TÌM HIỂU HỆ THỐNG CẤN BẾ TRONG MÁY IN OFFSET TỜ RỜI

1 PHẦN I LỜI GIỚI THIỆU2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Lý do chọn đề tài Vào thời đại kinh tế thị trường và công nghệ kỹ thuật phát triển như ngày nay, các doanh nghiệp mọc lên ngày càng nhiều thì nhu cầu quảng bá thương hiệu sản phẩm, giới thiệu doanh nghiệp cũng như các ấn phẩm dành cho doanh nghiệp, bao bì sản phẩm trở nên tăng cao. Chúng không chỉ giới thiệu, chứa đựng sản phẩm, quảng bá thương hiệu mà còn là bước đầu tiếp cận gây ấn tượng tốt đẹp với khách hàng và đại diện cho cả bộ mặt của doanh nghiệp. Các ấn phẩm này không chỉ đòi hỏi chất lượng đảm bảo, màu sắc đồng đều ổn định mà còn phải hoàn thành trong thời gian nhanh chóng với nội dung đa dạng thay đổi liên tục. Bên cạnh đó, chất lượng và thời gian thành phẩm sản phẩm cần tối ưu hóa một cách tốt nhất để phục vụ nhu cầu của khách hàng. Để đạt được điều đó, việc tích hợp thành phẩm cấn bế vào trong một đơn vị của máy in offset tờ rời là điều cần thiết nhầm tăng khả năng hoàn thiện sản phẩm khi vừa in vừa có thể cấn bế trong một lúc Như ta đã được biết, việc tích hợp quá trình thành phẩm trong một máy in đã được hoàn thiện từ lâu trên các kỹ thuật in Ống đồng và Flexo. Tuy nhiên, ở máy in Offset đây là một hệ thống mới, còn hạn chế về mặt kĩ thuật, đặc biệt là với công nghệ in ấn tại Việt Nam. Từ đó hệ thống cấn bế trong máy in Offset tờ rời Inline Offset Cutting (IOC) ra đời như một nhu cầu thiết yếu trong quá trình ngày một phát triển của công nghệ in Offset. Hệ thống IOC được tích hợp trên máy in Offset là sản phẩm phục vụ nhu cầu thành phẩm khi vừa in sản phẩm vừa thực hiện công đoạn cấn bế trong một lần in tương tự như trên các kỹ thuật in Ống đồng và Flexo. Hơn nữa, sản phẩm in được trên máy in Offset đa dạng hơn so với Ống đồng và Flexo. Qua đó, giúp doanh nghiệp tăng cao khả năng cạnh tranh3 cũng như chất lượng sản phẩm. Đặc biệt là dành cho các doanh nghiệp chạy những mặt hàng với số lượng lớn. Nhằm góp phần cho công cuộc đổi mới và ứng dụng khả năng thành phẩm vào sản xuất in ở nước ta, vận dụng kiến thức đã học vào thực tiễn cùng với điều kiện thuận lợi được thực nghiệm ở Công ty cổ phần in số 7 và trang thiết bị hỗ trợ tại Khoa In và Truyền thông Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM nên nhóm đã lựa chọn thực hiện đề tài “TÌM HIỂU HỆ THỐNG CẤN BẾ TRONG MÁY IN OFFSET TỜ RỜI”. 1.2. Mục đích nghiên cứu  Tìm hiểu, nghiên cứu hệ thống cấn bế inline offset nhằm nâng cao kiến thức, hiểu biết thêm về công nghệ mới trong in offset.  Đánh giá kết quả, so sánh thời gian cũng như chất lượng sản phẩm khi sử dụng hệ thống Inline Offset Cutting và công đoạn thành phẩm thông thường. 1.3. Đối tượng nghiên cứu  Máy in Offset tờ rời Heidelberg CD 102 tại công ty cổ phần in số 7  Hệ thống Inline Offset Cutting 1.4. Nhiệm vụ đề tài  Khả năng hoạt động của hệ thống Inline Offset Cutting trong máy in Offset tờ rời  Đánh giá chất lượng cũng như thời gian hoàn thiện sản phẩm 1.5. Giới hạn đề tài Do hạn chế về mặt thời gian cũng như trình độ mà nhóm xin giới hạn đề tài chỉ tập trung giải quyết các vấn đề sau:  Đề tài thực hiện trên máy in Heidelberg CD 102  Sử dụng khuôn bế mềm thành phẩm mặt hàng nhãn decal và bế răng cưa  Tính toán khoảng cách bù trừ áp lực cấn bế4 1.6. Phương pháp nghiên cứu  Tham khảo tài liệu về hệ thống Inline Offset Cutting  Tham khảo ý kiến của các chuyên gia, giáo viên hướng dẫn cũng như các thông tin tài liệu tìm kiếm được trên Internet để có được hướng giải quyết hiệu quả  Phân tích thông số kỹ thuật máy in Heidelberg CD 102 để đưa ra công thức tối ưu cho việc tính toán áp lực cấn bế  Thực nghiệm sản xuất tại công ty cổ phần in số 7 để hoàn thiện sản phẩm cũng như đánh giá được khả năng ứng dụng của đề tài5 CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ LUẬN 2.1. Những khái niệm cơ bản về in offset Nguyên tắc hoạt động của các máy in offset dựa trên cơ sở truyền hình ảnh từ bản in sang tờ giấy thông qua một bề mặt cao su trung gian. Thông thường trong các máy in offset người ta sử dụng các bản in phẳng (làm bằng kẽm, ngày nay sử dụng hợp kim nhôm), trên các bản in đó các phần tử in và các phần tử không in cùng nằm trên một mặt phẳng. Do quá trình gia công hoá bản in mà các phần tử không in trên bản in giữ lại một lớp mỏng dung dịch làm ẩm (nước hoặc cồn), còn các phần tử in thì có khả năng giữ lại được lớp mực in không hoà tan với dung dịch làm ẩm. Ngoài ra hình ảnh trên khuôn in phải là hình ảnh thuận, tức là cùng phương với tờ in sẽ được in ra.  