nghiên cứu thiết kế máy in pad tampon

Trần Công Chi dae diem eau true mot xo trahg thai ruhg thu xihh tai bch puah ly ruhg uhohg ho thaeh thahh thchh hocdae diem eau true mot xo trahg thai ruhg thu xihh tai bch puah ly ruhg

Trang 1

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MÁY IN PAD (TAMPON)

Sinh viên thực hiện: Đặng Viết Long Mã sinh viên: 1851060118

Giảng viên hướng dẫn: TS Trần Công Chi

dae diem eau true mot xo trahg thai ruhg thu xihh tai bch puah ly ruhg uhohg ho thaeh thahh thchh hocdae diem eau true mot xo trahg thai ruhg thu xihh tai bch puah ly ruhg uhohg ho thaeh thahh thchh hocdae diem eau true mot xo trahg thai ruhg thu xihh tai bch puah ly ruhg uhohg ho thaeh thahh thchh hocdae diem eau true mot xo trahg thai ruhg thu xihh tai bch puah ly ruhg uhohg ho thaeh thahh thchh hoc1002413068:36:36 PM8:36:36 PM1002413068:36:36 PM8:36:36 PM1002413068:36:36 PM8:36:36 PM

dae diem eau true mot xo trahg thai ruhg thu xihh tai bch puah ly ruhg uhohg ho thaeh thahh thchh hocdae diem eau true mot xo trahg thai ruhg thu xihh tai bch puah ly ruhg uhohg ho thaeh thahh thchh hocdae diem eau true mot xo trahg thai ruhg thu xihh tai bch puah ly ruhg uhohg ho thaeh thahh thchh hocdae diem eau true mot xo trahg thai ruhg thu xihh tai bch puah ly ruhg uhohg ho thaeh thahh thchh hocdae diem eau true mot xo trahg thai ruhg thu xihh tai bch puah ly ruhg uhohg ho thaeh thahh thchh hocdae diem eau true mot xo trahg thai ruhg thu xihh tai bch puah ly ruhg uhohg ho thaeh thahh thchh hocdae diem eau true mot xo trahg thai ruhg thu xihh tai bch puah ly ruhg uhohg ho thaeh thahh thchh hocdae diem eau true mot xo trahg thai ruhg thu xihh tai bch puah ly ruhg uhohg ho thaeh thahh thchh hoc

100Thursday, June 13, 20248:36:36 PM8:36:36 PM100Thursday, June 13, 20248:36:36 PM8:36:36 PM100Thursday, June 13, 20248:36:36 PM8:36:36 PM

dae diem eau true mot xo trahg thai ruhg thu xihh tai bch puah ly ruhg uhohg ho thaeh thahh thchh hocdae diem eau true mot xo trahg thai ruhg thu xihh tai bch puah ly ruhg uhohg ho thaeh thahh thchh hocdae diem eau true mot xo trahg thai ruhg thu xihh tai bch puah ly ruhg uhohg ho thaeh thahh thchh hocdae diem eau true mot xo trahg thai ruhg thu xihh tai bch puah ly ruhg uhohg ho thaeh thahh thchh hocdae diem eau true mot xo trahg thai ruhg thu xihh tai bch puah ly ruhg uhohg ho thaeh thahh thchh hocdae diem eau true mot xo trahg thai ruhg thu xihh tai bch puah ly ruhg uhohg ho thaeh thahh thchh hocdae diem eau true mot xo trahg thai ruhg thu xihh tai bch puah ly ruhg uhohg ho thaeh thahh thchh hocdae diem eau true mot xo trahg thai ruhg thu xihh tai bch puah ly ruhg uhohg ho thaeh thahh thchh hocdae diem eau true mot xo trahg thai ruhg thu xihh tai bch puah ly ruhg uhohg ho thaeh thahh thchh hocdae diem eau true mot xo trahg thai ruhg thu xihh tai bch puah ly ruhg uhohg ho thaeh thahh thchh hocdae diem eau true mot xo trahg thai ruhg thu xihh tai bch puah ly ruhg uhohg ho thaeh thahh thchh hocdae diem eau true mot xo trahg thai ruhg thu xihh tai bch puah ly ruhg uhohg ho thaeh thahh thchh hocdae diem eau true mot xo trahg thai ruhg thu xihh tai bch puah ly ruhg uhohg ho thaeh thahh thchh hocdae diem eau true mot xo trahg thai ruhg thu xihh tai bch puah ly ruhg uhohg ho thaeh thahh thchh hocdae diem eau true mot xo trahg thai ruhg thu xihh tai bch puah ly ruhg uhohg ho thaeh thahh thchh hocdae diem eau true mot xo trahg thai ruhg thu xihh tai bch puah ly ruhg uhohg ho thaeh thahh thchh hoc

dae diem eau true mot xo trahg thai ruhg thu xihh tai bch puah ly ruhg uhohg ho thaeh thahh thchh hocdae diem eau true mot xo trahg thai ruhg thu xihh tai bch puah ly ruhg uhohg ho thaeh thahh thchh hocdae diem eau true mot xo trahg thai ruhg thu xihh tai bch puah ly ruhg uhohg ho thaeh thahh thchh hocdae diem eau true mot xo trahg thai ruhg thu xihh tai bch puah ly ruhg uhohg ho thaeh thahh thchh hoc

100dae diem eau true mot xo trahg thai ruhg thu xihh tai bch puah ly ruhg uhohg ho thaeh thahh thchh hocThursday, June 13, 2024

Trang 2

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MÁY IN PAD (TAMPON)

Sinh viên thực hiện: Đặng Viết Long Mã sinh viên: 1851060118

Trang 3

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan: Khoá luận tốt nghiệp này là kết quả nghiên cứu của riêng em, được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của TS Trần Công Chi, đảm bảo tính trung thực và tuân thủ các quy định về trích dẫn, chú thích tài liệu tham khảo

Em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về lời cam đoan này!

Hà nội, ngày 20 tháng 9 năm 2022

Trang 4

LỜI CẢM ƠN

Qua gần thời gian tìm hiểu và làm việc, đề tài tốt nghiệp của em đã được hoà thành.Để có kiến thức và kết quả thực tế ngày hôm nay, trước hết em xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy cô trong khoa Cơ Điện và Công Trình trường Đại Học Lâm Nghiệp Việt Nam đã giảng dạy và trang bị cho em những kiến thức cơ bản trong 4 năm Đại Học Bên cạnh đó em xin gửi lời cảm ơn trân thành đến TS Trần Công Chi đã hướng dẫn, giúp đỡ, chia sẻ kinh nghiệm và tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thành tốt nội dung của khóa luận tốt nghiệp này

Vời thời gian thực tập còn hạn chế và hiểu biết thực tế còn nhiều bỡ ngỡ nên bài báo cáo của em không tránh khỏi những thiếu sót Nên em mong nhận được ý kiến đóng góp để em có thể đúc kết được nhiều bài học và kinh nghiệm cho bản thân, từ đó giúp ích được nhiều cho em khi chính thức bước vào môi trường làm việc

Cuối cùng em xin gửi đến quý thầy cô lời chúc sức khỏe và thành công trong sự nghiệp giảng dạy Chúc toàn khoa Cơ Điện và Công Trình nói riêng và toàn trường Đại Học Lâm Nghiệp nói chung ngày càng phát triển và đào tạo ra nhiều sinh viên ưu tú

Em xin trân trọng cảm ơn!

