No mundo da impressão flexográfica, a manutenção de rolos de cerâmica é crucial para alcançar impressões consistentes e de alta qualidade. Os métodos de limpeza tradicionais estão sendo revolucionados pela tecnologia de limpeza a laser - uma solução precisa, eficiente e segura que está transformando a indústria.
O fundo da limpeza a laser
Os rolos de cerâmica anilox, devido a suas vantagens, como alta precisão de transferência de tinta e vida útil longa, tiveram um papel significativo no desenvolvimento da impressão flexográfica. Eles substituíram gradualmente os rolos de anilox metal e se tornaram equipamentos padrão para máquinas de impressão flexíveis e empresas de impressão. Ao longo deste processo, a edição de limpeza dos rolos de cerâmica de Anilox sempre coexistiu com suas várias vantagens.
A razão pela qual o problema de limpeza dos rolos de cerâmica de anilox é enfatizado é que, em comparação com os rolos de metal anilox, a limpeza de rolos de anilox cerâmica (a seguir referidos como rolos de anilox cerâmica) é mais difícil. Os principais motivos são os seguintes:
1. A camada de cerâmica no rolo anilox é aplicada à superfície do rolo de base usando um processo de pulverização térmica. Devido às propriedades do material da cerâmica e às características do processo de pulverização térmica, a camada de cerâmica contém naturalmente os poros, embora a porosidade varia entre diferentes rolos de anilox. A presença desses poros aumenta a energia da superfície da camada de cerâmica, tornando a tinta residual mais teimosamente dentro das células.
2. As células na superfície do rolo anilox são formadas através da gravura a laser. As paredes internas das células e as bordas das paredes celulares são relativamente ásperas. Essa rugosidade aumenta ainda mais a adesão da tinta residual dentro das células.
3. A contagem de linhas de um rolo anilox pode atingir até 1600 lpi (linhas por polegada). Isso significa que o tamanho de abertura das células na superfície do rolo anilox pode ser inferior a 15 μm. A limpeza de aberturas tão pequenas entupidas com tinta endurecida é bastante desafiadora.
4. Alguns rolos aniloxos buscam excessivamente contagens de altas linhas e grandes volumes de tinta, resultando em aberturas de células profundas extremamente irracionais. Combinado com profundidades celulares irracionais, isso geralmente leva a muitos rolos de anilox não serem desgastados através do uso, mas, em vez disso, serem danificados durante a limpeza ou a inutilização devido à limpeza incompleta, o que impede a distribuição uniforme da tinta.
5. O desempenho das tintas flexográficas também tem melhorado rapidamente nos últimos anos, particularmente em termos de aumento da velocidade de impressão e aumento da resistência ao clima. Quanto melhor o desempenho de uso da tinta, mais difícil se torna remover resíduos de tinta seca ou endurecida usando métodos de limpeza convencionais.
Portanto, desde o advento dos rolos de cerâmica anilox, como limpá -los e eficientemente com segurança e eficiência para estender sua vida eficaz de serviço sempre foi um tópico de preocupação significativa.
Métodos comuns de limpeza de rolos anilox:
★ Limpeza de mão solvente
★ Limpeza ultrassônica
★ Limpeza de água de alta pressão
★ NAHCO₃ (bicarbonato de sódio) Limpeza de spray
★ Limpeza de explosão de gelo seco
★ Limpeza de jateamento de mídia plástica
Se esses métodos forem categorizados, geralmente podem ser divididos em:
- Método de solvente (Método 1)
- Solvente + spray de mídia (métodos 2 e 3)
- Spray de mídia (Métodos 4, 5 e 6)
Cada um desses métodos tem suas próprias vantagens e desvantagens. Quando usados adequadamente, eles podem obter excelentes resultados de limpeza; No entanto, se usados incorretamente, eles também podem levar a consequências graves. Por exemplo, a seleção inadequada de solventes pode fazer com que o rolo anilox projete, o uso inadequado da limpeza ultrassônica pode resultar no rachaduras das paredes celulares do rolo anilox, e a pulverização de mídia não é adequada para rolos de anilox de alta linha, entre outras questões. Não vamos elaborar cada um aqui.