Các ưu điểm của kỹ thuật in offset:  Chất lượng hình ảnh cao – nét và sạch hơn in trực tiếp từ bản lên giấy vì miếng cao su áp đều lên bề mặt cần in  Khả năng ứng dụng in ấn lên nhiều bề mặt, kể cả không bằng phẳng như gỗ, vải, kim loại, da..  Việc chế tạo bản in dễ dàng hơn  Các bản in có tuổi thọ lâu hơn – vì không phải trực tiếp tiếp xúc với bề mặt cần in 2.1.1. Cấu tạo của máy in offset tờ rời Máy in offset tờ rời là máy in có cơ chế đưa giấy vào và ép in trên từng tờ theo phương pháp in bằng phẳng  Đơn vị in Trong một hệ thống in hay máy in Đơn vị in là nơi truyền mực trực tiếp vào vật liệu in, nó thể hiện tất cả các đặc điểm của máy in và tính chất đặc trưng của phương pháp in. Một đơn vị in tiêu biểu phải đảm bảo các yếu tố6 như: giữ sự chia tách giữa phần tử in và phần tử không in ở điều kiện tốt nhất, cung cấp mực, vật liệu in ổn định và liên tục cũng như cho phép điều chỉnh ở mức độ cao nhất, có thể thay thế các thành phần một cách dễ dàng và nhanh chóng …. Nói cách khác đây là bộ phận chính của máy in với chức năng chính là in, vì thế nó thể hiện rõ nét chất lượng trên sản phẩm in, đa số các sự cố về in thường xảy ra ở bộ phận này. Tính ổn định thể hiện ở chất lượng sản phẩm in, là một trong những yêu cầu quan trọng nhất của đơn vị in. Hình 2.1: Cấu tạo của máy in offset tờ rời  Thành phần chính của một đơn vị in bao gồm:  Hệ thống cấp mực.  Hệ thống cấp ẩm (đối với in Offset).  Dao gạt mực (đối với in Ống đồng và Flexo).  Ống Bản.  Ống Cao su (đối với in Offset).  Ống ép in.  Ống trung gian (dẫn truyền vật liệu).  Các thiết bị phụ trợ (sấy, xử lý bề mặt vật liệu, tĩnh điện…). Trong máy in Offset tờ rời bản in được chà ẩm rồi nhận mực và sau đó hình ảnh in (phần tử in) được truyền qua cao su rồi từ đó truyền đến vật liệu in (thường là giấy). Một đơn vị in Offset (còn gọi là bộ phận in) tờ rời phải có 37 trục ống gồm: Ống bản (Plate cylinder), Ống cao su (Blanket cylinder) và Ống Ép in (Impression cylinder). Có nhiều hình thức để sắp xếp chúng theo cơ cấu 5h hay 7h… Nhưng luôn theo một thứ tự nhất định đó là Ống bản luôn luôn đặt ở vị trí cao nhất, ống Cao su ở giữa và ống Ép nằm ở vị trí thấp nhất trong ba ống. Hình 2.2: Đơn vị in offset tờ rời Khi in (khi ép in) các trục tiếp xúc vào nhau và dưới tác động của áp lực phía các trục ống mực được truyền theo thứ tự nhất định từ bản in sang cao su sang ống ép (mang vật liệu in) khi không ép in các trục rời xa nhau. Lực ép in không phụ thuộc áp lực in mà phụ thuộc vào đường kính trục. Đường tiếp xúc giữa các trục gọi là đường áp lực in. Các trục truyền động vào nhau bằng bánh răng ăn khớp. Dù chỉ một sự rung động nhỏ giữa các trục ống trong quá trình in cũng dẫn đến các sai hỏng thể hiện trên tờ in. Khoảng cách giữa các trục ống trong in offset cần được thay đổi để thích hợp với độ dày mỏng của giấy in và độ dày bọc ống các trục khác nhau, vì vậy người ta chon bánh răng các mặt răng khớp nhau trên bánh răng nghiêng. Bản in là một tấm kim loại dày 0,3 mm mang đầy đủ những thông tin cần in. Lớp cao su có độ dày thông dụng khoảng 1.95mm, độ dày này có thể thay8 đổi được làm từ vật liệu có tính đàn hồi và những lớp vải. Chu vi của trục lô bản in được làm gián đoạn bởi rảnh trên trục để gắn bản trục lô cao su cũng như thế có một kẻ hở và trục ép in có một kẻ hở để gằn hệ thống nhíp bắt để vận chuyển giấy. Sự tương tác thích hợp của ống bản, ống cao su và ống ép in cần được kết nối với nhau để không có sự trượt xảy ra ở hướng tiếp tuyến và hướng xuyên tâm hạn chế sự rung động nhỏ được sinh ra. Vì vậy việc thiết kế các lõi trục và các khung đơn vị in rất quan trọng. Đối với ba ống sự lắp ráp lõi trục phải được dự ứng trước cho những áp lực cao. Hơn nữa để chắc chắn việc truyền mực được chính xác các trục phải rất cứng và quay tròn với sự giật lại đột ngột bằng không. Bởi vì sự điều chỉnh cân xứng theo đường chéo nên trục ống bản cũng phải cho phép sự vận hành xoay hoàn toàn. Để tăng hiệu suất liên tục và tuổi thọ của thiết bị cần thiết có chế độ bảo trì và bôi trơn đầy đủ. Các bánh răng đòi hỏi phải được bôi trơn trong suốt quá trình vận hành. Chất bôi trơn cũng rất quan trọng trong quá trình in nó ảnh hưởng đến kim loại không chứa sắt và nhựa và tính bền của chúng cũng phải được cân nhắc. 2.1.2. Cấu trúc chung của một đơn vị in Offset tờ rời thường bao gồm: Ống bản: Là nơi gắn bản in, ở vị trí cao nhất trong 3 ống Ống Cao su: Giữ tấm cao su trung gian, tạo áp lực với ống Ép và ống Bản để truyền mực. Trong hệ thống IOC, ống cao su không giữ tấm cao su mà giữ khuôn bế mềm (Flexible Die) Ống ép in: Giữ chặt giấy và tạo áp lực in, giữ giấy bằng hệ thống nhíp ống. Ống ép in được lót thêm một lớp lót bảo vệ nhầm hạn chế sự tổn hại của khuôn bế mềm lên ống ép  Hệ thống Inline Offset Cutting sử dụng hai ống chính là ống cao su và ống ép9 Hình 2.3: Cấu trúc ống trong đơn vị in  Ống cao su Mực in truyền từ bản in sang vật liệu in nhờ một ống trung gian, đó là ống Cao su. Nhiệm vụ của ống Cao su là:  Giữ tấm cao su offset tiếp xúc với phần tử in trên ống bản.  