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2020-02-25
我國軟包裝行業(yè)經(jīng)過近30年的不斷發(fā)展，成果輝煌，目前已經(jīng)成為全球規(guī)模最大、發(fā)展最快的行業(yè)。而龐大的人口基數(shù)是軟包裝產(chǎn)品消費的強力支撐。許多全球數(shù)一、數(shù)二的軟包裝企業(yè)正是看到這一點，紛紛在中國設立機構，以獨資或合資的形式參與市場，以期占有一定的市場份額。與此同時，與軟包裝行業(yè)配套的裝備制造、版輥加工、基材、油墨等行業(yè)也取得了蓬勃發(fā)展。
近兩年，隨著規(guī)模的擴大，無序的競爭、品質(zhì)的低劣、材料價格的上漲、環(huán)保問題的凸顯、人工成本的高企等問題顯露無疑，軟包裝行業(yè)微利時代提前到來。市場需求的多樣化、個性化，導致軟包裝市場競爭進一步加劇，10萬米以上的香餑餑訂單已經(jīng)很少，1萬米以下的小訂單成為軟包裝企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的常態(tài)，故而企業(yè)對產(chǎn)品綜合成本的關注度越來越高，努力降低生產(chǎn)過程中的廢品損耗，降低整機綜合能耗，降低單位產(chǎn)品成本，從而提高自身的市場競爭力。市場變化對印刷設備的綜合技術性能，尤其是在生產(chǎn)效率、生產(chǎn)損耗、綠色環(huán)保、節(jié)能減排、人身安全、人員素質(zhì)依賴性等功能性方面提出了更高的要求。
凹印機作為軟包裝行業(yè)的主力印刷機型，每年在中國市場的銷售量在1000臺左右，而以上市場變化預示著國產(chǎn)凹印機將面臨重大轉型升級，將順應市場需求，朝著“智能化、人性化、數(shù)字化、柔性化、綠色化”方向發(fā)展。
凹印技術的發(fā)展現(xiàn)狀
在過去的發(fā)展階段，國產(chǎn)凹印機在以下幾方面取得了很大的進步，已經(jīng)逐步與歐美發(fā)達國家和地區(qū)接軌，齊頭并進。
1.減少生產(chǎn)準備時間，提高生產(chǎn)效率
隨著短版活兒的常態(tài)化，控制并不斷減少生產(chǎn)準備時間對于軟包裝企業(yè)而言越來越重要。
為了減少生產(chǎn)準備時間，提高生產(chǎn)效率，國內(nèi)凹印機制造企業(yè)急終端用戶之所急，加大科研開發(fā)力度，加快產(chǎn)業(yè)化步驟，研發(fā)出了一系列新技術，如套筒式膠輥、快換刮刀、無軸傳動、風嘴可拆卸式高效節(jié)能烘箱、多功能服務小車、版輥在線自動清洗裝置等。
這些技術的開發(fā)應用為進一步減少總時間、降低總成本起到了很大的推動作用。通過上述技術的使用，軟包裝企業(yè)可以將換單時間控制在1小時左右，大大提高設備的使用率。
2.減少材料損耗，節(jié)約成本
隨著軟包裝行業(yè)微利時代的到來，基材、油墨和膠黏劑等材料成本幾乎占到軟包裝印品售價的75%左右。由此可見，任何一種材料消耗量的增減都會對軟包裝企業(yè)的利潤產(chǎn)生很大影響。因此，通過降低材料損耗來保證利潤是十分必要且可行的。
在凹印過程中，影響材料損耗的因素主要有以下幾方面：換單過程中的套印損耗、接換料過程中的套印損耗、升降速過程中的套印損耗、設備故障引起的停機維修損耗、油墨槽結構引起的油墨和溶劑的額外損耗等。針對以上各項損耗，目前可采取以下技術解決。
(1)換單過程中套印損耗的減少措施
生產(chǎn)管理系統(tǒng)(一鍵恢復功能)記錄每個訂單以往的最佳印刷狀態(tài)(印刷張力、印刷溫度、刮刀位置、印刷壓力等)，換單時直接調(diào)用即可，能夠大大減少損耗。