Como esses métodos de limpeza vêm com benefícios e riscos, e eles exigem um nível relativamente alto de experiência dos usuários, ao longo dos anos, as pessoas tiveram sentimentos contraditórios sobre eles-e os odeiam. Essa realidade criou uma oportunidade para o surgimento de métodos de limpeza a laser.
Princípio básico da limpeza a laser
Primeiro, o que é limpeza a laser?
Em termos simples, a limpeza a laser envolve o uso de um feixe de laser específico para escanear a superfície de um rolo anilox. A tinta dentro das células absorve a energia do laser e vaporiza, atingindo assim o objetivo de limpeza sem causar nenhum dano às células do rolo anilox.
Para entender a lógica básica por trás da limpeza a laser, é essencial identificar primeiro o material alvo que está sendo limpo. No processo de limpeza de um rolo anilox, o material alvo é sem dúvida o resíduo de tinta seca dentro das células.
Os componentes da tinta, em termos simples, podem ser divididos em pigmentos, ligantes e aditivos. Entre eles, o fichário determina a resistência à adesão e as propriedades formadoras de filme da tinta, e também é o componente primário da tinta depois que ele seca, além dos pigmentos. Em outras palavras, para limpar completamente o resíduo de tinta seca dentro das células do rolo anilox, a questão principal é o tratamento efetivamente do aglutinante de tinta seco dentro das células.
Portanto, a seleção e ajuste do laser devem ser baseados no tipo de aglutinante de tinta. O laser deve ser capaz de vaporizar o fichário de tinta, garantindo que a camada de cerâmica permaneça inalterada.
Com base nessa lógica fundamental, podemos dividir a limpeza a laser nas etapas a seguir para uma melhor compreensão:
1. A energia do laser é absorvida pela tinta residual nas células do rolo anilox durante a varredura;
2. A injeção repentina de alta energia causa os componentes do ligante (resina) na tinta para expandir e formar rapidamente o plasma;
3. Nas pequenas células do rolo anilox, o gás instável altamente ionizado aumenta a pressão dentro das células instantaneamente, criando um forte fluxo de ar em direção às aberturas celulares, o que expulsa os contaminantes das células.
4. O limiar de energia e energia do laser são selecionados e ajustados com base nos componentes da resina do aglutinante. Durante a varredura, apenas os componentes da resina (ou componentes similares) podem absorver completamente a energia desse tipo de laser, enquanto componentes de cerâmica e a maioria dos componentes de pigmento não podem mudar absorvendo a energia do laser;
5. Como as varreduras do laser, haverá uma porta de escape ao lado da cabeça do laser conectada a uma bomba de vácuo externa, que continuamente suga os contaminantes (principalmente gases e pigmentos semelhantes a plasma que não podem ser vaporizados);
6. Uma pequena porção dos pigmentos que não são sugados se espalhará na superfície do rolo anilox. Estes podem ser limpos com ar comprimido. Para evitar a geração de poeira, um pano sem fiapos mergulhado em álcool pode ser usado para limpar a superfície do rolo anilox.
Eficácia da limpeza a laser
Como mostrado na Figura 1, este é um teste de limpeza realizado em um rolo anilox do tipo manga usando tinta à base de solvente. As especificações do rolo anilox são Ø130 × 1290 mm, com uma contagem de linha de 900 lpi.
Figura 1: Comparação antes e depois da limpeza a laser para rolos de anilox à base de solvente
Como mostrado na Figura 2, este é um teste de limpeza realizado em um rolo anilox do tipo manga usando tinta à base de água. As especificações do rolo anilox são Ø178 × 1300 mm, com uma contagem de linhas de 900 lpi.
Figura 2: Comparação antes e depois da limpeza a laser para rolos de anilox à base de água
Como mostrado na Figura 3, este é um teste de limpeza realizado em um rolo anilox de eixo da correia de rótulo usando tinta UV. As especificações do rolo anilox são Ø105 × 418 mm, com uma contagem de 400 lpi.
Figura 3: Comparação antes e depois da limpeza a laser para rolos de anilox com tinta UV
Os efeitos de limpeza dos rolos de anilox acima são mostrados na Figura 4 e na Figura 5, que também são claramente visíveis.