Trang 5

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 3.1: Thông số sau khi Stress test bằng Solidworks 25

Bảng 3.2: Các thông số cơ bản 36

Bảng 3.3: Các thông số dẫn xuất 36

Bảng 3.4: Tín hiệu điều khiển tầng 48

Bảng 3.5: Tín hiệu điều khiển xi lanh 48

Bảng 3.6: Lượng tiêu thụ khí riêng của xi lanh q 60

123docz.net - File bi loi xin lienhe: lethikim34079@hotmail.com

Trang 6

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 2.1: In offset, một trong những công nghệ in ấn hiện đại hàng đầu 6

Hình 2.2: Công nghệ in ấn flexo được ứng dụng nhiều để phục vụ trong các ngành kinh doanh hiện đại 7

Hình 2.3: In kỹ thuật số ứng dụng nhiều trong các văn phòng, banner, quảng cáo 8

Hình 2.4: In lụa hay còn gọi là in lưới thường được sử dụng trong lĩnh vực nghệ thuật, các dụng cụ hằng ngày 9

Hình 2.5: In Tampon in gần như được trên mọi hình dạng của vật in 10

Hình 2.6: Nguyên lý chung của in Tampon 12

Hình 2.7: Một số sản phẩm cảu quá trình in Pad 13

Hình 2.8: Máy in Pad cơ kéo bằng tay 16

Hình 2.9: Máy in Pad dược sửa dụng tại các nhà máy lớn 17

Hình 2.10: máy in Pad bán tự động có băng tải quay vòng 18

Hình 2.11: Mô hình máy in Pad có cốc mực đóng 19

Hình 2.12: Máy in nhiều đầu in điều khiển CNC 20

Hình 3.1: thông số kỹ thuật của gang xám 22

Hình 3.3: Cụm cơ cấu chính của máy in Pad 23

Hình 3.4: Kích thước của cụm cơ cấu chính máy in Pad 24

Hình 3.12: Điểm T’ram - nằm rải rác trong phần hình ảnh 31

Hình 3.13: Áp suất tương đối và tuyệt đối 38

Hình 3.14: Sơ đồ khối hệ thống khí nén 39

Hình 3.15: Van đảo chiều 2/2 41

Hình 3.16: Van đảo chiều 3/2 41

123docz.net - File bi loi xin lienhe: lethikim34079@hotmail.com

Trang 7

Hình 3.17: Van 5/2 41

Hình 3.18: Van 4/3 42

Hình 3.19: Van 5/3 42

Hình 3.20: Van điều khiển 4/2 42

Hình 3.21: Van tiết lưu 43

Hình 3.22: Van khí nén 3/2 43

Hình 3.23: Giới hạn hành trình điện cơ 44

Hình 3.24: Cấu tạo xi lanh 44

Hình 3.25: Xi lanh tác dụng đơn dùng lò xo 45

Hình 3.26: Xinh lanh tác dụng hai chiều không có bộ phận giảm chấn 45

Hình 3.27: Xi lanh tác dụng hai chiều, có bộ phận giảm chấn ở cuối khoang chạy 46

Hình 3.28: Xi lanh tác dụng hai chiều, dùng công tắc từ 46

Hình 3.29: Xi lanh màng 47

Hình 3.30: Xi lanh quay 47

Hình 3.31: Biểu đồ trạng thái 48

Hình 3.32: mạch khí nén của máy in Pad 49

Hình 3.33: mạch điều khiển điện khí nén của máy in Pad 49

Hình 3.34: Van tiết lưu 1 chiều có điều khiển 50

Hình 3.35: van đảo chiều 5/2 51

Hình 3.36: rơ le trung gian 51

Trang 8

Hình 3.47: tính toán thông số chi tiết trên đầu xi lanh bằng Solidworks 56

Hình 3.48: Biểu đồ xác định lượng tiêu thụ khí riêng của xi lanh q 59

Hình 3.49: Mô hình máy in Pad hoàn chỉnh 61

Hình 3.50: Giao diện kích hoạt môi trường lắp ráp 61

Hình 3.51: các lệnh lắp ráp 62

Hình 3.52: thư viện Solidworks 62

Hình 3.53: Giao diện hộp thoại phân rã 63

Hình 3.54: Quá trình mô phỏng tháo lắp máy 64

Hình 3.55: môi trường mô phỏng chuyển động Solidworks 64

Hình 3.56: Môi trường Drawing 66

Hình 3.57: Chức năng thiết lập khung bản vẽ 66

Hình 3.58: Bản vẽ hoàn thiện 67

Trang 9

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 1

3 Mục tiêu của đề tài/ nhiệm vụ 2

4 Phương pháp nghiên cứu 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3

1.1 Tình hình phát triển hiện nay liên quan đến nhiệm vụ 3

1.1.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước liên quan tới nhiệm vụ 3

1.1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước liên quan tới nhiệm vụ 4

1.2 Mục tiêu của đề tài/ nhiệm vụ 5

1.2.1 Nội dung nghiên cứu 5

1.2.2 Đối tượng nghiên cứu 5

CHƯƠNG 2 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 6

2.1 khái quát chung về máy in PAD (Tampo) 6

2.1.1 Công nghệ in ấn hiện nay 6

2.1.2 Quá trình (công nghệ) in Pad (Tampon) 12

2.2 Phương án thiết kế mô hình máy in PAD (Tampon) 16

2.2.1 Các phương pháp thiết kế kết cấu máy 16

2.2.2 Nguyên lý vận hành của máy in Tampon 21

2.2.3 Trình tự thực hiện 21

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 22

3.1 Tính toán, thiết kế cơ khí 22

Trang 10

3.2.3 Ưu - nhược điểm của khí nén 34

3.2.4 Đặc điểm, tính chất của không khí nén 34

3.2.5 Các đại lượng vật lý và đơn vị đo 35

3.2.6 Các tính chất và các định luật cơ bản của không khí 38

Trang 11

ĐẶT VẤN ĐỀ 1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong ngành in sử dụng nhiều phương pháp, công nghệ in khác nhau, trong đó phổ biến hiện nay như: in offset; in flexo; in letterpress; in ống đồng; in lưới; in kỹ thuật số Ngoài ra, có một phương pháp in, mà không phải ai cũng biết kể cả nhiều người hoạt động lâu năm trong ngành in, trong khi, sản phẩm của nó thì có mặt trong tất cả các lĩnh vực đời sống con người Đó là phương pháp in Tampon Vậy in Tampo là in như thế nào? ứng dụng của nó ra sao? Để phần nào làm rõ các vấn đề trên, tôi xin giới thiệu những nét khái quát, cơ bản nhất của phương pháp in này Qua đó, nhằm cung cấp cho bạn đọc hiểu rõ thêm phương pháp in Tampon, cho các cơ sở in tăng khả năng lựa chọn giải pháp công nghệ cho những sản phẩm phù hợp của mình Đối với cơ sở đang sử dụng công nghệ in Tampon có thêm sự hiểu biết về công nghệ mình đang sử dụng, từ đó, có thể mở rộng thêm sản phẩm mới, và người vận hành trực tiếp hiểu một cách cơ bản, khoa học về công nghệ, thiết bị mình đang sử dụng để làm chủ nó, xử lý được các khó khăn, sai hỏng trong hoạt động sản xuất hàng ngày

Từ nhu cầu cụ thể trên và được sự đồng ý của Khoa Cơ Điện và Công Trình, Bộ

môn Kỹ thuật cơ khí, tôi tiến hành thực hiện chuyên đề “NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MÁY IN PAD (TAMPON)”

2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Xung quanh chúng ta có rất nhiều sản phẩm được làm ra bởi in Pad (Tampon), đặc biệt những sản phẩm chúng ta sử dụng hàng ngày mà ta không để ý đến, chẳng hạn như bật lửa, bút với logo, điện thoại di động, biểu tượng trên máy tính và các thiết bị máy tính, tất cả các dấu chỉ dẫn nhỏ bên trong xe ô-tô, máy ảnh và các thiết bị gia dụng Người hiện đại được bao quanh bởi các kết quả của in Pad (Tampon), nhưng hầu hết mọi người đều không nghe nói về nó In Tampon được sử dụng nhiều hơn cho các ứng dụng công nghiệp hàng năm In Pad (Tampon) bắt đầu chinh phục thị trường sản phẩm in vào đầu những năm 1970, đặc biệt là ở khu vực in mà các phương pháp khác cho thấy giới hạn của chúng hoặc không thể được sử dụng hoàn toàn, đó là in trên các bề mặt không phẳng In Pad (Tampon) có thể được thực hiện trên hầu như bất kỳ vật liệu nào

