значителна загриженост.

Общи методи за почистване на ролки Anilox:

★ Почистване на ръка за разтворител

★ Ултразвуково почистване

★ Почистване на вода с високо налягане

★ Nahco₃ (натриев бикарбонат) почистване на спрей

★ Почистване на сух леден взрив

★ Пластмасови медийни взривни почистване

Ако тези методи са категоризирани, те обикновено могат да бъдат разделени на:

• Метод на разтворител (Метод 1)
• Разтворител + спрей за медия (методи 2 и 3)
• Медиен спрей (Методи 4, 5 и 6)

Всеки от тези методи има свои предимства и недостатъци. Когато се използват по подходящ начин, те могат да постигнат отлични резултати за почистване; Ако обаче се използват неправилно, те също могат да доведат до тежки последици. Например, неправилната селекция на разтворители може да доведе до издутване на ролката на Anilox, неправилното използване на ултразвуково почистване може да доведе до напукване на клетъчните стени на Anilox Roller, а пръскането на медиите не е подходящо за високодовищни ролки Anilox, наред с други проблеми. Тук няма да разясним всеки от тях.

Тъй като тези методи за почистване идват както с предимства, така и с рискове и те изискват сравнително високо ниво на опит от потребителите, през годините хората са имали смесени чувства към тях, които ги обичат и мразят. Тази реалност създаде възможност за появата на методи за лазерно почистване.

Първо, какво е лазерно почистване?

Казано по -просто, лазерното почистване включва използване на специфичен лазерен лъч за сканиране на повърхността на анилокс валяк. Мастилото вътре в клетките абсорбира лазерната енергия и се изпарява, като по този начин постига целта за почистване, без да причинява увреждане на клетките на ролката Anilox.

За да се разбере основната логика зад лазерното почистване, е от съществено значение първо да се идентифицира целевият материал, който се почиства. В процеса на почистване на анилокс валяк, целевият материал несъмнено е остатъкът от изсушено мастило вътре в клетките.

Компонентите на мастилото, просто изражение, могат да бъдат разделени на пигменти, свързващи вещества и добавки. Сред тях свързващото вещество определя силата на адхезията и филмовите свойства на мастилото, а също така е и основният компонент на мастилото, след като изсъхне, освен пигментите. С други думи, за да се почисти старателно изсушеният остатък от мастило вътре в клетките на Anilox Roller, ключовият проблем е ефективно третирането на свързващото вещество на изсушеното мастило в клетките.

Следователно изборът и регулирането на лазера трябва да се основават на типа свързващо вещество с мастило. Лазерът трябва да може да изпари свързващото вещество с мастило, като същевременно гарантира, че керамичният слой остава незасегнат.

Въз основа на тази фундаментална логика можем да разградим лазерно почистване на следните стъпки за по -добро разбиране:

1. Лазерната енергия се абсорбира от остатъчното мастило в клетките на ролката на Anilox по време на сканиране;

2. Внезапното инжектиране на висока енергия причинява компонентите на свързващото вещество (смола) в мастилото бързо да се разширява и образува плазма;

3. В малките клетки на ролката Anilox силно йонизираният нестабилен газ увеличава налягането вътре в клетките, създавайки силен въздушен поток към клетките, който изхвърля замърсители от клетките.

4. Лазерният праг на мощност и енергия се избира и коригира въз основа на компонентите на смолата на свързващото вещество. По време на сканиране само компонентите на смолата (или подобни компоненти) могат напълно да абсорбират енергията на този тип лазер, докато керамичните компоненти и повечето пигментни компоненти не могат да се променят чрез абсорбиране на лазерна енергия;

5. Като лазерно сканиране ще има изпускателен порт до лазерната глава, свързана с външна вакуумна помпа, която непрекъснато изсмуква замърсителите (предимно плазмени газове и пигменти, които не могат да бъдат изпарени);

6. Малка част от пигментите, които не са изсмукани, ще се разпръсне по повърхността на ролката Anilox. Те могат да бъдат издухани чисти с помощта на сгъстен въздух. За да се избегне генерирането на прах, кърпа без мъх, потопена в алкохол, може да се използва за изтриване на повърхността на ролката Anilox.

Както е показано на фигура 1, това е тест за почистване, провеждан на ролка от тип ръкав Anilox, използвайки мастило на базата на разтворител. Спецификациите на Anilox Roller са Ø130 × 1290 mm, с брой на линията 900 LPI.

Фигура 1: Сравнение преди и след лазерното почистване за мастило Anilox на базата на разтворител Anilox Anilox

Както е показано на фигура 2, това е тест за почистване, проведен върху ролка от тип ръкави, използвайки мастило на водна основа. Спецификациите на ролката Anilox са Ø178 × 1300 mm, с брой на линията 900 LPI.

Фигура 2: Преди и след сравнение на лазерно почистване за ролки с мастило Anilox на водна основа

Както е показано на фигура 3, това е тест за почистване, проведен върху етикет за печат на колан Anilox ролка с помощта на UV мастило. Спецификациите на ролката Anilox са Ø105 × 418 mm, с брой на линията 400 LPI.

