環保智能型200L鋼桶材料彩色膠印生產線

文/胡玉兵（江蘇華宇印涂設備集團有限公司）

【編者按】江蘇華宇印涂設備集團有限公司開發的《環保智能型200L鋼桶材料彩色膠印生產線》項目，獲得了中國包裝聯合會2016年度的科學技術獎二等獎。2016年6月7日中包聯鋼桶委員會在德州舉辦的技術培訓會上，胡玉兵先生在會上介紹了這套設備的開發情況，并在山東平原制桶有限公司展示了這套生產線生產的產品，引起了國內外制桶行業的廣泛重視。

目前市場上200L鋼桶生產線的工作原理為先制桶后噴涂，內外表面涂裝采用無氣噴涂工藝，只能是滿版實地單色或雙色噴涂，最后采用絲網印刷或熱轉印文字和簡單圖形，分辨率低，顏色單調，不美觀，而且生產效率低。現在，隨著市場需求的不斷提高，傳統的鋼桶生產線越來越難以適應市場的需求。

環保智能型200L鋼桶材料彩色膠印生產線主要由金屬板大幅面電磁鐵伺服吸放進料機、金屬板膠印機、質量檢查臺、UV烘烤機、金屬板大幅面電磁鐵伺服吸放收料機等組成，創新采用先印刷后制桶的先進工藝，其工作原理為：金屬薄板通過進料機自動喂料→鐵板定位→膠印機印刷→質量抽檢→UV固化→輸送→金屬薄板收料堆積，并通過高效精密印鐵技術、印鐵工藝控制技術、套印同步技術、UV固化烘干技術、智能控制技術等研究，實現了大幅面金屬薄板平穩送鐵，膠印色彩鮮艷，美觀大方，且提高了生產效率，降低了能耗，顯著提升了我國的鋼桶包裝制造機械裝備水平，填補了國內空白。

圖1為鋼桶彩印膠印機實物圖。

圖1 彩色膠印機實物圖

這套設備擁有完全獨立的自主知識產權，與產品相關的授權發明專利4項，實用新型6項。申請與項目直接相關的發明專利6項。下面我們將這套設備的關鍵新技術介紹給大家。

一、高效精密印鐵技術

技術路線如圖2。

1、進鐵定位技術。主要解決印前定位，同時避免鐵皮撞壞。

2、印品高速輸送技術。主要解決印品在印鐵機與烘房之間高速輸送時的撞擊問題。

3、集鐵堆碼技術。主要解決收鐵，平穩、整齊堆垛，從而達到不鏟鐵、不擦傷、降低噪聲的目的。

圖2 快速高效印鐵技術方案

二、印鐵工藝控制技術

調版、調壓、調墨是鐵皮印刷三大關鍵問題。調墨的首要任務是保證墨量的大小、油墨的稀稠要合適，沿印版幅寬方向的墨量要均勻。此外，還要保證印版非圖文部分不沾油墨，以真正實現油包水，達到水墨平衡。

技術路線如圖3。

1、墨量控制技術。主要研究墨量合理、沿印版幅寬方向墨量均勻的實現技術，解決多色印鐵工藝參數優化與自動調整問題。

2、墨輥分布優化技術。主要解決輸墨系統的動態特性，保障勻墨效果。

3、潤版技術。

圖3 印鐵工藝控制技術方案

三、套印同步技術

套印精度是決定多色印刷質量的關鍵技術指標，一直是國內多色印鐵機制造的技術瓶頸。主要問題是影響因素多、影響規律復雜。其中，主要的有鐵皮的定位精度、滾筒的徑向尺寸、印版的位置、叼牙的運動規律、鐵皮的厚度誤差等。

技術路線如圖4。

1、印刷壓力自動控制技術。主要解決由于鐵皮厚度的變化、滾筒（包括橡皮滾筒與壓印滾筒）徑向尺寸誤差造成的印刷壓力變化以及套印精度問題。

2、印版位置自動調整技術。研究智能型三位糾偏技術，采用伺服驅動控制，實現印版位置自動調整，提高調版效率高，減小調版誤差。

3、印品的綜合定位技術。研究滾筒尺寸精度保障和叼牙機構優化（優化壓印滾筒叼牙出傳遞裝置，采用高點閉合方式，延長叼牙交接時間）等技術問題，確保印品的綜合定位精度。

圖4 套印同步技術方案

四、UV固化烘干技術

UV烘干機通過編碼器采集機器印刷速度，再經PLC計算出紫外線的能量輸出，使其印速與烘干效果達到完美結合。又因紫外光的輸出是受電源輸出控制，而又能在各種色組對應功率微調，使其完全達到了自動和手動記憶干燥的功能。為此，變頻電源的無級控制，使其節能的性能在印刷機上得到了最大體現。圖5為UV固化烘干線實物圖。

圖5 UV固化烘干線實物圖

五、控制智能技術

在現有的數字控制的基礎上，對智能工藝參數選擇系統和工藝參數優化系統進行研究設計，提出與印鐵成套設備配套的、實用性智能化控制系統的硬軟件技術方案。結合當前網絡、監控系統的最新發展趨勢，遵循模塊化、標準化、高可靠性、易擴展、易維護等設計原則，實現系統工藝參數的智能選擇，縮短更換加工產品的時間。系統結構如圖6所示。

圖6 智能控制系統圖

六、與傳統制桶技術的對比

這套生產線與傳統200L制桶生產線技術對比如表1所示。

表1 彩印生產線與傳統制桶生產線對比

由于該套生產線的創新性，目前還沒有國內外同類產品，其中小桶印鐵不管是尺寸、厚度還是印張速度都很難產生共性對比，因此只采用了本生產線與傳統制桶生產線的對比。如圖7為采用傳統生產線生產的200L鋼桶，圖8為采用彩色膠印生產線生產的鋼桶。

圖7 傳統200L鋼桶

圖8 彩印生產線制造的鋼桶

從制造的鋼桶直觀來看，彩色膠印生產線制造的鋼桶明顯色彩更鮮艷、豐富，更具觀賞性，更加能滿足市場的不同需求。

七、結論

綜上所述，彩色膠印生產線的主要技術創新有以下幾點：

1、新技術顛覆了200L鋼桶先制桶后噴涂工藝，采用先印刷后制桶的先進工藝；

2、采用新工藝后，最高印刷速度40張/分，原雙色噴涂和絲網印刷速度為6只/分，大大提高了生產效率；

3、采用膠印彩色印刷，鋼桶產品色彩鮮艷、美觀大方，能滿足高端用戶的需求；

4、采用膠印彩色印刷，可以達到防偽的效果；

5、采用新工藝能源消耗降低50%，降低生產成本；

6、采用新工藝能節約大量人力物力；

7、采用新工藝減少很多輔助設備，節省生產用地。

8、先彩色印刷后制桶工藝是首創，填補了國內空白。