(2)接換料過程中套印損耗的減少措施
①控制高速不停機裁切中的料尾長度，以≤400mm為宜。
②優(yōu)化裁刀結構，升級裁切動作控制程序，減少張力變化。
③全自動裁切過程，在保證裁切成功率的基礎上，使殘卷余料≤10m，減少印刷基材的浪費。
(3)升降速過程中套印損耗的減少措施
①有走料系統(tǒng)導輥速度和印刷基材速度同步。
②導輥動平衡的嚴格要求和導輥起動力矩≤1g?mm。
③考慮導輥表面刻線對氣流的排空以及對印刷基材的擾動性，使設備高速運行下料膜更加平穩(wěn)。
④提高套印的成品率，傳統(tǒng)機械軸傳動逐漸退出市場，精度更高的電子軸驅(qū)動成為主流。
(4)設備故障引起的停機維修損耗的減少措施
當用戶的印刷設備發(fā)生故障時，使用遠程診斷來降低維修時間。
3.提高設備安全性能，保障人身健康安全
隨著國產(chǎn)凹印機出口量的增加，以及國內(nèi)中高端用戶對產(chǎn)品要求的提高，國際用戶對EHS(環(huán)境、健康、安全)的要求已在國產(chǎn)凹印機上得到一定程度的普及，原來對速度和套印精度的追求已經(jīng)上升為設備要減小或消除對環(huán)境的危害，設備對操作人員的健康和人身意外傷害降到最低，國外用戶要求的EHS FIRST也慢慢被國內(nèi)中高端用戶接受并轉化為他們對設備的要求。現(xiàn)在的國產(chǎn)凹印機技術水平就是基于這些要求被不斷提高的。例如，二氧化碳滅火、電氣柜防爆、墨槽周圍防爆電機、防爆窗口、風道風壓檢測、安全防護欄、收放料安全光柵等一系列安全保護技術已在國產(chǎn)凹印機上實現(xiàn)應用。
4.VOCs廢氣處理裝置在凹印機上的應用
在國家環(huán)保政策的大力推動下，綠色環(huán)保成為印刷包裝業(yè)的主旋律，凹印所采用的廢氣處理主要有兩種技術。對于混合溶劑，主要采用RTO蓄熱式燃燒裝置;對于單一溶劑或單一種類溶劑，主要采用回收裝置，在溶劑總用量超過1000噸時不僅可以實現(xiàn)環(huán)保功能，回收的溶劑還可以實現(xiàn)循環(huán)使用，經(jīng)濟效益非?？捎^。
為了降低廢氣處理的投資成本，凹印機的干燥系統(tǒng)需要加入減風增濃裝置或LEL循環(huán)系統(tǒng)。
凹印技術的發(fā)展趨勢
在過去幾年中，凹印機取得了令人矚目的成就，今后凹印機的開發(fā)理念正在發(fā)生重大轉變，產(chǎn)品設計將追求“短版化、人性化、環(huán)?；?，產(chǎn)品結構將向“柔性化、模塊化、智能化”方向發(fā)展。
1.高精度、高效率發(fā)展
通過系統(tǒng)優(yōu)化升級、結構調(diào)整改進，使凹印機張力控制精確在0.1N范圍內(nèi)。同時，配置高精度光纖電眼識別，減少繁瑣過程，滿足凹印高精準套印。
實現(xiàn)重復訂單的調(diào)取，只需一鍵復位，即可將版輥、刮刀、張力、壓力等相關參數(shù)直接恢復到最佳狀態(tài)，替代人工反復操作，減少中間過程，實現(xiàn)高效操作。
2.自動化、智能化發(fā)展
隨著互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，工業(yè)水平的不斷提高，高速凹印機必將在自動化、智能化方面實現(xiàn)階梯性提升和突破，主要體現(xiàn)在以下幾方面。
(1)智能色彩控制系統(tǒng)的應用
凹印機的色彩打樣是當前階段的難點，全自動色彩控制系統(tǒng)將引入凹印機，從油墨配方生成到調(diào)整將一次完成，全自動配墨機、色彩控制系統(tǒng)及色密度檢測等均由智能化模塊連接并控制，僅此一項即可為用戶節(jié)約1000多米材料損耗。