Фигура 3: Сравнение преди и след лазерно почистване за UV мастило Anilox ролки

Почистващите ефекти на горните ролки на Anilox са показани на фигура 4 и фигура 5, които също са ясно видими.

Фигура 4: Разширен изглед на клетките преди почистване

Фигура 5: Разширен изглед на клетките след почистване

Всъщност, преди официално да започнем почистването на ролки Anilox, проведохме множество тестове и непрекъснато прецизирахме параметрите на лазерното приложение, за да определим оптималните настройки за почистване за различни видове мастила. Това гарантира ефективно почистване при различни условия на труд. Разбира се, голямото количество данни и приложимите сценарии, натрупани по време на този процес, също могат да бъдат импортирани в системата за управление на устройството.

1. Безопасност за хората и околната среда

Лазерното почистване не използва никакви химически разтворители и не изисква друга среда освен самия лазер. Почистващите отпадъци също се извличат незабавно за по -нататъшна обработка. По време на този процес на почистване единственият замърсител е малко количество пигментен прах, разпръснато върху валярната повърхност, което може да се счита за незначително по отношение на емисиите. Следователно, несъмнено е много приятелски настроен за здравето на операторите и е достатъчен, за да отговаря на все по -строгите екологични изисквания.

2. Безопасност за ролки Anilox

Може би повлиян от някои предишни негативни преживявания, най -голямото притеснение на много хора, когато се изправят пред лазерно почистване, е дали може абсолютно да гарантира безопасността на Anilox Rollers. Това притеснение може да бъде допълнително разделено на две различни посоки:

① Загриженост, че лазерното почистване може да повреди керамичните стени на ролката Anilox.

Фигура 6: Неуспешен случай на ранно лазерно почистваща машина от определена марка

Лазерът по същество е лъч светлина с изключително последователна фаза и честота, но има отлична насоченост и концентрирана енергия. Различните материали имат различни скорости на абсорбция за светлина, а лазерите не са изключение. Можем да коригираме типа лазер и различни прагови стойности на неговите индикатори, за да променим скоростта на абсорбция на конкретен материал за лазера. В случай на почистване на лазерно лазер Anilox, стига да намерим подходящ лазер и разумно да регулираме праговете, така че компонентите на смолата в мастилото да достигнат своята пикова скорост на абсорбция за тази светлина, като същевременно гарантираме, че керамичният слой абсорбира лазера на най -ниското си ниво, можем да постигнем мастило, като същевременно защитаваме керамичния валяк от увреждане. Това е основната логика за лазерно почистване.

Що се отнася до риска от натрупани топлинни ефекти, той може да бъде безопасно пренебрегван, тъй като самата лазерна светлина не генерира топлина. Топлината се освобождава само когато обектът абсорбира лазерната енергия и претърпява изпаряване. Чрез съвпадение на скоростта на почистване на Anilox Roller, тази топлина може лесно да се разсее.

Практиката е единственият критерий за тестване на истината. Въз основа на горната фундаментална логика използвахме лазер с отлични резултати за почистване, за да почистим многократно нов, неизползван Anilox ролка 100 пъти. След това сравнихме клетъчните форми преди и след почистване (както е показано на фигура 7) и 3D модели (както е показано на фигура 8). Крайният извод е, че лазерното почистване не причинява увреждане на керамичните ролки Anilox.

Фигура 7: Състояние след лазерно почистване

Фигура 8: 3D изображения на мастиловите клетки на ролката Anilox преди и след лазерно почистване

② Много доставчици на ролки Anilox добавят някои полимерни пълнители към керамичния слой, за да компенсират порьозността на керамиката. Много хора са загрижени, че лазерното почистване може да има отрицателни ефекти върху тези полимерни пълнители, като по този начин се отрази на работата на ролера Anilox.

Подобни притеснения всъщност отразяват дълбоко разбиране на ролерите на Anilox, но все още има някаква липса на яснота по отношение на детайлите на процеса на гравиране.

Прегледахме материали от много известни вътрешни и международни производители на Anilox Roller. Всъщност този тип пълнител, обикновено наричан „уплътнител“, се използва широко от много производители, въпреки че минава от различни имена, наричани го „уплътнител“, други го наричат „омаловажаващ агент“, а някои просто го наричат „покритие“. По същество всички те служат на една и съща цел, само с незначителни разлики в състава.

Този пълнител не предоставя никакви ползи за контрол на точността на гравирането или механичната точност на ролката Anilox. Някои производители дори са причинили нестабилност в гравирането на мастилни клетки поради проблеми с състава на пълнителя. По същия начин, той няма ефект върху подобряването на гладкостта на стените на мастилените клетки или увеличаването на течността на мастилото. Основната му функция е предотвратяване на корозия. По -конкретно, той се използва за запълване на порите в керамиката, изолирайки металния субстрат от външен въздух и различни течности, като по този начин се предотвратява проникването на течност в керамичния слой и последваща корозия на металния субстрат, което може да доведе до бракуване на ролката на Анилокс.

