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界龙:印刷智能化、环保创新之路 [2019/11/12]

界龙:印刷智能化、环保创新之路


为学习宣传贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻落实全国宣传思想工作会议部署,承担“举旗帜、聚民心、育新人、兴文化、展形象”使命任务,推动印刷业更好地服务我国社会主义文化繁荣兴盛,引领高质量发展,国家新闻出版署主办中国印刷业创新大会,搭建一个统摄发展的政治阵地和协同创新的服务平台。

今年大会的主题是“聚焦绿色化”,组织动员全行业力量,共同参与大会的筹备举办,宣讲政策法规、通报发展情况,梳理发展模式、完善相关标准,介绍典型案例、指引发展路径。大会已成为我国印刷业顶层设计、统筹协调的政策性、前瞻性、引领性、公益性行业活动。

       会上,上海界龙实业集团股份有限公司副总经理、总工程师龚忠德以“界龙印刷智能化、环保创新之路”为主题作了精彩分享。现将此次分享的内容整编如下,供大家参考。


上海界龙实业集团股份有限公司副总经理、总工程师龚忠德

 近些年,我国经济快速增长,同时制造业也面临了越来越严峻的环保压力。界龙集团通过20余年的不断发展,在绿色印刷、智能化建设、环保工作中做出了积极探索,取得了一些成就。


1、空气循环系统

众所周知,印刷环境的温度和湿度,对油墨和纸张有极大影响,因此印刷车间在规划建设时,就必须考虑恒温恒湿的控制。另外,在生产的过程中必然产生废气,所以需要重视车间废气的处理,减少排放,进行末端处理。

       为了保持印刷车间的恒温恒湿,确保印刷质量的稳定性,界龙集团采用空气循环系统,引入中央空调。在废气整治中,引入VOCs治理概念,利用中央空调系统原有设备,将活性炭吸附装置有机融合在中央空调体系中。通过改造,车间废气均能达到环保标准,既保证了车间恒温恒湿的条件,又达到了废气整治的目的,节能降耗效果明显。


中央空调循环装置

印刷厂需要对环保数据进行数据化、标准化地追踪,以便采取合理的节能减排措施。界龙集团与社会上有环保检测资质的第三方单位签订长期协议,下图是界龙集团某车间定期检测的指标数据,其中黄色部分收集了系统中相应的VOCs含量,中间红色横线是行业限制的标准,绿色部分是通过有效处理后取得的相应指标。

排放数据采集值

从图中可以看出,绿色部分在递增,说明企业之前安装的环保装置材料逐渐损耗,处理效率在降低,排放有所增加。如果在某一时间点,检测数据超过了30毫克,意味着这些环保装置材料到了更换时期。


2、LED-UV印刷应用

      早在20多年之前,包装印刷行业为了承接PVC、PET、银卡纸等特殊基材的印刷产品,使用汞灯UV来达到普通油墨无法达到的效果。但是汞灯UV具有一定缺陷——灯具能耗比较大、产生臭氧、灯具使用寿命短、耗材油墨价格昂贵,所以传统的汞灯UV印刷工艺在行业里面没有得到很好地推广。

最近几年,LED-UV技术得到重视,很多国内外供应商做了相应研发,成果在行业里面迅速传开并应用。比起传统汞灯UV技术,LED-UV技术更具优势——灯具环保没有臭氧、能耗低、灯管寿命长、油墨VOCs零排放、干燥速度快、无需喷粉、印刷颜色无干退。目前LED-UV油墨市场上的价格比普通的油墨平均要高一倍,如果投资应用,还需要配置灯具设备,成本可想而知。

在成本较高的情况下,为什么要重视,甚至还要推广LED-UV技术呢?通过比较,不难发现,普通油墨干燥速度慢,印刷容易蹭脏,印刷效率低,质量不稳定,平均时速每小时8000-10000张。而LED-UV效率高,即时干燥、没有喷粉,最高时速每小时13000-17000张。同样一台机器,如果用新的LED-UV印刷,跟以往的普通印刷相比,效率提升将近30%-50%。

效率的提升足以证明LED-UV印刷技术的应用前景。界龙集团2017年提出要进行LED-UV技术研发,在杭华油墨的大力支持下,找到了LED-UV最佳设计指标数据。2018年,界龙集团所有涉及商业书刊印刷和卡纸包装印刷的胶印机全部使用LED-UV,试运行一年后效果明显。平均时效每小时12000-13000张,效率的提升完全可以抵消LED-UV成本,而且艺术纸印刷颜色无干退,色彩管理更加精准,产品无喷粉,在药品、食品、儿童读物印刷品市场广受好评。