(2)工業(yè)機器人的應用
印刷包裝業(yè)屬于有害工種，愿意操作設備的人員越來越少，導致整個行業(yè)用工難、用工成本高，企業(yè)負擔重，節(jié)省勞動力對于印刷包裝企業(yè)而言越來越重要，故而采用工業(yè)機器人替代人工操作是凹印機發(fā)展的方向。
換單過程中，印刷版輥、油墨槽的清理、更換，遞墨輥的清洗等工作非常繁重，且危害操作人員的身體健康。全自動洗版機、油墨槽清洗機的工業(yè)化、自動化普及，將設備標配的4人操作減少至2人，為企業(yè)大大節(jié)省了人員投入、減少了人員傷害。未來，此類工作有望采用工業(yè)機器人進行替代。
(3)設備與智能生產(chǎn)系統(tǒng)的互聯(lián)
凹印機配備網(wǎng)口PLC和大量智能傳感裝置，從而實現(xiàn)與智能生產(chǎn)系統(tǒng)的互聯(lián)，為產(chǎn)品工藝參數(shù)的自動采集、下發(fā)及分析提供支持，使產(chǎn)品質(zhì)量得到保證。同時，智能生產(chǎn)系統(tǒng)也能實時監(jiān)控設備的運行狀態(tài)(設備故障、質(zhì)量報警等)，統(tǒng)計分析設備能耗(水、電、氣)。
此外，凹印機配套附件(版輥、膠輥等)可利用RFID技術實現(xiàn)快速識別，通過配套設備實現(xiàn)自動更換。
(4)設備與印品智能缺陷檢測的互聯(lián)
印品智能缺陷檢測近兩年越來越受到青睞，但自動化、智能化水平不高，而且對操作人員的技能要求較高，不能和設備聯(lián)動處理問題，僅僅停留在發(fā)現(xiàn)缺陷的層面上，從發(fā)現(xiàn)到處理也會產(chǎn)生約幾百米的廢品。將印品智能缺陷檢測和設備互聯(lián)，發(fā)現(xiàn)缺陷后，設備自動處理缺陷，并對缺陷種類進行分析。從快速處理缺陷到提前預防，大幅調(diào)高印品的成品率。
(5)設備與云端遠程運維的互聯(lián)
目前，凹印機已逐步并入網(wǎng)絡，與云端遠程運維系統(tǒng)實現(xiàn)互聯(lián)，通過工業(yè)軟件的運行分析判斷、檢查設備的運行狀態(tài)，不僅能夠解決已經(jīng)發(fā)生或正在發(fā)生的問題，而且可以提前預告問題發(fā)生的可能性。對于復雜的技術服務問題，可由專業(yè)的技術專家通過云端進行處理。
(6)新卷準備的自動化應用
全自動上下卷裝置：機臺上下卷裝置控制信號與工廠的生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)連接，系統(tǒng)自動觸發(fā)上下料任務，倉庫自動匹配物料并調(diào)度AGV運送至上下卷工位，通過信號對接實現(xiàn)全自動上下卷，減少人員參與和準備時間，提高生產(chǎn)效率。
工業(yè)機器人自動識別新卷料頭，粘貼膠帶，實現(xiàn)無人化的接卷準備，MES下達生產(chǎn)任務，設備根據(jù)指令完成全自動裁切。
3.設備功能多元化發(fā)展
凹印機具備更加多元化的功能，如連線涂布、復合、可變數(shù)據(jù)印刷、模切、橫切、壓痕等。
在新的市場形勢下，國內(nèi)凹印機制造企業(yè)將面臨重大轉型升級，期待協(xié)同產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)一起實現(xiàn)“綠色環(huán)保、節(jié)能高效、自動智能”的凹印機之夢。
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