Chuyển mực từ các phần tử in xuống giấy (hay các vật liệu khác) được cung cấp bởi ống ép in. Ống Cao su cũng có cấu tạo giống như ống bản nghĩa là cũng có lòng máng, gờ ống và các bánh răng truyền động. Chỉ khác ống bản là các nẹp cao su không giống như ở nẹp bản. Khi ép in, ống Cao su di chuyển tiếp xúc với cả hai ống Bản và ống Ép in (bánh răng) tạo lực ép in để nhận mực và chuyển mực vào giấy in. Đường kính gờ ống của ống cao su thường lớn hơn khoảng cách gờ ống của ống bản (vì tấm cao su thường dày hơn bản in rất nhiều). Cao su dùng trong in Offset có hai loại là Cao su chịu nén và không chịu nén, hầu hết các nhà in đều sử dụng các loại Cao su chịu nén. Một lợi ích của bề mặt cao su là nó có khả năng giữ ẩm tại những phần tử không in (nhưng không truyền vào bề mặt giấy) và nó cũng cho khả năng bù trừ độ không bằng phẳng bề mặt của vật liệu in tại vùng in. Cả hai vùng tông nguyên và tầng thứ trong thực tế được truyền đến vật liệu in rất tốt. Các yếu tố cần quan tâm đến của cao10 su là: tính hoá, lý của nó, tuổi thọ và khả năng đàn hồi. Tấm cao su được giữ trên ống cao su nhờ các thanh nẹp dạng tròn, cuốn tròn căng cao su ôm sát vào bề mặt ống. Hình 2.4: Ống cao su Hình 2.5: Ống cao su dịch chuyển, tiếp xúc với ống bản và ống ép để tạo lực ép in Việc định cỡ để lót ống Cao su bằng các tờ lót nhằm điều chỉnh đường kính thân ống Cao su (bề mặt cao su) dựa vào đường kính của vòng gờ ống, Các11 tấm lót dưới lớp Cao su phải có độ đàn hồi phù hợp, có nhiều độ dày để tính toán đảm bảo áp lực in chính xác cũng như ảnh hưởng đến độ dày lớp mực và sự truyền mực. Khi ép in Ống Cao su tiếp xúc với ống bản, nhờ tính đàn hồi, cao su lún vào nhận mực, sau khi ra khỏi vùng ép in nó đàn hồi và trở về vị trí cũ. Khi tiếp xúc với ống ép cao su lại lún vào khi tiếp xúc với vật liệu in, truyền mực vào vật liệu in. Như vậy trong một chu kỳ in Cao su phải biến dạng hai lần để nhận và truyền mực, vì thế đòi hỏi tính đàn hồi rất cao. Các loại cao su chịu nén được tạo thêm lớp túi khí, khi bị ép nó nén lại và sẽ bung ra khi đã ra khỏi vùng áp lực. Hình 2.6: Độ nén của cao su khi ép in Ảnh hưởng của Cao su trong in Offset rất lớn, bề mặt của cao su cần có độ nhám thích hợp để nhận mực, truyền mực mỏng và mịn. Trong quá trình ép in cao su bị lún xuống, độ lún cao su được điều chỉnh bằng các bọc ống. Khi Cao su bị ép nó lún xuống, để bảo toàn thể tích Cao su có khuynh hướng phồng lên ở hai bên của tuyến áp lực, làm tăng độ giãn dài của Cao su dẫn đến hiện tượng trượt của hai ống. Để tránh hiện tượng này cần bọc ống Cao su bằng với độ cao của gờ ống. Ống Bản bọc ống cao hơn gờ ống, khoảng cách cao hơn này chính là khoảng lún của vào Cao su khi ép in.12  Ống ép in  Ống ép in có nhiệm vụ giữ giấy (vật liệu in) dẫn vào bộ phận in, tiếp xúc với ống cao su và nhận mực in truyền từ cao su đến vật liệu in. Để giữ ổn định vật liệu in, trên ống Ép có hệ thống nhíp giữ giấy, nhíp giữ chặt giấy chưa in trên cạnh nhíp của tờ in khi ống ép quay. Áp lực để truyền mực in từ cao su sang vật liệu in là nhờ sự đàn hồi của Cao su khi tiếp xúc với ống Ép cứng. Đặc điểm của ống ép:  Đường kính thân ống ép lớn hơn đường kính của gờ ống (gờ ống thấp hơn thân ống).  Thân ống ép làm bằng kim loại cứng, bề mặt được mài nhẵn và được để trần khi ép in (không bọc ống và mặt kim loại tiếp xúc vào cao su). Hình 2.7: Cấu tạo của ống ép in Cả ba gờ ống (hay đường kính hiệu quả của 3 bánh răng) cả 3 ống: ống Bản, ống Cao su, ống Ép đều bằng nhau vì thế khi ống bản quay một vòng thì ống Ép và ống Cao su cũng quay đúng một vòng. Điều này rất có ý nghĩa cho việc truyền mực và đảm bảo độ dài của hình ảnh in. Khi in các loại giấy mỏng ống Cao su có thể bù đắp độ mỏng của giấy bằng cách tiến sâu hơn vào thân ống ép (do gờ ống bản nhỏ hơn). Khi in các loại vật liệu in có độ dày khác nhau, ống Ép in được dịch chuyển ra xa hay vào gần ống Cao su để thay đổi lực ép in theo độ dày của giấy.  