In Tampon (Tampography) (còn gọi là Pad printing) là phương pháp in mà có thể chuyển một hình ảnh hai chiều (2D) sang một đối tượng ba chiều (3D) In Tampon là quá trình in hình ảnh gián tiếp Hình ảnh được khắc sâu vào một tấm phẳng được gọi là bản in hoặc khuôn in (cliché), sau đó chúng được làm đầy với mực Một miếng đệm (pad) bằng silicone mịn gọi là đầu in (Pad) được sử dụng để lấy mực từ khuôn in, sau

Trang 12

đó, chuyển lên vật liệu in Vật liệu Silicone được sử dụng bởi vì nó thấm mực và nhả mực tốt

Đặc điểm chính và độc đáo của in Tampo là gần như in với mọi hình dạng của vật liệu in như lõm, lồi, phần cong, in trên các cấu trúc bề mặt khác nhau, như gồ ghề hoặc có cấu trúc không đồng đều, in vào hốc sâu Việc sử dụng silicone làm phương tiện truyền mực có nhiều ưu điểm, nó là một chất rất linh hoạt và có thể được đúc thành nhiều hình dạng cho bất kỳ ứng dụng Tính linh hoạt này cho phép các đầu in (pad) có thể in trên các bề mặt không đồng đều Đầu in (Pad) lựa chọn phụ thuộc vào hình dạng của sản phẩm, kích thước hình ảnh và vị trí của nó Việc sử dụng bù chiều cao, như thể hiện trong hình 2, sẽ cho phép chỉ một lần in đồng thời của một hình ảnh ở những độ cao khác nhau

Ưu điểm chính của in Tampo là khả năng in trên nhiều loại bề mặt có hình dạng không đều, trong khi phương pháp in khác thường bị giới hạn (bề mặt phẳng hoặc tròn) Gần như tất cả các vật liệu được biết có thể được in bằng in Tampo như; nhựa, thủy tinh, kim loại, chất phủ, gốm sứ, linh kiện ô tô, dược phẩm, thực phẩm, mỹ phẩm, gỗ và nhiều hơn nữa

3 Mục tiêu của đề tài/ nhiệm vụ

Nghiên cứu, thiết kế các bộ phận cơ khí và mô phỏng hoạt động máy in Pad (Tampon)

4 Phương pháp nghiên cứu

Đề tài kết hợp nghiên cứu giữa phương pháp lý thuyết:

Phương pháp kế thừa tài liệu: Đọc các tài liệu liên quan đến vấn đề nghiên cứu,

dựa trên các nội dung được giảng dạy làm cơ sở của việc đề xuất thiết kế máy in PAD (Tampon)

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Làm cơ sở trong việc mô hình, tính toán

thiết kế các bộ phận của máy

Phương pháp chuyên gia: Tham vấn ý kiến của các chuyên gia, các thầy cô có

chuyên môn

Phương pháp mô phỏng trên phần mềm: Thiết kế mô hình 3D và xuất các file

chi tiết máy đã được thiết kế, mô phỏng thử hoạt động của máy

Trang 13

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình phát triển hiện nay liên quan đến nhiệm vụ

1.1.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước liên quan tới nhiệm vụ

Nguồn gốc của in Tampon có thể được truy trở lại hơn 200 năm trước, khi loại in gián tiếp đầu tiên, bằng cách sử dụng vật liệu gelatin mềm để in hình ảnh Việc in gián tiếp đầu tiên bản in được chế tạo bằng đồng và khắc bằng tay Hiện nay, hình ảnh khắc bằng phương pháp hóa học lên thép và photopolymer hoặc khắc laser Việc sử dụng một máy in Tampon cơ khí được thực hiện muộn hơn nhiều ở Thụy Sĩ để in hình số trên mặt số đồng hồ Tiếp sau một công ty của Đức được biết là đã phát triển một máy in Tampon và các ứng dụng đầu tiên là in thêm nhiều màu của đôi mắt của những con búp bê Với sự phát triển của miếng silicone dùng chuyền mực, quá trình in Tampon đã trở thành một phương pháp in hình ảnh trên các sản phẩm công nghiệp

Quá trình in Tampon hình thành trong quá trình Decalcier (đề can) mà chủ yếu được sử dụng trong ngành công nghiệp làm đồng hồ Thụy Sĩ Trong quá trình này, một đầu in (pad) bằng gelatin được sử dụng để in hình ảnh vào mặt đồng hồ Trong những năm cuối 1960, việc thực hiện một số cải tiến công nghệ chẳng hạn như việc đưa ra các đầu in silicone và máy móc thiết bị hiệu quả hơn và sự phát triển của các ứng dụng mới được áp dụng đã cung cấp cơ hội hoàn hảo cho sự phát triển của quá trình in Tampon

Trong khi các hình thức in đơn giản đã tồn tại trong nhiều thế kỷ, nó đã không được phát triển lắm cho đến thế kỷ XX, công nghệ này trở nên thích hợp cho sử dụng rộng rãi Khả năng in trên các bề mặt trước đây chưa ứng dụng nhiều, nay với trí tưởng tượng của các kỹ sư và nhà thiết kế, kết quả in Tampo phát triển mạnh vào thị trường sản xuất hàng loạt Ngày nay, in Tampon là một công nghệ được sử dụng rộng trong các ngành công nghiệp và các ứng dụng

Tuy ngày nay, in Tampon không được biết đến như là một quá trình in chính, nhưng chúng ta thấy và bắt gặp sản phẩm in đó mỗi ngày Ví dụ:

- Các thành phần vi điện tử, dây cáp, đầu nối, chip vi mạch, rơ le, vv;

- Các nút công nghiệp và Keys trên máy tính, điện thoại và bàn phím máy tính; - Máy móc gia dụng, điện gia dụng như sắt, VCR, TV, ly cà phê, điện thoại, vv; - Sản phẩm gia dụng công nghiệp lớn như trên máy rửa bát, máy giặt và máy sấy; - Đồ chơi như bức tượng nhỏ, búp bê, xe hơi, chai bé, núm vú, vv

- Quảng cáo đặc biệt như bút, bật lửa, dây chuyền, đồng hồ, mặt đồng hồ;

Trang 14

- Hàng thể thao như bóng golf, bóng chày, vợt tennis, bóng đá

In Tampon có của nó nguồn gốc trong việc làm đồng hồ Thụy Sĩ, nó đã mở rộng đến nhiều ngành công nghiệp khác, bao gồm: Công nghiệp điện tử, bán dẫn; Công nghiệp linh kiện ô tô; Ngành công nghiệp hàng thể thao; Công nghiệp linh kiện y tế; Công nghiệp linh kiện nhựa; Ngành công nghiệp đĩa compact

Tóm lại: qua sự hình thành và phát triển của máy in Pad (Tampon) ta thấy công nghệ in này tuy không được biết đến như là một quy trình in chính nhưng việc nghiên cứu chế tạo máy in Pad ứng dụng cho ngành công nghiệp in ấn vẫn đem lại lợi ích quan trọng

1.1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước liên quan tới nhiệm vụ

Công nghệ in Pad (Tampon) đã có mặt ở Việt Nam từ khá lâu, tuy nhiên giá thành máy còn cao nên in Pad còn chưa được ứng dụng nhiều Hầu như tất cả các máy in Pad tại Việt Nam đều là máy được nhập khẩu tại nước ngoài Hiện nay công nghệ in này đã được ứng dụng phổ biến hơn trong rất nhiều lĩnh vực từ kiến trúc, thời trang, mĩ thuật, đến các ngành công nghiệp sản xuất… Việc sở hữu một chiếc máy in Pad sẽ đảm bảo những ý tưởng của bạn được hiện thực hóa nhanh chóng và hoàn hảo nhất