За да се постигне целта на предотвратяване на корозия, използването на алумитна основа, последвана от керамично пръскане, е по -добре от използването на „уплътнител“, но изглежда, че методът за запечатване на дупки с пълнители е по -популярен.

Гравирането на мастиловите клетки на ролката Anilox също е завършено с помощта на лазерна технология. Лазерната мощност, използвана за гравиране на керамика, е изключително висока, вероятно няколко пъти или дори десетки пъти по -голяма от мощността на оборудването за лазерно почистване. Човек може да си представи дали пълнителят, за който сме загрижени, може да оцелее вътре в стените на мастилените клетки под такова лазерно облъчване с висока мощност. Що се отнася до частите на мастителните клетъчни стени в горната част, които теоретично не са били гравирани от лазера, все още може да има някакъв пълнител. В действителност обаче, по време на процеса на гравиране на ролката на Anilox, поради многократния ефект на лазера, слой от разтопени керамични се образува върху стените на мастилото, който след това се втвърдява в твърда и плътна керамика при охлаждане. Този слой от керамика има много висока плътност и твърдост, а якостта на връзката му с нормалната керамична стена е дори по -висока от силата на връзката между нормалните керамични слоеве. След полиране, горната част на мастилните клетъчни стени на ролката Anilox всъщност е покрита от слой от „разтопена“ керамика, което затруднява излагането на оригиналния керамичен слой.

Теоретично, колкото по -висока е лазерната мощност, толкова по -бърза е скоростта на почистване, което е без съмнение. От гледна точка на безопасността обаче, както обсъждахме по -рано, трябва да изберем подходящ лазерен източник и да контролираме различни прагове на лазера. Сред тези контроли един от най -важните е контролирането на прага на мощност на лазера. С други думи, дори ако е избран най -подходящият лазерен източник, лазерната мощност не може да бъде увеличена за неопределено време; След като лазерната мощност надвиши прага на толеранс на керамичния слой, това може да причини увреждане на ролката на Anilox. Следователно ние вярваме, че горната граница на ефективността на лазерното почистване е много ясна.

Тази горна граница за ефективността на лазерното почистване също определя, че при среща с анилокс ролки с тежки блокажи (като тези, които не са били използвани от няколко години или са близо до бракуване поради блокиране), може да се изисква множество почиствания, за да ги почистят старателно.

Anilox Rolls in-Line лазерна почистваща машина

Като пример за лазерно почистване в моята компания, в зависимост от степента на блокиране, скоростта на почистване варира от 500 mm/h до 1200 mm/h (т.е. лазерът пътува от 500 до 1200 mm по оста на ролката на Anilox на час). Разбира се, ако разходите за оборудване не са проблем, ефективността на почистване може да бъде подобрена чрез увеличаване на броя на лазерните глави.

1. Лесна работа

Оборудването за лазерно почистване е прецизно и стабилно. По време на първоначалната фаза на тестване параметрите, получени от тестовете, могат да бъдат запазени в системата за управление на устройството. При действителна употреба трябва само да изберете съответните настройки въз основа на специфичните условия на труд, без да изисквате прекомерна ръчна намеса за корекции.

2. Безопасност

◎ Поради повишеното ниво на интелигентност, системата за управление може да включва много механизми за защита, за да гарантира безопасността на хората, околната среда и анилокса. Ако цената не е проблем, дори е възможно да се предостави обратна връзка в реално време за състоянието на лазера.

◎ Не се изискват разтворители, което ефективно намалява вероятността Anilox Rollers да бъдат корозирани.

Особено за ролерите на Anilox от ръкав, авторът е наблюдавал много случаи на корозия, повечето от които са причинени от неправилно почистване, където разтворителите или водата проникват в интерфейса между повърхността на фибростъклото на ролката Anilox и алуминиевата сърцевина.

◎ Избягва срив на уеб стената или напукване, причинено от други методи за физическо почистване.

3. Висока интелигентност, добро потребителско изживяване

◎ Лазерното почистване е просто и удобно за работа. Поставете ролката Anilox в съответното положение на оборудването, щракнете върху бутона Старт и почистването на този Anilox ролка ще бъде завършено без ръчна намеса през този период. Запазеното време може да се използва за други задачи или почивка.

◎ Процесът на лазерно почистване не включва разтворители или други среди, така че няма да има дразнещи миризми в работилницата, нито ще има отпадни води от различни цветове, които се изхвърлят, осигурявайки чиста и подредена работилница.

4. Обстойно почистване

В миналото, когато се сблъсквахме с Anilox Rollers с тежки блокажи, това често беше много обезпокоително, тъй като нямаше високо ефективен метод за осигуряване на цялостно почистване, без да се повреди анилокс ролката. За лазерно почистване такива силно блокирани ролки Anilox изискват само множество почиствания.

5. Намаляване на общите оперативни разходи

Като цяло въвеждането на лазерно почистване директно води до намаляване на общия обем на поръчките на Anilox Rollers. Това не е добра новина за производителите на Anilox Roller, но е благословия за печатни компании.