Bọc ống Khi ép in các gờ ống tiếp xúc với nhau (Các vòng gờ của ống Bản và ống Cao su lăn đều lên nhau), Nếu không bọc ống tức là lót thêm độ dày dưới Bản13 và Cao su thì hoàn toàn không có sự tiếp xúc giữa chúng, tức là không thể tạo ra áp lực để truyền mực. Hay nói cách khác bọc ống cho phép tạo ra áp lực in và điều chỉnh áp lực này thông qua độ dày lót dưới Bản in và tấm Cao su. Mặt khác với tính đàn hồi của lớp lót cho phép chúng ta bù trừ được sự không bằng phẳng của các thành phần. Hình 2.8: Sơ đồ bọc ống Đường kính vòng gờ ống của ba ống có đường kính bằng nhau, và bằng với đường kính truyền lực của bánh răng truyền động (điều này cho phép ba ống quay với cùng vận tốc, tránh hiện tượng trượt). Ống Cao su thường được lót bằng các tờ giấy, lớp lót này được tính toán để độ cao của thân ống Cao su14 bằng với gờ ống (bề mặt cao su bằng với vòng gờ ống của nó). Để có áp lực in thì ống Bản phải bọc cao hơn gờ ống, khi muốn Bản in tiếp xúc và lún vào cao su 0.1mm thì rõ ràng là phải bọc ống Bản cao hơn gờ ống 0.1mm. Vì khi ép in hai gờ ống tiếp xúc nhau là giới hạn của sự dịch chuyển ống, sự tiếp xúc lúc này chính là phần nhô ra của Bản in. Mục đích chính của gờ ống là đảm bảo các trục ống lăn lên nhau nhẹ nhàng, tránh rung động, khi các ống quay tròn đều di chuyển qua vùng lòng máng của nhau, chúng gây nên sự và đập làm giảm chất lượng in. Điều này chỉ có thể đạt được thông qua tính toán bọc ống, áp lực trên các vòng gờ phải đồng nhất, sự thay đổi áp lực trên vòng gờ sẽ gây ra các sọc giống nhau kéo dài trên khổ in ở những vùng tầng thứ. Không có sự tiếp xúc vòng gờ giữa ống Cao su và Ống ép, vì đường kính gờ ống của ống ép thấp hơn thân ống. Về nguyên tắc chỉ cần một trong hai ống nhô cao hơn gờ ống là có sự tiếp xúc, cách bọc ống ở đây là ống Cao su được lót bằng với gờ ống, Bản in được lót cao hơn, đây chính là phần nhô ra và lún vào Cao su. Một lưu ý cần thấy ở đây là đường kính thân ống ép, gờ ống bản và ống Cao su bằng nhau, đây là căn cứ để bọc ống và đảm bảo cho các ống có cùng vận tốc bề mặt, tránh hiện tượng trượt.  Độ dày bọc ống cao su. Độ dày bọc ống cao su là tổng độ dày của tấm cao su và độ dày của các vật liệu bọc ống. Nó cũng có tác dụng làm tăng đường kính của ống cao su lên cao hơn hoặc bằng với gờ ống. Độ dày của lớp bọc ống phụ thuộc độ dày của cao su. Ví dụ: áp lực in cần tạo cho ống cao su theo yêu cầu phải bằng với gờ ống, chiều cao của gờ ống cao su là 3mm, độ dày của cao su là 1.95mm. Cần bọc ống cao su có độ dày là bao nhiêu. Ta có: Tổng độ dày bọc ống của ống cao su: h2= b +b1 = 3 mm15 Độ dày bọc ống cao su là: h2 dc = 3 1.95 = 1,05mm. Nghĩa là phải bọc dưới tấm Cao su một lớp lót có tổng độ dày là 1.05mm Trong phương pháp in offset, chiều dài của hình ảnh in có thể bị ngắn đi khi chúng ta in số lượng lớn. Khi in nhiều màu thì sự lệch màu có thể xảy ra đặc biệt khi giấy bị dãn. Có thể bù trừ điều này khi in màu đầu tiên. Cứ 0,1mm chiều dày vật liệu khi đi qua bản in sẽ làm hình ảnh ngắn hơn khoảng 0,4mm so với hình ảnh chuẩn. Tuy nhiên, khuôn in thì có thể dễ dàng làm lớn ra, nhưng với máy in khổ nhỏ thì điều này không khả thi. Nó sẽ đạt hiệu quả tốt hơn nếu chúng ta tính đến khả năng biến dạng của giấy trong giai đoạn chế bản trước khi xuất film. Và khi in màu đầu tiên mà có sử dụng biện pháp bọc ống thì hoàn toàn được chấp nhận. 2.2. Thành phẩm trong Inline Sự cải thiện năng lực in và những quá trình gia công thành phẩm inline được sử dụng rộng rãi trong in offset tờ rời, với các quá trình cơ bản như:  Tráng phủ để bảo vệ bề mặt được in và cải thiện hình ảnh in  Đặc biệt in thêm với mực in kim loại  Đánh số trang  Xử lý bề mặt chẳng hạn như sự đục lỗ, đóng dấu, cắt, gấp và làm bóng. 2.2.1. Cải tiến công đoạn in và hoàn thiện bề mặt sản phẩm Các đơn vị tráng phủ chủ yếu được dùng ngày nay cho tráng phủ hoặc việc phủ mực metalic. Tuy nhiên vài loại varnish có thể được phủ sử dụng đơn vị in tiêu chuẩn (varnish được tráng phủ qua bản in offset) Các đơn vị tráng phủ bao giờ cũng được xem như là một hệ thống vận hành và liên kết với một lò sấy (bằng không khí nóng, IR, UV). Những yêu cầu trên bề mặt sản phẩm quyết định tính chất và những đặc tính của varnish để sử dụng nhiệt độ phù hợp. Trong in offset tờ rời, đa số là sử dụng varnish (gốc nước) và varnish UV. Varnish gốc dầu được sử dụng ít hơn vì nó cho độ bóng16 không cao. Những bề mặt rất bóng đạt được ở varnish UV và varnish thuỷ tính. Những loại sản