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        界龍:印刷智能化、環保創新之路 [2019/11/12]

        界龍:印刷智能化、環保創新之路


        為學習宣傳貫徹習近平新時代中國特色社會主義思想和黨的十九大精神,貫徹落實全國宣傳思想工作會議部署,承擔“舉旗幟、聚民心、育新人、興文化、展形象”使命任務,推動印刷業更好地服務我國社會主義文化繁榮興盛,引領高質量發展,國家新聞出版署主辦中國印刷業創新大會,搭建一個統攝發展的政治陣地和協同創新的服務平臺。

        今年大會的主題是“聚焦綠色化”,組織動員全行業力量,共同參與大會的籌備舉辦,宣講政策法規、通報發展情況,梳理發展模式、完善相關標準,介紹典型案例、指引發展路徑。大會已成為我國印刷業頂層設計、統籌協調的政策性、前瞻性、引領性、公益性行業活動。

               會上,上海界龍實業集團股份有限公司副總經理、總工程師龔忠德以“界龍印刷智能化、環保創新之路”為主題作了精彩分享。現將此次分享的內容整編如下,供大家參考。


        上海界龍實業集團股份有限公司副總經理、總工程師龔忠德

         近些年,我國經濟快速增長,同時制造業也面臨了越來越嚴峻的環保壓力。界龍集團通過20余年的不斷發展,在綠色印刷、智能化建設、環保工作中做出了積極探索,取得了一些成就。


        1、空氣循環系統

        眾所周知,印刷環境的溫度和濕度,對油墨和紙張有極大影響,因此印刷車間在規劃建設時,就必須考慮恒溫恒濕的控制。另外,在生產的過程中必然產生廢氣,所以需要重視車間廢氣的處理,減少排放,進行末端處理。

               為了保持印刷車間的恒溫恒濕,確保印刷質量的穩定性,界龍集團采用空氣循環系統,引入中央空調。在廢氣整治中,引入VOCs治理概念,利用中央空調系統原有設備,將活性炭吸附裝置有機融合在中央空調體系中。通過改造,車間廢氣均能達到環保標準,既保證了車間恒溫恒濕的條件,又達到了廢氣整治的目的,節能降耗效果明顯。


        中央空調循環裝置

        印刷廠需要對環保數據進行數據化、標準化地追蹤,以便采取合理的節能減排措施。界龍集團與社會上有環保檢測資質的第三方單位簽訂長期協議,下圖是界龍集團某車間定期檢測的指標數據,其中黃色部分收集了系統中相應的VOCs含量,中間紅色橫線是行業限制的標準,綠色部分是通過有效處理后取得的相應指標。

        排放數據采集值

        從圖中可以看出,綠色部分在遞增,說明企業之前安裝的環保裝置材料逐漸損耗,處理效率在降低,排放有所增加。如果在某一時間點,檢測數據超過了30毫克,意味著這些環保裝置材料到了更換時期。


        2、LED-UV印刷應用

              早在20多年之前,包裝印刷行業為了承接PVC、PET、銀卡紙等特殊基材的印刷產品,使用汞燈UV來達到普通油墨無法達到的效果。但是汞燈UV具有一定缺陷——燈具能耗比較大、產生臭氧、燈具使用壽命短、耗材油墨價格昂貴,所以傳統的汞燈UV印刷工藝在行業里面沒有得到很好地推廣。

        最近幾年,LED-UV技術得到重視,很多國內外供應商做了相應研發,成果在行業里面迅速傳開并應用。比起傳統汞燈UV技術,LED-UV技術更具優勢——燈具環保沒有臭氧、能耗低、燈管壽命長、油墨VOCs零排放、干燥速度快、無需噴粉、印刷顏色無干退。目前LED-UV油墨市場上的價格比普通的油墨平均要高一倍,如果投資應用,還需要配置燈具設備,成本可想而知。

        在成本較高的情況下,為什么要重視,甚至還要推廣LED-UV技術呢?通過比較,不難發現,普通油墨干燥速度慢,印刷容易蹭臟,印刷效率低,質量不穩定,平均時速每小時8000-10000張。而LED-UV效率高,即時干燥、沒有噴粉,最高時速每小時13000-17000張。同樣一臺機器,如果用新的LED-UV印刷,跟以往的普通印刷相比,效率提升將近30%-50%。

        效率的提升足以證明LED-UV印刷技術的應用前景。界龍集團2017年提出要進行LED-UV技術研發,在杭華油墨的大力支持下,找到了LED-UV最佳設計指標數據。2018年,界龍集團所有涉及商業書刊印刷和卡紙包裝印刷的膠印機全部使用LED-UV,試運行一年后效果明顯。平均時效每小時12000-13000張,效率的提升完全可以抵消LED-UV成本,而且藝術紙印刷顏色無干退,色彩管理更加精準,產品無噴粉,在藥品、食品、兒童讀物印刷品市場廣受好評。