Một ứng dụng cụ thể, của công nghệ in Pad: Các thành phần vi điện tử, dây cáp, đầu nối, chip vi mạch, rơ le, vv; Các nút công nghiệp và Keys trên máy tính, điện thoại và bàn phím máy tính; Máy móc gia dụng, điện gia dụng như sắt, VCR, TV, ly cà phê, điện thoại, vv; Sản phẩm gia dụng công nghiệp lớn như trên máy rửa bát, máy giặt và máy sấy; Đồ chơi như bức tượng nhỏ, búp bê, xe hơi, chai bé, núm vú, vv; Quảng cáo đặc biệt như bút, bật lửa, dây chuyền, đồng hồ, mặt đồng hồ; Hàng thể thao như bóng golf, bóng chày, vợt tennis, bóng đá

Ngày trước, để mua máy in Pad, khách hàng phải lên các trang mạng nước ngoài để tìm hiểu, đặt hàng và chờ khoảng thời gian 15-30 ngày cho việc vận chuyển máy về nước Tuy nhiên, hiện tại, khách hàng có thể dễ tìm mua máy in Pad ngay tại thị trường trong nước, với nhiều sự lựa chọn về mẫu mã, giá cả Nhưng hầu hết các máy in Pad tại Việt Nam vẫn là hàng nước ngoài được nhập khẩu về việt nam nên giá thành sản phẩm còn cao, việc bảo hành và các chính sách hậu mãi chưa được nhanh

Những lý do đáng xem xét để chúng ta nên đầu tư vào máy in Pad:

- Người sử dụng có thể hoàn toàn chủ động trong việc thiết kế và tạo mẫu - Tiết kiệm chi phí đầu tư cho quá trình phát triển sản phẩm mới

- Giảm nhiều rủi ro, rút ngắn thời gian trong quá trình in ấn

Trang 15

Tất cả những tiện ích của công nghệ in Pad cho ta thấy đây là công nghệ không thể thiếu trong ngành in ấn hiện tại và tương lai

Tóm lại: việc nghiên cứu và phát triển máy in Pad tại Việt Nam vẫn chưa được tiến hành nghiên cứu nhiều và gần như chưa có máy mang thương hiệu Việt Các dòng máy in Pad tại Việt Nam hầu hết là máy nhập khẩu toàn bộ hoặc mua kết cấu sẵn có rồi về ráp lại máy từ các bộ phận và linh kiện nước ngoài với tỉ lệ nội địa hóa thấp dẫn đến

giá máy cao Do vậy, đề tài nghiên cứu “NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MÁY IN PAD (TAMPON)” có tính cấp thiết cao, thiết lập xây dựng bản vẽ có thể gia công thực tế 1.2 Mục tiêu của đề tài/ nhiệm vụ

1.2.1 Nội dung nghiên cứu

- Tổng quan về công nghệ in Pad (Tampon)

- Thiết kế mô hình các cụm chi tiết và chi tiết của máy in Pad - Tính toán thiết kế hệ thống điều kiển khí nén cảu máy in Pad

- Xuất bản vẽ chi tiết có thể gia công và thống kê số lượng các chi tiết máy trên máy

1.2.2 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Máy in Pad và hệ thống khí nén của máy in Pad (Tampon)

KẾT LUẬN CHƯƠNG

Tóm lại chương này đã nói được tổng quan vấn đề nghiên cứu về máy in Pad Gồm tình hình phát triển của máy in Pad trên thị trường hiện nay và mục tiêu mà đề tài hướng đến

Trang 16

CHƯƠNG 2

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.1 khái quát chung về máy in PAD (Tampo)

2.1.1 Công nghệ in ấn hiện nay

Hiện nay, để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàng, các công nghệ in cũng phát triển và đa dạng Tuy nhiên, hiện đại và được ưa chuộng nhất vẫn là các công nghệ được tổng hợp dưới đây

a Công nghệ in offset

Đây được xem là công nghệ in ấn hiện đại nhất và phổ biến nhất hiện nay Trong kỹ thuật in offset, phần tử in được hiển thị trên ống bản kẽm, trong đó các phần tử in sẽ làm nhiệm vụ bắt mực và phần tử không in sẽ bắt nước Sau đó, ống bản kẽm này ép hình ảnh, chữ đã dính mực in được ép lên các tấm offset trước rồi ép từ tấm cao su này lên giấy in

Hình 2.1: In offset, một trong những công nghệ in ấn hiện đại hàng đầu

Đây là một trong những công nghệ in ấn hiện đại hàng đầu được nhiều khách hàng ưa chuộng nhất thị trường

Trang 17

Ưu điểm:

– Chất lượng hình ảnh sắc nét và sạch sẽ

– Ứng dụng được trên nhiều chất liệu in và bề mặt

– Chế tạo bản in dễ dàng và nhanh chóng với sự hỗ trợ của máy tính

– Sản phẩm in ấn có tuổi thọ lâu hơn vì không tiếp xúc trực tiếp với bề mặt cần in – Chi phí số lượng lớn rẻ

– Công suất cao đáp ứng số lượng in lớn

b Công nghệ in Flexo

Flexo được biết đến là công nghệ in ấn hiện đại có bản in nổi được làm bằng cao su hoặc nhựa polyme Đặc điểm của công nghệ in này là có bề mặt nổi cao hơn so với các phần tử không in trên bản in

Hình 2.2: Công nghệ in ấn flexo được ứng dụng nhiều để phục vụ trong các ngành kinh doanh hiện đại

Ưu điểm:

Công nghệ in flexo thường được ứng dụng đa dạng trên nhiều vật liệu và bề mặt khác nhau như: nhựa, giấy bạc, film, thùng carton bao bì, tem nhãn, in cốc và đặc biệt là các sản phẩm in dạng cuộn…

Công nghệ in ấn flexo được ứng dụng nhiều để phục vụ trong các ngành kinh doanh hiện đại

Trang 18

Công nghệ in ấn flexo được ứng dụng nhiều để phục vụ trong các ngành kinh doanh hiện đại

c Công nghệ in kỹ thuật số

In kỹ thuật số là công nghệ in ấn hiện đại đã áp dụng công nghệ kỹ thuật số máy tính vào in ấn Hình ảnh từ file thiết kế sẽ được máy tính phân tích, tự động pha mực và đầu phun của máy in phun mực ngay lập tức trực tiếp tư lên bề mặt vật liệu cần in

Hình 2.3: In kỹ thuật số ứng dụng nhiều trong các văn phòng, banner, quảng cáo

Ưu điểm:

– In ấn nhanh chóng ngay tại nhà hoặc văn phòng

– Phù hợp với các loại ấn phẩm như: card visit, in phong bì, tiêu đề thư số lượng ít

– Phù hợp để in dữ liệu biến đổi, in ảnh, …

– In banner quảng cáo, băng rôn khẩu hiệu, biểu ngữ ngoài trời, … – In được trên nhiều bề mặt và nhiều độ dày của chất liệu

– Chi phí in rẻ hơn những công nghệ khác khi in số lượng ít

In kỹ thuật số ứng dụng nhiều trong các văn phòng, banner, quảng cáo

Trang 19

d Công nghệ in ống đồng

Công nghệ in ống đồng hay còn gọi là kỹ thuật in lõm Cấu tạo gồm một trục đồng, các phần tử in lõm xuống, các phần tử không in nổi lên Một bộ phận cấp mực trên bề mặt trục đồng, các hạt mực sẽ được chứa trong các lỗ lõm Trục đồng này ép trực tiếp lên bề mặt cần in để tạo ra hình ảnh

Ưu điểm:

– In khối lượng lớn mà không giảm chất lượng in – Cho chất lượng hình ảnh sắc nét

– Giá thành thấp cho mỗi đơn vị sản phẩm

e Công nghệ in lụa (in lưới)