phẩm như: brochures, catalogues, nhãn hiệu, mỹ phẩm, và bao bì thực phẩm là những sản phẩm của varnish UV, varnish thuỷ tính. Những hiệu ứng đặc biệt có thể đạt được với varnish metallic. Hình 2.9: Đơn vị tráng phủ Ngoài việc cải thiện bề mặt sản phẩm, việc tráng phủ tạo hiệu ứng nhờ Verni làm giảm lượng phun bột ở đầu ra (do đã sử dụng các hệ thống sấy), vì thế hệ thống ra giấy và các bộ phận hoàn thiện sản phẩm sau in ít bị dơ hơn. Hình 2.10: Cung cấp varnish và hệ thống định lượng a. Hệ thống mở với lô định lượng b. Hệ thống kín hai dao gạt với trục Anilox 2.2.2. Thành phẩm liên tục (Inline Finishing)  Đóng số nhảy tại đơn vị in Nhiều máy in offset tờ rời được trang bị cho việc lắp đặt các hộp số đặc biệt. Các số này được chà mực bằng một đơn vị mực đơn giản (phương pháp17 in leterpress) và sau đó được in lên tờ in ở ống ép của đơn vị in cuối cùng trước khi tờ in được hệ thống nhíp truyền giữ và dẫn ra. Các con số được thay đổi theo hàng đơn vị, hàng trăm … tùy theo yêu cầu ứng với mỗi vòng quay của ống ép. Bản in leterpress có thể được gắn lên thay thế cho các hộp số nhảy để in logo. Tùy thuộc vào yêu cầu, có thể bọc ống cứng hay mềm (bằng tấm kim loại, nhựa) lên bề mặt ống ép để đạt được áp lực phù hợp Hình 2.11: Bộ đóng số nhảy  Đục lỗ, cắt, gấp, dập chìm nổi Những thiết bị gia công này có thể được gắn với một thanh ngang có thước chia mm giúp cho việc định vị dễ dàng. Cũng như với số nhảy, các công cụ này được gắn trên các bánh xe có xẻ rảnh, làm việc trên ống ép với các loại bọc ống đặc biệt. Các kiểu gia công như đục lỗ (răng cưa), xếp ly, thường chỉ18 có thể được làm trực tiếp trên tờ in theo hướng di chuyển của chúng, không thể làm theo hướng vuông góc. Các công cụ này phải được tính toán vì chỉ có thể gắn chúng ở những vùng giữa các nhíp bắt giấy. Bánh xe răng cưa rất dễ dàng cho việc đục lỗ và cắt. Các thanh này cùng với những loại dao thích hợp được cố định một cách chính xác trên ống ép in hoặc với lớp bọc ống và cắt tờ in từ bên dưới cao su. Với hình thức này thì các hoạt động gia công có thể được thực hiện đồng thời trên đơn vị in mặc dù khả năng hư hại cao su là không tránh khỏi. Hình 2.12: Đầu đục lỗ răng cưa Tờ in có thể được đục lỗ, bế, cấn, dập chìm nổi theo chiều vuông góc với hướng in (chiều rộng khổ giấy) nhờ các khuôn kim loại đặc biệt, khuôn này được gắn trên ống cao su. Trên ống ép in cũng phải được bọc một lớp bảo vệ tương ứng (cứng hoặc mềm), đường kính được điều chỉnh bởi lớp nhựa lót ở duới. Khuôn bế này dùng để bế nhãn hay bế decal (bế không đứt), làm rãnh carton hoặc cắt giấy cũng được thực hiện theo cách này.19 2.3. Thành phẩm cấn bế 2.3.1. Các sản phẩm trong quá trình bế Khi bế vật liệu có trường hợp sản phẩm được giữ lại là phần bên ngoài khuôn bế. Quá trình này thường là quá trình chuẩn bị cho việc gia công ở công đoạn kế tiếp như tạo đường cấn vạch để có thể xé rời được, tạo cửa sổ…, rìa sau khi cắt được bỏ ra. Những sản phẩm tiêu biểu là:  Lịch tờ có đục răng cưa để xé  Những dạng sản phẩm có đường bấm vạch liên tục  Phong bì tập hồ sơ, bao bì hộp có cửa sổ  Brochures đóng gáy lò xo (đục lỗ để liên kết) Thông trường khi bế vật liệu, sản phẩm được giữ lại thường là phần bên trong khuôn bế. Phần thừa nằm ngoài khuôn bế. Các sản phẩm tiêu biểu:  Nhãn có góc bo tròn, có hình dạng đặc biệt  Các miếng lót, khay để ly, dĩa.  Lá bài, mẫu trang trí, hình decal, đồ chơi ráp hình  Sản phẩm hình dạng hoa, hình dạng vui nhộn  Sản phẩm hộp có cửa sổ nhìn các dạng bao bì khác (túi giấy, hộp giấy thùng cacton dợn sóng, bao bì nhựa có quai xách…)  Chỉ mục (sổ điện thoại có bế 1 phần theo ký tự A, B, C). 2.3.2. Bế trục xoay Quy trình hoạt động của hệ thống Inline Offset Cutting tương tự với hoạt động của máy bế trục xoay, nhưng có thể áp dụng cho sản phẩm in tờ rời.  Một trục khuôn bế (trục bế được thay thế khi bế sản phẩm khác).  Trục tạo áp lực bế hay còn gọi là trục đe (thường là trục không thay đổi)  Cả hai trục trên đều chuyển động xoay  Bộ phận loại bỏ những phần thừa sau khi bế.20 Vật liệu được nhíp ống đưa vào tiếp xúc với trục khuôn bế, nhờ lực ép dao bế cắt đứt vật liệu theo hình dạng hình học yêu cầu, với các trường hợp bế demi người ta chỉnh áp lực bế để dao chỉ cắt đứt lớp vật liệu bên trên Người ta sử dụng 2 dạng khuôn:  Khuôn bế nam châm lắp lên trục khuôn  Khuôn dạng trục Khuôn nam châm: Là một dạng khuôn bế, được làm từ thép có từ tính,độ dày từ 0.41 mm thường dùng để bế giấy mỏng < 0,3 mm .