环保智能型200L钢桶材料彩色胶印生产线

文/胡玉兵（江苏华宇印涂设备集团有限公司）

【编者按】江苏华宇印涂设备集团有限公司开发的《环保智能型200L钢桶材料彩色胶印生产线》项目，获得了中国包装联合会2016年度的科学技术奖二等奖。2016年6月7日中包联钢桶委员会在德州举办的技术培训会上，胡玉兵先生在会上介绍了这套设备的开发情况，并在山东平原制桶有限公司展示了这套生产线生产的产品，引起了国内外制桶行业的广泛重视。

目前市场上200L钢桶生产线的工作原理为先制桶后喷涂，内外表面涂装采用无气喷涂工艺，只能是满版实地单色或双色喷涂，最后采用丝网印刷或热转印文字和简单图形，分辨率低，颜色单调，不美观，而且生产效率低。现在，随着市场需求的不断提高，传统的钢桶生产线越来越难以适应市场的需求。

环保智能型200L钢桶材料彩色胶印生产线主要由金属板大幅面电磁铁伺服吸放进料机、金属板胶印机、质量检查台、UV烘烤机、金属板大幅面电磁铁伺服吸放收料机等组成，创新采用先印刷后制桶的先进工艺，其工作原理为：金属薄板通过进料机自动喂料→铁板定位→胶印机印刷→质量抽检→UV固化→输送→金属薄板收料堆积，并通过高效精密印铁技术、印铁工艺控制技术、套印同步技术、UV固化烘干技术、智能控制技术等研究，实现了大幅面金属薄板平稳送铁，胶印色彩鲜艳，美观大方，且提高了生产效率，降低了能耗，显著提升了我国的钢桶包装制造机械装备水平，填补了国内空白。

图1为钢桶彩印胶印机实物图。

图1 彩色胶印机实物图

这套设备拥有完全独立的自主知识产权，与产品相关的授权发明专利4项，实用新型6项。申请与项目直接相关的发明专利6项。下面我们将这套设备的关键新技术介绍给大家。

一、高效精密印铁技术

技术路线如图2。

1、进铁定位技术。主要解决印前定位，同时避免铁皮撞坏。

2、印品高速输送技术。主要解决印品在印铁机与烘房之间高速输送时的撞击问题。

3、集铁堆码技术。主要解决收铁，平稳、整齐堆垛，从而达到不铲铁、不擦伤、降低噪声的目的。

图2 快速高效印铁技术方案

二、印铁工艺控制技术

调版、调压、调墨是铁皮印刷三大关键问题。调墨的首要任务是保证墨量的大小、油墨的稀稠要合适，沿印版幅宽方向的墨量要均匀。此外，还要保证印版非图文部分不沾油墨，以真正实现油包水，达到水墨平衡。

技术路线如图3。

1、墨量控制技术。主要研究墨量合理、沿印版幅宽方向墨量均匀的实现技术，解决多色印铁工艺参数优化与自动调整问题。

2、墨辊分布优化技术。主要解决输墨系统的动态特性，保障匀墨效果。

3、润版技术。

图3 印铁工艺控制技术方案

三、套印同步技术

套印精度是决定多色印刷质量的关键技术指标，一直是国内多色印铁机制造的技术瓶颈。主要问题是影响因素多、影响规律复杂。其中，主要的有铁皮的定位精度、滚筒的径向尺寸、印版的位置、叼牙的运动规律、铁皮的厚度误差等。

技术路线如图4。

1、印刷压力自动控制技术。主要解决由于铁皮厚度的变化、滚筒（包括橡皮滚筒与压印滚筒）径向尺寸误差造成的印刷压力变化以及套印精度问题。

2、印版位置自动调整技术。研究智能型三位纠偏技术，采用伺服驱动控制，实现印版位置自动调整，提高调版效率高，减小调版误差。

3、印品的综合定位技术。研究滚筒尺寸精度保障和叼牙机构优化（优化压印滚筒叼牙出传递装置，采用高点闭合方式，延长叼牙交接时间）等技术问题，确保印品的综合定位精度。

图4 套印同步技术方案

四、UV固化烘干技术

UV烘干机通过编码器采集机器印刷速度，再经PLC计算出紫外线的能量输出，使其印速与烘干效果达到完美结合。又因紫外光的输出是受电源输出控制，而又能在各种色组对应功率微调，使其完全达到了自动和手动记忆干燥的功能。为此，变频电源的无级控制，使其节能的性能在印刷机上得到了最大体现。图5为UV固化烘干线实物图。

图5 UV固化烘干线实物图

五、控制智能技术

在现有的数字控制的基础上，对智能工艺参数选择系统和工艺参数优化系统进行研究设计，提出与印铁成套设备配套的、实用性智能化控制系统的硬软件技术方案。结合当前网络、监控系统的最新发展趋势，遵循模块化、标准化、高可靠性、易扩展、易维护等设计原则，实现系统工艺参数的智能选择，缩短更换加工产品的时间。系统结构如图6所示。

图6 智能控制系统图

六、与传统制桶技术的对比

这套生产线与传统200L制桶生产线技术对比如表1所示。

表1 彩印生产线与传统制桶生产线对比

由于该套生产线的创新性，目前还没有国内外同类产品，其中小桶印铁不管是尺寸、厚度还是印张速度都很难产生共性对比，因此只采用了本生产线与传统制桶生产线的对比。如图7为采用传统生产线生产的200L钢桶，图8为采用彩色胶印生产线生产的钢桶。

图7 传统200L钢桶

图8 彩印生产线制造的钢桶

从制造的钢桶直观来看，彩色胶印生产线制造的钢桶明显色彩更鲜艳、丰富，更具观赏性，更加能满足市场的不同需求。

七、结论

综上所述，彩色胶印生产线的主要技术创新有以下几点：

1、新技术颠覆了200L钢桶先制桶后喷涂工艺，采用先印刷后制桶的先进工艺；

2、采用新工艺后，最高印刷速度40张/分，原双色喷涂和丝网印刷速度为6只/分，大大提高了生产效率；

3、采用胶印彩色印刷，钢桶产品色彩鲜艳、美观大方，能满足高端用户的需求；

4、采用胶印彩色印刷，可以达到防伪的效果；

5、采用新工艺能源消耗降低50%，降低生产成本；

6、采用新工艺能节约大量人力物力；

7、采用新工艺减少很多辅助设备，节省生产用地。

8、先彩色印刷后制桶工艺是首创，填补了国内空白。