Một trong những kỹ thuật in ấn hiện đại có thể kể đến nữa là công nghệ in lụa (hay còn gọi là in lưới)

Hình 2.4: In lụa hay còn gọi là in lưới thường được sử dụng trong lĩnh vực nghệ thuật, các

dụng cụ hằng ngày

Ưu điểm:

– Chỉ cần sử dụng đúng mực in phù hợp là có thể in được trên mọi vật liệu

– Có thể in được cả trên những sản phẩm đã hoàn thiện như: lịch phôi sẵn, cốc, bóng bay, …

In lụa hay còn gọi là in lưới thường được sử dụng trong lĩnh vực nghệ thuật, các dụng cụ hằng ngày

Trang 20

f Công nghệ in Pad (Tampon)

Xung quanh chúng ta có rất nhiều sản phẩm được làm ra bởi in Tampon, đặc biệt những sản phẩm chúng ta sử dụng hàng ngày mà ta không để ý đến, chẳng hạn như bật lửa, bút với logo, điện thoại di động, biểu tượng trên máy tính và các thiết bị máy tính, tất cả các dấu chỉ dẫn nhỏ bên trong xe ô-tô, máy ảnh và các thiết bị gia dụng Người hiện đại được bao quanh bởi các kết quả của in Tampon, nhưng hầu hết mọi người đều không nghe nói về nó In Tampon được sử dụng nhiều hơn cho các ứng dụng công nghiệp hàng năm In Tampon bắt đầu chinh phục thị trường sản phẩm in vào đầu những năm 1970, đặc biệt là ở khu vực in mà các phương pháp khác cho thấy giới hạn của chúng hoặc không thể được sử dụng hoàn toàn, đó là in trên các bề mặt không phẳng In Tampon có thể được thực hiện trên hầu như bất kỳ vật liệu nào

Hình 2.5: In Tampon in gần như được trên mọi hình dạng của vật in

g In Tampon (Tampography) (còn gọi là Pad printing) là phương pháp in mà

có thể chuyển một hình ảnh hai chiều (2D) sang một đối tượng ba chiều (3D) In Tampon là quá trình in hình ảnh gián tiếp Hình ảnh được khắc sâu vào một tấm phẳng được gọi là bản in hoặc khuôn in (cliché), sau đó chúng được làm đầy với mực Một miếng đệm (pad) bằng silicone mịn gọi là đầu in (Pad) được sử dụng để lấy mực từ khuôn in, sau đó, chuyển lên vật liệu in Vật liệu Silicone được sử dụng bởi vì nó thấm mực và nhả mực tốt

Đặc điểm chính và độc đáo của in Tampon là gần như in với mọi hình dạng của vật liệu in như lõm, lồi, phần cong, in trên các cấu trúc bề mặt khác nhau, như gồ ghề hoặc có cấu trúc không đồng đều, in vào hốc sâu Việc sử dụng silicone làm phương

Trang 21

tiện truyền mực có nhiều ưu điểm, nó là một chất rất linh hoạt và có thể được đúc thành nhiều hình dạng cho bất kỳ ứng dụng Tính linh hoạt này cho phép các đầu in (pad) có thể in trên các bề mặt không đồng đều Đầu in (Pad) lựa chọn phụ thuộc vào hình dạng của sản phẩm, kích thước hình ảnh và vị trí của nó Việc sử dụng bù chiều cao, như thể hiện trong hình 2, sẽ cho phép chỉ một lần in đồng thời của một hình ảnh ở những độ cao khác nhau

Ưu điểm chính của in Tampon là khả năng in trên nhiều loại bề mặt có hình dạng không đều, trong khi phương pháp in khác thường bị giới hạn (bề mặt phẳng hoặc tròn) Gần như tất cả các vật liệu được biết có thể được in bằng in Tampon như; nhựa, thủy tinh, kim loại, chất phủ, gốm sứ, linh kiện ô tô, dược phẩm, thực phẩm, mỹ phẩm, gỗ và nhiều hơn nữa

* Ưu điểm so với các phương pháp in khác:

Các loại vật liệu in (chất nền): Hầu như bất kỳ vật liệu có thể được in với loại mực phù hợp;

Có khả năng in chất lượng cao: Độ phân giải là tốt hơn nhiều so với in lưới; Độ bền cao của mực in: Tùy thuộc vào loại mực được sử dụng, độ bền (sự kháng cự) rất cao chống mài mòn cơ học hoặc hóa chất có thể đạt được;

Dễ dàng xử lý và bảo trì ít: Dễ dàng tìm hiểu, vận hành và chi phí bảo dưỡng thấp; In nhiều màu ướt chồng ướt: Khả năng in nhiều lần mà không cần làm khô giữa các lần in;

Thời gian chuẩn bị in ngắn: Khuôn in và mực có thể được thay đổi trong vòng vài phút;

Chi phí thiết lập/ ban đầu thấp: Khuôn in có thể được sản xuất tại nhà in; Yêu cầu không gian tương đối nhỏ: Máy, thiết bị in Tampon là rất nhỏ

Chi phí làm khô thấp: Trong trường hợp làm khô đơn giản bởi không khí ở nhiệt độ phòng là đủ;

Tích hợp vào các hệ thống phức tạp, sản xuất nội tuyến và dây chuyền lắp ráp: Trong nhiều năm nay đã có một sự kết hợp thành công của hệ thống in Tampon với thiết bị in phun, trong dây chuyền lắp ráp

Trang 22

* Hạn chế của in Tampon

Kích thước của hình ảnh: Kích thước hình ảnh bị giới hạn bởi khuôn in, đầu in (pad) và hiệu quả của máy in Tampon Đường kính của hình ảnh in hiệu quả lớn nhất hiện nay là khoảng 30 cm

Độ dày lớp màng mực: Quá trình in Tampon sử dụng khuôn in với độ sâu khoảng 20-25μm (sâu nhất 35μm) Loại mực thông thường sẽ cho kết quả trong các màng mực in khoảng 7μm Độ dày lớp này có thể được tăng lên tương ứng bằng cách in nhiều lớp Hạt thô (ví dụ như pigment màu lấp lánh) rất khó để in một cách hiệu quả

Tốc độ in thấp: Tốc độ in thấp, ngay cả các vật liệu /chất nền có thể được in nhanh hơn rất nhiều với các quá trình in ấn khác

2.1.2 Quá trình (công nghệ) in Pad (Tampon)

Để in Tampon chúng ta cần những yếu tố sau:

• Máy in Tampon

• Bản in (cliché) hay khuôn in với hình ảnh khắc sâu trên bề mặt • Mực in Tampon

• Đầu in (pad) chuyển mực

• Bàn cố định (fixture) (để giữ các đối tượng tại vị trí in) • Đối tượng để in lên (vật liệu in)

Nguyên lý in Tampon

In Tampon (pad) là một quá trình in gián tiếp, nó in bất kỳ loại và hình dạng của vật liệu nhận hình ảnh Nguyên tắc là như sau:

Hình 2.6: Nguyên lý chung của in Tampon

Trang 23

Quá trình in Tampon

In Tampon là quá trình in gián tiếp như in offset, hình ảnh được chuyển qua một đầu in (pad) silicone lên bề mặt cần in Hiện nay có hai phương pháp gạt mực chính được sử dụng: hệ thống cũ là cốc chứa mực mở và mới hơn được dùng rộng rãi hệ thống cốc chứa mực kín bằng gốm

Để làm điều này, một tấm bản chứa hình ảnh cần in được khắc bằng phương pháp hóa học trên bề mặt tấm thép hoặc trên tấm polymer Thông thường độ sâu ăn mòn là khoảng 20-28 micron