Được sử dụng trên máy bế có trang bị nam châm. Khuôn bế nam châm có độ dày tiêu chuẩn là 0.44 mm (khuôn dày hơn được dùng cho trường hợp đặc biệt). Khuôn được gia công bằng phương pháp khắc quang cơ hoặc khắc lazer hoặc ăn mòn kim lọai sau đó gia công mài các lưỡi dao Hình 2.13: khuôn bế mềm từ tính Để tạo đường cấn bế, trước hết khuôn phải được ăn mòn để phần tử không in lõm xuống, sau đó phần nhô lên sẽ được mài trên máy mài điều khiển bằng máy tính . Để tăng độ bền cắt và tăng độ cứng, mép cắt và sống dao được gia công bằng công nghệ lazer. Khuôn bế nam châm sử dụng chủ yếu trên các thiết21 bị bế trục xoay dùng để bế nhãn hàng tự dính trên máy in lai ghép khổ nhỏ. Những đặc tính để phân biệt bế nam châm và bế bình thường là vùng viền được bế chính xác, độ bền khuôn cao và tiết kiệm thời gian chuẩn bị công việc. Khuôn dạng trục: Khuôn được gia công bằng phương pháp khắc quang cơ hoặc khắc lazer Hình 2.14: khuôn bế trục22 PHẦN II NỘI DUNG23 CHƯƠNG 3: TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG CẤN BẾ TRONG MÁY IN OFFSET TỜ RỜI 3.1. Tổng quan hệ thống 3.1.1. Lịch sử nghiên cứu và phát triển Vào năm 1994, khái niệm thực hiện công đoạn thành phẩm (cấn, bế…) trực tiếp trên máy in offset đã được phát minh bởi nhà phát minh Daniel Ruprecht với công ty cũ của ông là Ruprecht Handels AG ở KrauchthalThụy Sĩ. Sáng chế này được đưa ra như một nhu cầu tất yếu của sự phát triển kỹ thuật in offset nhằm nâng cao hiệu suất làm việc cũng như chất lượng của sản phẩm Năm 1995, thế hệ đầu tiên được lấy cảm hứng từ ý tưởng này hệ thống PerfPrintPlus® được trình bày tại hội chợ thương mại Drupa. Thời điểm đó, ý tưởng này nhận được sự hoài nghi sâu rộng. Tuy nhiên, những năm tiếp theo hệ thống này đã có được sự khẳng định tiềm năng rộng lớn từ các hãng máy in nổi tiếng cũng như toàn thể khách hàng. Vào những năm 1999 – 2005, hệ thống Inline Offset Cutting đã có chỗ đứng vững chắc trong ngành in thế giới. Cùng thời điểm đó, xuất hiện ngày một nhiều các công ty chuyên sản xuất các khuôn bế mềm cho hệ thống IOC. Tiêu biểu như công ty Wink của Đức tham gia vào những năm 1999, công ty Eson của Czech tham gia vào những năm 2000… Từ những năm 2005 cho tới ngày nay, hệ thống Inline Offset Cutting ngày một phát triển vượt bật. Hệ thống ban đầu chỉ cho phép cấn, bế nay đã có thể thực hiện được nhiều công đoạn thành phẩm cao cấp hơn như cán gân, bế demi, đục lỗ… Hơn thế nữa, ban đầu chỉ là một hệ thống rời được tích hợp thêm vào máy in thì ngày nay đã được các công ty tích hợp trực tiếp trên máy in như một đơn vị chính. Điển hình là công ty Komori cho ra mắt máy in Komori LSX29 vào năm 2009 với các đơn vị thành phẩm gồm cấn bế và dập nổi. Công ty Heidelberg ra mắt dòng SM526D với 1 đơn vị cấn bế. Và đặc biệt vào năm24 2013, KBA cho ra mắt máy in KBA Rapida 205 tích hợp Inline Cutting khổ XXL. Hình 3.1: Heideiberg SM 52 6 màu với một đơn vị cấn bế Hình 3.2: KBA Rapida 205 – máy in offset dành cho báo chí khổ lớn có các đơn bị cấn bế 3.1.2. Cơ chế hoạt động Hệ thống thành phẩm cấn bế trong máy in Offset (Inline Offset Cutting – IOC) là một hệ thống thành phẩm được tích hợp vào máy in Offset thương mại thông thường. Hệ thống nhằm hỗ trợ cho việc in ấn và cấn bế đồng thời trong một lần in mà không làm giảm thời gian hoạt động cũng như tốc độ in thông thường của máy.25 Hệ thống IOC rất đơn giản, có thể áp dụng trên hầu hết các máy in Offset tờ rời thương mại hiện nay. Được lắp lên đơn vị in cuối cùng, sử dụng hai ống chính trong đơn vị in Offset là ống cao su và ống ép in (ống bản hoàn toàn không tham gia vào hoạt động này). Hệ thống IOC hoạt động tương tự như một máy bế trục xoay. Tuy nhiên, hệ thống IOC không loại bỏ phần rác dư thừa. Tờ in được in và cấn bế khi thành phẩm vẫn là tờ in hoàn chỉnh như ban đầu, ta có thể tách phần rác thừa bằng tay hoặc sử dụng thiết bị khác. Ngày nay, hệ thống IOC phát triển vượt bật không chỉ dùng để cấn bế thông thường mà còn có thể thành phẩm khác như: bế demi, dập nổi, đục lỗ, đục răng cưa… cho hầu hết các vật liệu như giấy, decal, PET, PP… 3.1.3. Cấu tạo Gồm hai bộ phận chính  Khuôn bế: được làm bằng thép không gỉ chất lượng cao. Các dao cắt trên khuôn được mạ crom hoặc các chất liệu đặc biệt tùy theo nhu cầu thành phẩm. Khuôn bế được gắn trên ống cao su, thay thế cho lớp cao su  Lớp lót bảo vệ: được làm bằng kim loại mỏng hoặc mica. Có tác dụng bảo vệ ống ép khỏi việc va chạm trực tiếp với dao trên khuôn bế. Ngoài ra, lớp lót bảo vệ còn làm tăng áp lực ép. Tờ in được in ở những đơn vị đầu khi