3、智能化配墨系统

       下图是界龙集团的智能化配墨系统框架,其中右边是爱色丽的专色计算软件系统,搭载分光光度仪、胶印展色仪、柔印展色仪和柔印实验机,形成配色软件数据系统。界龙集团运行此系统20多年,建立了油墨和印刷特性数据标准,并于去年配置自动配墨机,研究创建了ERP和MES系统,将胶印的自动配墨机和柔印的水性油墨自动配墨机结合,形成一套智能化的自动配墨系统。

智能化配墨系统框架图


此系统操作流程第一个环节是配方的制作。爱色丽专色软件计算配方,根据胶印不同基材墨层厚度的数据、柔印不同基材载墨量的数据以及不同品牌基色墨的标准数据,实验室对配方颜色进行测试和调整,并在配墨机上验证配方的准确性,测试完毕后,配方将自动传送到施工单数据库。

第二个环节是配墨执行。智能化配墨系统通过印前图像的面积和胶印墨层厚度的负重以及订单的数量,计算出业务订单的总量预算,在ERP生产计划管理里面,创建相应的分批配送参数指标。通过胶印配墨机和柔印水性配墨机进行配墨执行,最后根据表单序列完成物流配送。机台在工作过程中一边消耗材料,一边在MES系统中通过人机对话给物流员工推送指令,物流员工到机台上一键操作,即可完成,不需要依靠专业人员。

智能化配墨系统也能达到环保目的,那就是余墨利用。系统通过科学计算,在更改墨层厚度和更改粘度时得到准确的油墨配方,能及时统计出生产成本,且任意一次的配墨颜色都保持一致,所以不需要预先调试很多油墨。另外,使用后的余墨也能及时回收,在下一个施工单中优先使用,减少浪费。

4、高精细柔印技术的开发和应用

柔版印刷在所有的印刷工艺当中相对来说是最环保的,但目前的发展趋势和相应走势不容乐观。柔版印刷的推广,总结来说有两大难题——高精细柔印工艺数据难以创建、柔印制版成本太高。

高精细柔印工艺数据的创建,首先需要重视柔印的色彩管理,找出最佳印刷数据标准;其次需要创建实验室,投入柔印实验机,并配置网纹辊数据库;在找出最佳网纹辊数据后,确认油墨配方,创建制版曲线。

对于高精细柔版印刷网纹辊应用,有以下建议:如果印刷品的图像网线在130线以上,建议网纹辊1000线以上;如果印刷品的图像网线在150线以上,建议网纹辊1200线以上。目前情况来看,为进一步提升高精细柔印技术,还需要网纹辊供应商和油墨供应商做相应的纳米技术探索。

       关于柔印制版成本太高的问题,可以用小版拼贴大版来解决。例如,一张1米6宽幅的版材,其中有多种颜色,但其所展现的字板和图像面积有空白部分,因此,可以在印前将相应的可分割小版变成区号,生成相应的坐标和尺码,拼成最终小版,这样可节省76%的面积。

省版效果案例图

在具体应用中,需要注意的是,首先单独图像宽度130毫米以上,每套小版十字线横向至少有1MM以上差异;其次,要打印蓝纸确认,生成对应每套小版带有十字线坐标数据的条码;另外,晒版后贴版机扫码自动定位。界龙集团用此方法运行一年多,统计下来版材平均节约  60%。


5、智能化按需配送

      为解决柔版印刷卷筒半成品堆放影响生产计划和生产现场效率的问题,界龙集团去年打造了全自动化仓库和自动化的生产物流。通过ERP和MES管理平台,将生产系统的人、物料、机台三大要素变成数据,信息物流全部数据化表达。

界龙生产管理平台

界龙集团的工作流程中没有领料单,也没有配备仓库保管员。各个部门的大数据信息串联起来,让物流人员以最小的包装单位按需配送。

目前界龙集团生产线上每个物料托盘都有对应的仓位标识条码,车间实现WIFI全覆盖。系统根据机台的使用情况实时反馈给物流人员,物流人员随时了解具体机台需要哪些具体物料、需要配备多少,并根据电脑指示定位搬运相关物料。

如今,界龙集团完成仓储与生产物流的智能化建设,全程无需人员干涉,物流员工的配备也从8位人员转变到如今的2位人员,效率大幅提升。生产现场的物料通过5S管理,每个机台、每个班次按需配发,班次施工单完工后自行清场。

物品信息和位置信息全部代码化,员工全部用人机对话来实施工作,大大提升了员工工作时间的有效利用率,也提高了员工的收入与积极性。

界龙集团的环保创新实践,包括打造环保空气循环系统、推广LED-UV技术、应用智能化配墨系统、研发高精细柔印技术以及智能化按需配送。界龙集团通过新材料、新技术、新工艺的研发应用以及标准数据化流程和大数据的创建,开展了真正有效的智能化环保建设,在发展自身的同时,也带来了良好的社会环保效益。






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