Sử dụng một thanh gạt tràn "flood bar", hình ảnh khắc ngập với mực in và sau đó một lưỡi dao gạt (doctor blade) loại bỏ mực từ bản in phẳng, chỉ để lại một lượng mực trong khu vực khắc (phần sâu) Đầu in đi xuống, tiếp xúc với mực in trên bản để nhận mực tại các phần tử in Sau đó, các đầu (pad) in silicone nâng lên, di chuyển đến vật liệu in và ép vào vật cần in để chuyền mực lên bề mặt được in Cuối cùng đầu in chở lại vị trí ban đầu, sẵn sàng chu trình in khác

Hình 2.7: Một số sản phẩm cảu quá trình in Pad

Trang 24

Quá trình in sử dụng cốc chứa mực đóng được thực hiện như sau:

1 Vị trí ban đầu: Các cốc chứa mực đóng nằm phía trên của bản in (khuôn in) tại chỗ có hình ảnh (phần tử in)

2 Tấm bản in di chuyển về phía trước, để lộ hình ảnh khắc, đã chứa đầy lớp mực ướt Dung môi trong mực bay hơi bắt đầu hình thành một lớp dính trên bề mặt (tiếp xúc) phía trên ngay sau khi nó tiếp xúc với không khí

3 Các đầu in (pad) đi xuống và ép lên hình ảnh khắc trên khuôn in Khi pad đi xuống, nó nén vào khuôn in và tiếp xúc với mực bên trong ô khắc Khi đầu in (pad) được nén, nó đẩy không khí ra ngoài, gây ra hiện tượng mực in thoát ra từ khu vực khắc

4 Khi đầu in pad đi lên, hầu hết màng mực dính bên trong vùng khắc được mang lên và một lượng nhỏ mực vẫn còn bên trong vùng khắc

5 Các dung môi mực bây giờ bắt đầu bốc hơi từ phía dưới cùng của mực trên hình ảnh, tạo ra một lớp dính mới Bên ngoài lớp màng mực hiện đang ở mức độ tối ưu của độ bám dính

6 Các đầu in (pad) đưa xuống ép lên bề mặt vật cần in và mực từ đầu in được chuyển giao từng phần Khi đầu in đang được nén, bề mặt của đầu in lăn ra ngoài Bằng cách chuyển động này, màng mực được chuyền sang vật liệu in

7 Các đầu in đi lên một lần nữa, trở lại vị trí ban đầu và sẵn sàng cho chu trình in tiếp theo

Trang 25

Quá trình in sử dụng cốc chứa mực mở được thực hiện như sau:

1 Vị trí ban đầu: Cốc chứa mực mở và ở vị trí sẵn sàng Trên bề mặt khuôn gồm các hình ảnh khắc sâu xuống

2 Các thanh (thìa) gạt đi về phía trước lấp đầy mực lên khuôn in

3 Mực trên khuôn in được lưỡi dao gạt đưa về cốc chứa mực, và chỉ còn lại tại các phần tử in được khắc sâu xuống Sự bay hơi của các dung môi trong mực diễn ra trên bề mặt tiếp xúc, và mực trở nên dính

4 Các đầu in (pad) đi xuống và ép vào hình ảnh khắc trên khuôn và tiếp xúc với mực tại các phần tử in Khi đầu in được nén, nó đẩy không khí bên ngoài, làm cho mực in được tách ra và bám vào đầu in

5 Khi đầu in đi lên, hầu hết các màng mực dính bên trong phần tử in khắc sâu được mang theo và một số lượng nhỏ của mực vẫn còn bên trong ô khắc

6 Đầu in di chuyển về phía trước, khi đó khuôn in được chuyền mực lại Các dung môi mực bây giờ bắt đầu bốc hơi từ phía dưới cùng của lớp mực hình ảnh, tạo ra một lớp dính mới Bên ngoài mực lớp màng hiện đang ở mức độ tối ưu của độ bám dính

Trang 26

7 Các đầu in được nhấn xuống và mực được tách ra từ đầu in và chuyển giao cho các phần của vật liệu Khi đầu in đang được nén, bề mặt của đầu in đang đẩy (cán/lăn) ra ngoài Bằng cách chuyển động này, màng mực sẽ bây giờ chuyền từ đầu in sang vật in

8 Các đầu in đi lên một lần nữa, trở lại vị trí ban đầu của nó, để chuẩn bị cho chu kỳ in tiếp theo

2.2 Phương án thiết kế mô hình máy in PAD (Tampon)

2.2.1 Các phương pháp thiết kế kết cấu máy

Hình 2.8: Máy in Pad cơ kéo bằng tay

Phương án 2:

Trang 27

Kết cấu máy in Pad tự động sử dụng băng tải Máy sử dụng băng tải để có thể di chuyển vật in trong khi in

Hình 2.9: Máy in Pad dược sửa dụng tại các nhà máy lớn Ưu điểm của kết cấu này là:

- Vật in được tự động đưa vào quá trình in qua bộ phận băng tải; - Quá trình in được tự động hoàn toàn;

- Độ chính xác và thời gian in nhanh, tối ưu hóa được quá trình ra sản phẩm

Nhược điểm của kết cấu này là:

- Khổ máy lớn, gây khó khăn cho quá trình di chuyển; - Khó căn chỉnh bàn máy;

- Kết cấu khá phức tạp nên giá thành máy sẽ khá cao

Trang 28

Kết cấu máy in băng chuyền Hệ thống in Tampon nhiều màu sắc này sử dụng một sự kết hợp của hai bàn quay và một đầu in quay theo băng chuyền Các vật liệu được gắn trên một bàn trong khi khuôn in được gắn trên cái khác Phía trên khuôn được gắn cốc mực kín, khuôn in đi qua các khu vực hình ảnh Sau khi lấy mực lên từ các hình ảnh, các đầu in và các bàn khuôn xoay để các đầu in được định vị trên vật liệu in Các đầu in sau đó chuyển hình ảnh tới vật liệu in

Loại máy mới này là một hệ thống in Tampon nhiều màu được thiết kế xung quanh bàn xoay Nó sử dụng một sự kết hợp của hai quay bàn xoay băng chuyền Các chất nền được gắn trên một bàn, trong khi khuôn in có thể được điều chỉnh theo X, Y, và trục quay, cho phép định vị chính xác của hình ảnh

Hình 2.10: máy in Pad bán tự động có băng tải quay vòng

Ưu và nhược điểm tương tự kết cấu phương án 2 nhưng kết cấu của máy nhỏ hơn đáng kể

Trang 29

Phương án 4:

Kết cấu máy in Pad bán tự động 1 màu, sử dụng cốc chứa mực đóng Loại này có khuôn in chuyển động qua lại, như loại máng mực kín Những máy in được thiết kế để chứa mực trong một chén/cốc được úp ngược xuống và ép chặt vào khuôn in, mực được giữ kín Các cốc giữ mực và cũng hoạt động như lưỡi dao gạt mực

Hình 2.11: Mô hình máy in Pad có cốc mực đóng Ưu điểm của kết cấu này là:

- Ưu điểm của hệ thống này là sự bay hơi dung môi được giảm đến mức tối thiểu - Kết cấu không quá phức tạp, dễ thi công;

- Chi phí rẻ, độ cứng vững tương đối cao; - Độ chính xác của mẫu in tốt;

Nhược điểm của kết cấu này là:

Trang 30

Phương án 5:

Kết cấu máy in điều khiển bằnng máy tính số CNC

Hình 2.12: Máy in nhiều đầu in điều khiển CNC

Trong in với điều khiển số bằng máy tính (CNC), các chất nền (vật liệu in) là cố định và các đầu in được lập trình để in một hình ảnh tại một thời điểm vào các mục Một hệ thống CNC kiểm soát và hoạt động có thể được xây dựng thành máy tiêu chuẩn hoặc cụm mô-đun cho phù hợp với hầu như bất kỳ ứng dụng Với tất cả các dạng máy in khác nhau đến thời điểm này, các trạm in là cố định và các bộ phận được cung cấp từ một trạm tiếp theo để đạt được một bản in nhiều màu Tuy nhiên, không phải như vậy với máy in sử dụng điều khiển số máy tính (CNC) Ở đây, các vật liệu là đứng im và các đầu in được lập trình để in một hình ảnh tại một thời điểm vào các phần, như thể hiện trong hình