đến đơn vị IOC sẽ được cấn bế trong cùng một vòng tua máy, giúp tiết kiệm thời gian thành phẩm đến mức tối đa mà không làm giảm quá nhiều tốc độ in của máy. Đầu ra của máy in là tờ in hoàn chỉnh đã được cấn bế thành phầm, tuy nhiên hệ thống IOC không giúp loại bỏ rác thừa như máy bế trục xoay thông thường. Việc loại bỏ rác thừa có thể được làm thủ công. Một số máy in hiện đại có tích hợp sẵn hệ thống IOC thì có cơ cấu loại bỏ rác thừa nhưng có giá thành khá cao26 Hình 3.3: Hệ thống cấn bế trong máy in Offset tờ rời 3.2. Lớp lót bảo vệ Trong quá trình hoạt động hệ thống khuôn bế khi cắt với một áp lực và tốc độ lớn lên sản phẩm sẽ làm ảnh hưởng tới bề mặt ống ép và do đó người ta đã chế tạo ra một lớp lót bảo vệ để giảm thiếu tối đa hư hại lên ống ép. Nguyên liệu tạo ra ra lớp lót thường được các công ty sử dụng loại thép không gỉ chống va đập Với độ dày tuỳ thuộc vào lớp keo hai mặt trên lớp bảo vệ: 0.2 – 0.32 mm27 Hình 3.4a: Mô tả cấu tạo lớp lót Hình 3.4b: lớp lót bảo vệ ống ép 3.3. Các loại khuôn bế Trong hệ thống IOC phần hoạt động chính để cắt sản phẩm sẽ được chia thành hai hình thức khác nhau. Một là giữ nguyên ống cao su và gắn bản cắt lên ống. Hai là thay thế ống cao su bằng một loại ống khác đã được khắc dao sẵn trên ống. Và để phân biệt hai hình thức này người ta đã đặt tên cho hình thức một và hai: bản mềm và bản cứng.28 Hình 3.5: khuôn bế mềm Hình 3.6: Khuôn bế cứng 3.3.1. Khuôn bế mềm Về công nghệ tạo ra bản mềm này thì có hai dạng: loại bản khắc dao trực tiếp lên và loại bản mềm gắn dao trên ống cao su. Mỗi dạng đều có ưu và nhược điểm riêng. Ngoài ra bản mềm còn có các cách gắn khác nhau trong từng dạng:  Loại bản mềm khắc dao trực tiếp: gắn bằng nhíp, nẹp hoặc nam châm.  Loại bản mềm gắn dao trên ống: gắn bằng nẹp.29  Bản mềm loại khắc dao trực tiếp Được sử dung công nghệ khắc CNC tân tiến, đảm bảo sự sai lệch về dao là nhỏ nhất. Sau khi công đoạn khắc xong sẽ được xử lý thêm bề mặt dao để làm tăng tuổi thọ cho bản cắt.  Ưu điểm: Tiết kiệm chi phí tối ưu do là một tấm kim loại mỏng dễ sản xuất, vận chuyển. Sử dụng đa dạng trong các loại sản phẩm: giấy, phim, nhãn,.. và kích thước đa dạng. Giảm thời gian thiết lập và dừng của máy so với bản cứng.  Nhược điểm: Mặc dù đã gia công xử lý bề mặt sau công đoạn sản xuất dao nhưng tuổi thọ của bản mềm vẫn thấp hơn so với bản cứng. Một bản cắt mềm sau khi được khắc chỉ sử dụng cho một dạng, kích thước sản phẩm duy nhất. Hình 3.7: bản cắt khắc dao trực tiếp  Bản mềm loại gắn dao Cấu tạo của bản mềm loại gắn dao có hai lớp: lớp đế và lớp định vị dao  Lớp đế: dùng để móc và dán bằng lớp keo trực tiếp lên ống cao su sau khi lấy tấm cao su ra khỏi ống.30  Lớp định vị dao: gắn trên lớp đế và cố định bằng nẹp của ống cao su, trên lớp này có những vạch kẻ, ô ly, và thông số chiều dài để có thể gắn dao lên một cách nhanh chóng.  Ưu điểm Tiết kiệm thời gian thiết lập và dừng máy rất nhiều do tính chất đơn giản. Dễ cài đặt Chi phí sản xuất rẻ hơn bản cứng, và kể cả bản mềm khắc dao, vì hai lớp ngoài có tuổi thọ cao. Chỉ thay dao khi bị quá tuổi thọ. Một bản có thể dùng cho nhiều mẫu mã sản phẩm khác nhau do tính chất tuỳ biến gắn dao theo hình mẫu. Tất cả cấn, bế, dập, nổi đều có thể tuỳ chọn gắn lên bản.  Nhược điểm Chỉ thích hợp cho sản phẩm khổ nhỏ. Cần tay nghề thợ một cách chính xác tỉ mỉ vì hình thức gắn dao là thủ công. Hình 3.8: Bản mềm gắn dao31 3.3.1.1. Khuôn bế mềm khắc dao Có 2 Công ty làm về dao mà nhóm đã tìm hiểu là Công ty Eson và Wink. Cả hai đều dùng công nghệ khắc CNC để làm ra các loại dao tốt nhất, chính xác nhất với sai số rất nhỏ khoảng ± 3 microns (µm).  Công ty Eson  Dao được tạo ra với công nghệ khắc CNC.  Tiêu chuẩn về chiêu cao của dao: tối đa 0.8 mm không tính bản khắc dao.  Góc cắt của dao dao động từ 50° 110°.  Độ dày vật liệu tối đa cho phép: 0.4 mm  Dao cắt có thể cắt với khoảng cắt nhỏ nhất là 0.2 mm. Hình 3.9a: Dao Eson  Công ty Wink  Dao cắt cũng đươc sử dụng công nghệ khắc CNC.  Tiêu chuẩn về chiều cao của dao: 0.32 – 1,5 mm đã bao gồm bản khắc dao.  Góc cắt của dao theo vật liệu: 30° 110°.32  Độ dày vật liệu giấy tối đa: 0.4 mm. Hình 3.9b: Dao Wink Các lớp phủ lên dao Để cắt được các loại sản phẩm khác nhau theo nhu cầu, cũng như phải đảm bảo chất lượng của sản phẩm, và việc tuổi thọ của dao do đó các công ty đã phủ lên dao một lớp đặc biệt để phù hợp với sản phẩm và yêu cầu chất lượng cũng như việc kéo dài tuổi thọ dao.  