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钢桶印字烘干机的开发与实际应用

——日本山本工业有限公司

译/辛巧娟


日本山本工业有限公司的山口 谷友先生

【摘要】首先介绍了山本工业有限公司的情况,山本工业有限公司是一个专业生产钢桶的工厂。当然在日本,所有的钢桶加工厂都有三废处理设施,山本工业有限公司这个工厂2010年在日本召开第七届AOSD会议时曾组织大家参观过。二是介绍了印刷(字)烘干机开发的背景;三是介绍了印字洪干机开发过程;四是介绍间接加热的印字烘干机发展概况。五是使用印字烘干设备产生的效果。

一、日本山本工业株式会社概况

山本工业株式社会,1946年建厂,至今已经70年的发展史。生产10升~220升的钢桶及旧桶翻新。还生产除尘和运输设备、过滤器、压力容器、储气罐等其他机械设备的设计、制造和安装。公司共有员工457人,占地面积80000平方米。年销售产值105亿日元,公司在东京和大阪有两个分厂。


福冈九洲山本工业株式社会

二、印刷烘干机的发展背景

1、联合国UN标记的印刷(PC 编码器)

【钢桶接触式印字机】


接触式印字机

PC 编码器通过将橡皮图章压在钢桶表面上,触发标记辊旋转,从而在钢桶表面上打印,即实现在钢桶表面上进行印标记的工作。

2、UN 标记的含意

下面这种UN标记的钢桶适用于危险货物的包装运输

【举例】桶顶面上的UN 标记

① 包装类型

⑤ 生产年份

② 包装类别

⑥ 制造国代号

③ 危险货物液体比重

⑦ 检验机构代号

④ 液压试验压力

⑧ 制造商代码

上术标志是必不可少的,因为它提供了用于在日本国内外运输危险货物的包装信息。

3、印刷UN标记的油墨

 

  
(以上是制造商产品目录中注明的参数)

至于使用黑色或白色油墨,主要取决于钢桶外表面的颜色和干燥时间。

4、问题与解决方法

① 钢桶生产完成后直接装上卡车,是连续操作的。

② UN标记印刷后,约需10分钟后方可装车


注:钢桶装车前桶上印刷的图文应该是干燥清晰的,否则图文被擦伤,无法辩认。

【印字不清晰,无法获得客户满意】

5、干燥印刷图文的措施

① 作印刷机印完图文后,直接用煤油燃烧机加热钢桶印刷部位。

② 在钢桶装车前,首先通过一个用远红外电加热器制做的简单热干燥炉。


结果:虽然干燥程度有所改进,但并没有完全消除图文不完全干燥的状况。

6、首先是测量存在的问题

① 由于印刷的特殊性,有些地方的油墨要求很厚,很难快速干燥。

② 简单热风干燥炉干燥能力不足。

③ 用此方法,其能耗大,有违公司承诺的节能减排方针(每年下降1%)。

其次是印刷设计布局问题

钢桶印刷是在目视检查过程中建立起来的,所以首先视觉检查过程中的干燥条件是无法检查的。其次是因为钢桶上图文的印刷位置因用户而异,需要一名工作人员在钢桶上打印位置。

工作流程概述

产品加工完成?视觉检测?PC编码器打印?产品储存?航运(或装载)。

问题总结:【要求】

① 提高图文印刷的干燥能力

② 干燥设施需节能环保型

③ 在印刷机印刷前,设置视觉检测过程。

三、印刷烘干机的开发过程

1、概述

① 印刷图文完全干燥

能够满足从生产到装载/运输过程连续作业。

② 节能环保

2、与合作伙伴联合开发

① 通过与kyudenko公司联合开发,引入了IH电磁加热器。

②包括最初的研制设计时期在内,目前印刷烘干试验已经进行了6个月。

3、选择IH电磁加热器的原由

① 能够快速干燥印刷区域

② 加热材料是金属(钢板)。

③ 烘干过程中受热面积不大。

【IH加热器的工作原理】


工作原理:

① 当电流被施加到IH线圈时,产生磁力,涡流流经磁体。

② 涡流产生热电阻,使磁体发热。

③ 只有磁体被加热,IH 线圈和非磁性体不被加热。

4测试


提出了样机测试的机械条件,如逆变器设置和加热时间等,取得了良好的试验效果。试验结果表明,该机不影响钢桶内外表面的烤漆效果。

四、印刷烘干机(IH法)概述

1、机器安装位置

-在后段制造加工完成过程中建立目视检查工艺,以便增加干燥时间。

-检查外观检查时的干燥状态。

工作流程概述

PC编码器打印?工艺过程完成?视觉检测?产品储存?航运(或装载)。

2、安装时间:2012年1月


3、设备定位

旋转钢桶进行定位,在指定的印刷位置处停止。(可在每个用户指定的位置处停止)


4、印刷UN 标记

设置2 个工位,以消除由于印刷图文的色彩和图案不同更换所造成的浪费和损失。


5、IH加热装置

在2秒种内将印刷区域加热到大约130℃左右。


五、效果比对

项目

改进前:简易热风干燥炉

改造后:新研制的干燥器(IH法)

特性

温度只能升到40℃。
由于不能完全干燥而出现许多缺陷

印刷区温度立即升到130℃,加热干燥条件良好。检查时可直接用手触摸印刷图文

安全

使用煤油等燃料和远红外热风加热,设备维护复杂。

不使用燃料,设备容易维护。

节能与工作环境

700kw/天(通常70kwh)
印刷区域周边也同时被加热

30kw/天(3kwh),节能约95%,印刷区域周边也不像以前那么热了。

节约的人力和空间

人工操作需要大的空间

全自动的IH装置,设备只有1米长,节省了空间和人力。

降低成本

支付1名目视检查员工的费用
电费:30万日元/月

没有人工成本
电费:1.32万日元/月,降低了95%。

六、结论

1、引进开发印刷烘干机,不仅是图文印刷干燥状态稳定,同时也提高了图文的印刷质量和顾客的满意度。也为环保节能做出了贡献。

2、从该设备安装到现在,在生产、运输、储存和装车过程中,没有出现过明显的标识缺陷,而且运送到客户那里也没有问题。

3、IH(间接)加热烘干设备我们要钢桶行业有广阔的发展空间和前景,下一步我们要将它推广应用到钢桶桶身的焊缝补涂和封口前预热烘干密封填料涂层等生产过程中。

谢谢您的关注!

 

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