Hệ thống CNC kiểm soát và hoạt động có thể được xây dựng thành máy tiêu chuẩn hoặc cụm mô-đun có thể được sản xuất cho phù hợp với hầu như bất kỳ ứng dụng Mức độ phức tạp được điều chỉnh chỉ bởi trí tưởng tượng của các nhà thiết kế và số lượng các mô-đun nó muốn sử dụng Tất cả các yếu tố của thao tác thành phần có thể được kết hợp với nhiều cốc mực đóng, làm sạch đầu in, thay đổi độ dài đầu in, thay thế hình dạng đầu in, vv Hệ thống này thường được sử dụng khi các mặt hàng phải được in phù hợp với các quy trình lắp ráp khác, hoặc cho phức tạp nhiều bản in trên bề mặt khác nhau

Trang 31

Kết luận lựa chọn phương án nghiên cứu chế tạo

Dựa vào những ưu điểm cũng như khuyết điểm của từng kết cấu như trên em quyết định sử dụng phương án 4: kết cấu máy in Pad bán tự động 1 màu, sử dụng cốc chứa mực đóng

2.2.2 Nguyên lý vận hành của máy in Tampon

Máy in Tampon được phát triển bởi một số ứng dụng khác nhau Hầu hết các máy được vận hành bởi hệ thống khí nén điều khiển điện tử, cho nên được gọi là thiết bị điện khí nén Một số máy được điều khiển bằng khí nén cơ thay vì điện tử Ngoài ra còn có loại máy điện thủy lực thường chỉ được sử dụng cho các ứng dụng định dạng lớn, nơi nén bổ sung là cần thiết Máy vận hành bằng tay là hữu ích cho định dạng nhỏ và các ứng dụng chạy ngắn Hình ảnh thường được giới hạn đến dưới 40 cm2, và khả năng in nhiều màu bị hạn chế Nhiều nhà sản xuất máy in nhãn cung cấp thương mại thường xuyên, cải tiến, nâng cấp lên thiết bị bán tự động, tự động đáp ứng yêu cầu cao của khách hàng

2.2.3 Trình tự thực hiện

- Thiết kế vỏ máy - Thiết kế cụm đầu in

- Thiết kế bản in tampon (khuôn in tampon) - Thiết kế hệ thống điều khiển khí nén cho máy in

KẾT LUẬN CHƯƠNG

Chương 2 đã tổng hợp về ưu nhược điểm của các công nghệ in ấn hiện nay từ đó đánh giá được công nghệ nào có tính khả thi và tính ứng dụng cao nhất đó là công nghệ in Pad Sau khi chọn được công nghệ thì đã trình bày được nguyên lý in Pad được thực hiện thế nào, nguyên lý vận hành của máy in Pad và đưa ra được phương án thiết kế của

Trang 32

CHƯƠNG 3

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 3.1 Tính toán, thiết kế cơ khí

3.1.1 Thiết kế vỏ máy

Chức năng của vỏ máy là nâng đỡ hệ thống gồm các cụm chuyển động theo phương trục x, y và các chi tiết khác; đảm bảo độ cứng vững cần thiết cho máy hoạt động ổn định

Vỏ máy không phải chịu tải trọng quá cao, không phải chịu va đập trực tiếp từ các chi tiết khác nên ta có thể dùng phương pháp đúc để chế tạo vỏ máy Vỏ máy được thiết kế tách nhỏ các bộ phận dễ ràng cho việc tạo hình, tháo lắp, sửa chữa trong quá trình lắp ráp

Vật liệu đúc được sử dụng là gang xám Gang xám (gray cast iron) là hợp kim Fe – C trong đó cacbon tồn tại dưới dạng grafit tấm, có thành phần các nguyên tố hợp kim nằm trong giới hạn 2,8 – 3,5% C; 1,5 – 3% Si; 0,5 – 1% Mn; 0,1 – 0,2% P; S ≤ 0,08% với các vật đúc nhỏ và 0,1 – 0,12% đối với vật đúc lớn Loại gang này vì có graphit nên mặt gãy có màu xám, đó cũng là lý do nó có tên gọi là gang xám, nền của gang xám có thể là pherit, peclit-pherit, peclit Gáng xám được sử dụng rất phổ biến trong ngành cơ khí, kỹ thuật Do có tính chất của graphit nên gang xám có độ bền kém, độ dẻo và độ dai thấp nên khả năng chịu tải và chịu uốn kém, tuy nhiên nó lại có độ bền nén cao, khả năng chống mài mòn tốt Gang xám dễ nấu luyện, có nhiệt độ nóng chảy thấp (1350°C) và không đòi hỏi khắt khe về kỹ thuật nấu luyện Gang xám được ứng dụng để chế tạo các chi tiết chịu tải trọng nhỏ và ít va đập như thân máy, bệ máy, ống nước, … Đồng thời cũng được dùng để chế tạo các ổ trượt và bánh răng vì gang xám chịu ma sát tốt

Hình 3.1: thông số kỹ thuật của gang xám

Trang 33

Với mục tiêu đặt ra là thiết kế máy in Pad một màu, thì có thể thiết kế vỏ máy có kích thước như sau: 700×510×1245 mm

Hình 3.2: kích thước vỏ máy

3.1.2 Cụm cơ cấu chính của máy

Cơ cấu máy chuyển động nhờ hai xi lanh khí nén được kết nối với trục dẫn hướng Xi lanh A giúp cho máy chuyển động theo phương ngang và xi lanh B sẽ được điều khiển để máy có chuyển động theo phương thẳng đứng

Hình 3.3: Cụm cơ cấu chính của máy in Pad

Trang 34

Hình 3.4: Kích thước của cụm cơ cấu chính máy in Pad Thông số kỹ thuật:

+ kích thước: 560×200×450 mm + khối lượng: 11,45 kg

+ hành trình tối đa của chuyển động thẳng đứng: 200mm + hành trình tối đa của chuyển động ngang: 145mm

Cơ cấu chuyển động của máy sử dụng 4 thanh dẫn hướng mỗi thanh lắp ở hai bên của xi lanh giúp xi lanh Có khả năng dẫn hướng chính xác cao, đem lại cho những chuyện động tính tuyến êm mượt, trơn tru với lực ma sát không đáng kể

Thanh trượt dẫn hướng hoạt động dựa trên nguyên tắc tịnh tiến giữa ray trượt và con trượt, tạo nên hệ thống dẫn hướng theo đường thẳng, vì vậy còn được gọi với cái tên ray trượt tuyến tính

Thanh dẫn hướng tròn (ray trượt tròn) là dòng thanh trượt dẫn hướng tiêu chuẩn với thiết kế dạng ty tròn, mặt ngoài của ty trượt tròn được mạ một lớp crom giúp cho chuyển động trơn trượt nhẹ nhàng, giảm tiếng ồn và bền hơn rất nhiều

Đây là thiết bị quan trọng bậc nhất trong nhiều máy móc tự động hóa hiện nay Nhờ có thanh trượt dẫn hướng, các máy móc hoạt động ổn định với độ chính xác cao ngay ở tốc độ lớn Từ đó, hiệu quả công việc sản xuất trong công nghiệp được nâng lên đáng kể Đồng thời, sự vận động của thang ray cũng cực kì trơn tru, ít ma sát và hạn chế tiếng ồn

Trang 35

Thông số kỹ thuật của thanh dẫn hướng:

- Chất liệu: thép C45, - Độ cứng: HRC58 ± 2 - Độ chính xác: g6,

- Độ cong: Dưới 5μM/100mm - Độ dày mạ chrome: 30μM (Rmax) - Bề mặt gồ ghề: Dưới 1.5μM (Rmax) - Bề mặt cứng dày 0.8μ ~ 3mm