Công ty Eson Công ty sử dụng công nghẹ khắc CNC tiêu chuẩn và kết hợp laser. Sau khi hoàn thành việc làm dao thì có thể sẽ được tuỳ chọn phủ một lớp tuỳ vào điều kiện sản phẩm như sau:  Dao khắc tiêu chuẩn Hình 3.10: Dao khắc tiêu chuẩn33 Sử dụng cắt trên tất cả các loại vật liệu như : Giấy, PP, PE, PVC, PET, Tyvek, v.v. Với góc cắt là 50° 110°.  Dao khắc kết hợp laser Thích hợp cho số lương in lớn, phù hợp với tất cả vật liệu đặc biệt và tuổi thọ của khắc laser là cao nhất. Độ cứng của dao từ 65 – 68 HRC Hình 3.11: Dao khắc kết hợp laser  Dao được phủ lớp NTP Tuỳ chọn này thích hợp cho việc cắt các loại giấy chịu nhiệt và giấy các tông. Khi phủ lớp NTP này sẽ cho việc cắt ổn định với tốc độ cao và chống mài mòn nhanh cho dao. Độ cứng của dao từ 60 – 63 HRC Hình 3.12: Dao được tráng phủ lớp NTP34  Dao được phủ lớp DLC Lớp tráng phủ DLC này rất cứng phù hợp giảm thiểu chất keo dính và mực trên bề mặt dao và khuôn, cùng với đó là tuổi thọ cao. Độ cứng của dao hơn 100 HRC. Hình 3.13: Dao được phủ lớp DLC Tóm lại dao cắt có thể được tao ra với bất kỳ tuỳ chỉnh hình dạng, góc cắt, lớp phủ, chiều cao. Thích hợp cho: tất cả vật liệu tự dính, vật liệu nhiều lớp và một lớp phim, nhãn tập sách, thư, các tông mỏng, vé. Hình 3.14: Tổng hợp các loại dao của công ty Eson  Công ty Wink Công nghệ CNC tiên tiến đã được Công ty Wink sử dụng trong hơn 25 năm để sản xuất khuôn cắt mềm, dao trong ngành công nghiệp đồ hoạ. Với những chất liệu của sản phẩm đa dạng, công ty cũng có những tuỳ chọn biến thể tráng phủ cho dao.35  Dao khắc kết hợp chiếu laser Với tuỳ chọn này sẽ làm mũi dao cứng hơn so với khắc CNC tiêu chuẩn, dùng để cắt các vật liệu cứng (filmic), với khối lượng từ trung bình tới nhiều, cùng vơi tuổi thọ cao và góc cắt thích hợp 66° 68°. Hình 3.15: Dao khắc kết hợp chiếu laser  Dao được tráng phủ lớp MC (Micro Coating) Lớp phủ MC cung cấp khả năng chống dính đối với các vật liệu có chất keo, chịu nhiệt, thích hợp cho khối lượng trung binh tới nhiều.Với góc cắt đặc biệt của hãng: 90° (super cut 90°). Hình 3.16: Dao được tráng phủ lớp MC36  Dao được tráng phủ lớp MC plus Đối với tuỳ chọn này cũng giống như MC thông thường nhưng cho dao và bản cắt có tuổi thọ tối đa phù hợp với số lượng in rất lớn cùng với đó là các vật liệu đặc biệt (phim) và vật liệu khó cắt khác. Góc cắt đặc biệt ( 0  Áp lực không đủ vì khoảng cách quá rộng,điều này có thể gây ra hiện tượng dao bế không thể đi xuyên qua vật liệu. Ta có thể điều chỉnh bằng cách bọc ống cao su (thêm giấy lót dưới khuôn bế) hoặc điều chỉnh khoảng cách giữa ống ép và ống cao su gần lại nhau  Nếu a < 0  Áp lực in qua lớn vì khoảng cách không đủ rộng, điều nay làm cho dao bế đi xuyên qua lớp vật liệu quá nhiều, gây ảnh59 hưởng lên ống ép. Ngoài ra các đường cấn có thể quá sâu và đứt vật liệu. Đối với trường hợp này, ta cần xem xét thay thế các con dao có độ dày nhỏ hơn nhằm có thể tăng được khoảng cách cho vật liệu đi qua. Tuy nhiên nếu không thể thay dao thì ta cần xem xét khả năng không thể áp dụng hệ thống cho sản phẩm này.60 CHƯƠNG 5: THỰC NGHIỆM 5.1. Mục tiêu thực nghiệm Mục tiêu của thực nghiệm cho đề tài này là:  Tìm ra công thức tính khoảng cách trong hệ thống thành phẩm (cấn, bế) trong máy in offset tờ rời.  Áp dụng vào thực tế để dễ dàng canh chỉnh áp lực cũng như khoảng cách trong hệ thống cho thợ in dễ dàng thực hiện 5.2. Điều kiện thực nghiệm 5.2.1. Máy in Sử dụng máy in hãng Heidelberg CD 102 5 đơn vị in cho sản phẩm . Hình 5.1: Máy in Heidelberg CD 1025 Thông số kỹ thuật máy CD 102 5 Khổ giấy in tối đa 720 mm x 1020 mm Khổ giấy in tối thiểu 340 mm x 480 mm Vùng in tối đa 710 mm x 1020 mm Độ dày vật liệu 0.03 mm – 1 mm Nhíp 10 mm – 12 mm Tốc độ in tối đa 15000 tờgiờ61 Khổ bản in 790 mm x 1030 mm Độ dày bản 0.2 mm – 0.3 mm Gờ ống bản 0.12 mm Gờ ống cao su 3.2 mm Khổ tấm cao su 840 mm x 1052 mm Độ dày tấm cao su 1.95 mm Số màu 5 màu Bảng 5.1: Thông số kĩ thuật máy in Heidelberg CD 102 5.2.2. Vật liệu in  Loại giấy: Couche 100 gsm o Độ dày: 0.085 mm  Giấy decal o Độ dày 0.1 mm Hình 5.2: Sản phẩm nhãn decal Hình 5.3: Sản phẩm bế răng cưa62 5.2.3. Khuôn bế mềm 5.2.3.1. Dao bế răng cưa Dao gắn bản mềm dùng của công ty CITO Thông số dao răng cưa Độ dài của một cuộn dao 6 m Khoảng cách cắt – bước nhảy (mm) 2.4 – 0.8 (mm) Khoảng cách giữa các rãnh dao trên mỗi inch 8 tpi (trachs per inch) Độ cao dao 0.15 (mm) Bảng 5.2: Thông số dao bế răng cưa 5.2.3.2. Hình 5.4: Dao bế răng cưa Khuôn bế mềm khắcdao Vì tính chất bảo mật của công ty nên không có được thông số kỹ thuật cũng như hình ảnh vật tư6