        3、智能化配墨系統

               下圖是界龍集團的智能化配墨系統框架,其中右邊是愛色麗的專色計算軟件系統,搭載分光光度儀、膠印展色儀、柔印展色儀和柔印實驗機,形成配色軟件數據系統。界龍集團運行此系統20多年,建立了油墨和印刷特性數據標準,并于去年配置自動配墨機,研究創建了ERP和MES系統,將膠印的自動配墨機和柔印的水性油墨自動配墨機結合,形成一套智能化的自動配墨系統。

        智能化配墨系統框架圖


        此系統操作流程第一個環節是配方的制作。愛色麗專色軟件計算配方,根據膠印不同基材墨層厚度的數據、柔印不同基材載墨量的數據以及不同品牌基色墨的標準數據,實驗室對配方顏色進行測試和調整,并在配墨機上驗證配方的準確性,測試完畢后,配方將自動傳送到施工單數據庫。

        第二個環節是配墨執行。智能化配墨系統通過印前圖像的面積和膠印墨層厚度的負重以及訂單的數量,計算出業務訂單的總量預算,在ERP生產計劃管理里面,創建相應的分批配送參數指標。通過膠印配墨機和柔印水性配墨機進行配墨執行,最后根據表單序列完成物流配送。機臺在工作過程中一邊消耗材料,一邊在MES系統中通過人機對話給物流員工推送指令,物流員工到機臺上一鍵操作,即可完成,不需要依靠專業人員。

        智能化配墨系統也能達到環保目的,那就是余墨利用。系統通過科學計算,在更改墨層厚度和更改粘度時得到準確的油墨配方,能及時統計出生產成本,且任意一次的配墨顏色都保持一致,所以不需要預先調試很多油墨。另外,使用后的余墨也能及時回收,在下一個施工單中優先使用,減少浪費。

        4、高精細柔印技術的開發和應用

        柔版印刷在所有的印刷工藝當中相對來說是最環保的,但目前的發展趨勢和相應走勢不容樂觀。柔版印刷的推廣,總結來說有兩大難題——高精細柔印工藝數據難以創建、柔印制版成本太高。

        高精細柔印工藝數據的創建,首先需要重視柔印的色彩管理,找出最佳印刷數據標準;其次需要創建實驗室,投入柔印實驗機,并配置網紋輥數據庫;在找出最佳網紋輥數據后,確認油墨配方,創建制版曲線。

        對于高精細柔版印刷網紋輥應用,有以下建議:如果印刷品的圖像網線在130線以上,建議網紋輥1000線以上;如果印刷品的圖像網線在150線以上,建議網紋輥1200線以上。目前情況來看,為進一步提升高精細柔印技術,還需要網紋輥供應商和油墨供應商做相應的納米技術探索。

               關于柔印制版成本太高的問題,可以用小版拼貼大版來解決。例如,一張1米6寬幅的版材,其中有多種顏色,但其所展現的字板和圖像面積有空白部分,因此,可以在印前將相應的可分割小版變成區號,生成相應的坐標和尺碼,拼成最終小版,這樣可節省76%的面積。

        省版效果案例圖

        在具體應用中,需要注意的是,首先單獨圖像寬度130毫米以上,每套小版十字線橫向至少有1MM以上差異;其次,要打印藍紙確認,生成對應每套小版帶有十字線坐標數據的條碼;另外,曬版后貼版機掃碼自動定位。界龍集團用此方法運行一年多,統計下來版材平均節約  60%。


        5、智能化按需配送

              為解決柔版印刷卷筒半成品堆放影響生產計劃和生產現場效率的問題,界龍集團去年打造了全自動化倉庫和自動化的生產物流。通過ERP和MES管理平臺,將生產系統的人、物料、機臺三大要素變成數據,信息物流全部數據化表達。

        界龍生產管理平臺

        界龍集團的工作流程中沒有領料單,也沒有配備倉庫保管員。各個部門的大數據信息串聯起來,讓物流人員以最小的包裝單位按需配送。

        目前界龍集團生產線上每個物料托盤都有對應的倉位標識條碼,車間實現WIFI全覆蓋。系統根據機臺的使用情況實時反饋給物流人員,物流人員隨時了解具體機臺需要哪些具體物料、需要配備多少,并根據電腦指示定位搬運相關物料。

        如今,界龍集團完成倉儲與生產物流的智能化建設,全程無需人員干涉,物流員工的配備也從8位人員轉變到如今的2位人員,效率大幅提升。生產現場的物料通過5S管理,每個機臺、每個班次按需配發,班次施工單完工后自行清場。

        物品信息和位置信息全部代碼化,員工全部用人機對話來實施工作,大大提升了員工工作時間的有效利用率,也提高了員工的收入與積極性。

        界龍集團的環保創新實踐,包括打造環保空氣循環系統、推廣LED-UV技術、應用智能化配墨系統、研發高精細柔印技術以及智能化按需配送。界龍集團通過新材料、新技術、新工藝的研發應用以及標準數據化流程和大數據的創建,開展了真正有效的智能化環保建設,在發展自身的同時,也帶來了良好的社會環保效益。






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