- Đường kính ngoài: 25mm

Kiểm tra bền của thanh ngang dẫn hướng

Để tính toán nội lực và kiểm tra độ bền của thanh ngang, ta sẽ coi liên kết giữa hai đầu của thanh ngang là ngàm và xây dựng mô hình tính toán là dạng dầm công xôn chịu tải trọng tập trung Tải trọng tập trung do trọng lượng của xi lanh B, cụm đầu in, cụm cốc mực và bàn trượt tạo thành

Với kích thước làm việc của máy chọn chiều dài cho thanh dẫn hướng là L=340mm Trọng lượng tổng của xi lanh B, cụm đầu in, cụm cốc mực và bàn trượt được tính bằng phần mềm Solidworks là: 8,16 kg tương ứng với lực P = 80N

Sau khi tính khối được khối lượng và biết được lực mà các chi tiết tác động lên hai thanh đẫn hướng ta gán các ràng buộc và lực lên cơ cấu trên phần mềm Solidworks để kiểm tra độ bền của kết cấu mà ta đã thiết kế Ta thu được thông số như b

Bảng 3.1: Thông số sau khi Stress test bằng Solidworks

cụm cơ cấu chính-Static 1-Stress-Stress1

Trang 36

Từ bảng trên cho ta thấy được:

Đầu in silicon (Pad) là một yếu tố quan trọng để in không bị lỗi Đầu in là sự kết hợp giữa hỗn hợp silicon và dầu silicon Dầu silicon được thêm vào khối silicon tùy thuộc vào mức độ cứng mong muốn Để phân biệt giữa các loại độ cứng khác nhau, các miếng Pad được in màu khác nhau Một miếng đệm silicon phải đáp ứng các thông số kỹ thuật sau:

• Độ bền cơ học cao

• Làm lệch hướng điện tích tĩnh tốt • Sức căng bề mặt ổn định

• Độ bóng bề mặt cao

Trang 37

Dầu silicon đóng một vai trò quan trọng đối với sức căng bề mặt Tuy nhiên, sau khoảng một năm, nó bay hơi khỏi miếng đệm, sức căng bề mặt tăng lên và truyền mực không còn tốt nữa Một miếng Pad chỉ truyền mực ở mức 100% nếu nó được tạo ra một cách tối ưu

Loại và kích thước của hình ảnh hoặc dạng in của đối tượng in thường đòi hỏi một dạng đệm khác với hình tròn Do đó, một loạt các dạng khác nhau đã ra đời

Hình 3.6: một số đầu in phổ biến

Cụm đầu in là một trong những phần rất quan trọng và quyết định đến chất lượng của hình ảnh được in ra Nhiệm vụ của cụm đầu in chính là đem mực từ bản in lên sản phẩm cần in một cách chính xác Cụm đầu in gần như tất cả chi tiết (trừ phần đầu silicon) làm bằng nhôm CNC được gia công với độ chính xác cao giúp hình ảnh được in ra một cách ổn định và chính xác nhất

1 - đầu in 2 - đế đầu in

3 - ốc iso 7046-1 M3×12 4 - chi tiết căn chỉnh đầu in

5 - chi tiết kết nối đầu in với xilanh 6 - khóa cố định đầu in

Hình 3.7: cấu tạo cụm đầu in

Trang 38

Cụm đầu in gồm có 6 bộ phận gồm có một chi tiết căn chỉnh đầu in (4) chi tiết này được kết nối với đầu in (1) qua đế đầu in (2) bằng cơ cấu rãnh mang cá giúp ta có thể điều chỉnh được đầu in di chuyển theo 2 hướng linh hoạt Phần trên cùng là chi tiết kết nối đầu in với xilanh (5)

3.1.2.2 Thiết kế bản in tampon (khuôn in)

Hình 3.8: cụm bản in

Các bản in dùng để in Tampon thường được làm bằng thép hoặc vật liệu photopolymer Khuôn thép có tuổi thọ rất dài, thường là khoảng 500.000 đến 1.000.000 hoặc nhiều hơn lần in Trong khi bản polymer có tuổi thọ ngắn hơn nhiều, thường khoảng 1.000 đến 40.000 lần in tùy thuộc vào các yếu tố sản xuất khác nhau Độ sâu của phần tử in thích hợp cho các bản in sẽ khác nhau Độ sâu ăn mòn phổ biến nhất dao động từ 24-28 micron Lượng mực lý thuyết nằm tại các phần tử in sẽ thay đổi tùy theo loại bản in; độ khắc sâu, hình dạng và độ cứng của đầu in silicone Về lý thuyết độ dầy lớp mực từ 12-16 micron, tùy thuộc vào độ sâu ăn mòn Ngoài ra, nhiệt độ, độ ẩm và các yếu tố khác trong môi trường in có thể ảnh hưởng đến sự biến đổi của mực được chứa Độ dày thực tế của lớp mực được chuyển từ đầu in là khoảng 4 micron Độ dày của mực phụ thuộc vào loại mực được sử dụng, độ nhớt, độ sâu phần tử in của bản, và điều kiện khí quyển như nhiệt độ, không khí và độ ẩm

Trang 39

Hình 3.9: cấu tạo của cụm bản in

Bản in hay khuôn in (cliché) là vật mang các hình ảnh cần in Bản in có nhiều loại khác nhau, chúng thường gồm loại bản bằng thép và bằng nhựa Việc lựa chọn các loại khuôn in phụ thuộc vào nhiều biến số, tuy nhiên, việc xem xét chính là dựa trên số hình ảnh cần in được từ một bản in nhất định Loại bản photopolymer có thể in tối đa là 15.000 lần in, trong khi một bản gốm có thể mang lại vài triệu lần in Chi phí thường là xem xét thứ cấp trong việc lựa chọn một khuôn in Nếu cần in nhiều hình ảnh khác nhau hoặc in khối lượng thấp (dưới 100.000 sản phẩm), có thể dùng bản photopolymer khắc laser có độ bền thấp hơn, chi phí hiệu quả hơn Nếu cần in cùng một hình ảnh mỗi ngày hoặc sản xuất số lượng lớn (từ 100.000 đến vài triệu), có thể sẽ dùng bản gốm hoặc thép để có chi phí hiệu quả nhất

Trang 40

Hình 3.10: kích thước bản in

Bản thép (Steel plates) Đối với lĩnh vực ứng dụng đòi hỏi in chính xác và được in số lượng lớn, các bản thép được sử dụng Bản thép có thể được sản xuất theo một số phương pháp Đầu tiên là phương pháp phơi/ lộ ánh sáng (Exposure) Phương pháp này bao gồm việc một vài bước:

- Phủ keo, bề mặt của tấm thép được phủ một lớp keo nhạy sáng

- Phơi bản (Exposure) Trước khi phơi, một tấm phim dương bản có chứa các hình ảnh cần in được đặt úp mặt xuống trên tấm thép Khi phơi bản (Exposure), ánh sáng sẽ đóng cứng lớp keo nhậy sáng tại các phần tử không in (chỗ trong suốt trên phim dương bản) Các khu vực phần tử in (chỗ đen trên phim) không có ánh sáng chiếu tới không bị đóng rắn

- Hiện hình (rửa nước) Khi phơi đủ thời gian, tấm thép được lấy ra và dùng nước rửa, khi đó lớp keo nhậy sáng không bị ánh sáng tác dụng sẽ tan và tách khỏi bề mặt thép, chỉ còn lại lớp keo đóng rắn ở phần tử không in

- Ăn mòn sâu phần tử in Bản sau khi hiện hình, được đưa vào bồn chứa dung dịch ăn mòn, gồm nitric axit, clorua sắt (III), hoặc hóa chất tương tự khác Độ sâu ăn mòn tấm thép khác nhau tùy thuộc vào mục đích sử dụng của nó Nói chung, độ sâu khoảng 16 micron cho các yêu cầu thông dụng, và 22 micron cho các yêu cầu tiêu chuẩn