Figura 4: Vista ampliada das células antes de limpar
Figura 5: Vista ampliada das células após a limpeza
De fato, antes de iniciar formalmente a limpeza de rolos de anilox, realizamos vários testes e ajustamos continuamente os parâmetros de aplicação do laser para determinar as configurações ideais de limpeza para diferentes tipos de tintas. Isso garante limpeza eficaz sob várias condições de trabalho. Obviamente, a grande quantidade de dados e cenários aplicáveis acumulados durante esse processo também podem ser importados para o sistema de controle do dispositivo.
Segurança da limpeza a laser
1. Segurança para as pessoas e o meio ambiente
A limpeza a laser não usa solventes químicos e não requer outro meio além do próprio laser. O desperdício de limpeza também é prontamente extraído para processamento adicional. Durante esse processo de limpeza, o único poluente é uma pequena quantidade de pó de pigmento espalhada na superfície do rolo, que pode ser considerada insignificante em termos de emissões. Portanto, é sem dúvida muito amigável à saúde dos operadores e é suficiente para atender aos requisitos ambientais cada vez mais rigorosos.
2. Segurança para rolos de anilox
Talvez influenciado por algumas experiências negativas anteriores, a maior preocupação de muitas pessoas ao enfrentar a limpeza a laser é se ela pode garantir absolutamente a segurança dos rolos de anilox. Essa preocupação pode ser dividida em duas direções diferentes:
① Preocupação de que a limpeza a laser possa danificar as paredes cerâmicas do rolo anilox.
Figura 6: Caso falhado da máquina de limpeza a laser precoce por uma determinada marca
O laser é essencialmente um feixe de luz com fase e frequência altamente consistentes, mas possui excelente direcionalidade e energia concentrada. Materiais diferentes têm taxas de absorção diferentes para luz, e os lasers não são exceção. Podemos ajustar o tipo de laser e vários valores limiares de seus indicadores para alterar a taxa de absorção de um material específico para o laser. In the case of anilox roller laser cleaning, as long as we find a suitable laser and reasonably adjust the thresholds so that the resin components in the ink reach their peak absorption rate for this light, while ensuring that the ceramic layer absorbs the laser at its lowest level, we can achieve ink cleaning while protecting the ceramic anilox roller from damage. Esta é a lógica básica por trás da limpeza a laser.
Quanto ao risco de efeitos térmicos acumulados, ele pode ser desconsiderado com segurança, porque a própria luz do laser não gera calor. O calor é liberado apenas quando o objeto absorve a energia do laser e passa por vaporização. Ao combinar a velocidade de limpeza do rolo anilox adequadamente, esse calor pode ser facilmente dissipado.
A prática é o único critério para testar a verdade. Com base na lógica fundamental acima, usamos um laser com excelente desempenho de limpeza para limpar repetidamente um novo rolo anilox não utilizado 100 vezes. Em seguida, comparamos as formas das células antes e após a limpeza (como mostrado na Figura 7) e os modelos 3D (como mostrado na Figura 8). A conclusão final é que a limpeza a laser não causa nenhum dano aos rolos de cerâmica anilox.
Figura 7: Estado após a limpeza do laser
Figura 8: imagens 3D das células de tinta no rolo anilox antes e depois da limpeza do laser
② Muitos fornecedores de rolos de anilox adicionam alguns preenchimentos de polímero à camada de cerâmica para compensar a porosidade da cerâmica. Muitas pessoas estão preocupadas com o fato de a limpeza a laser ter efeitos negativos nesses preenchimentos de polímero, afetando assim o desempenho do rolo anilox.
Tais preocupações, de fato, refletem um profundo entendimento dos rolos de anilox, mas ainda há alguma falta de clareza sobre os detalhes do processo de gravura.
Analisamos materiais de muitos fabricantes de rolos domésticos e internacionais conhecidos. De fato, esse tipo de preenchimento, comumente chamado de "selador", é amplamente usado por muitos fabricantes, embora tenha nomes diferentes-alguns chamados de "selante", outros chamam de "agente umedecimento" e alguns simplesmente se referem a ele como "revestimento". Essencialmente, todos eles servem ao mesmo propósito, com apenas pequenas diferenças de composição.
Este preenchimento não oferece benefícios para controlar a precisão da gravação ou a precisão mecânica do rolo anilox. Alguns fabricantes até causaram instabilidade na gravura de células de tinta devido a problemas com a formulação de preenchimento. Da mesma forma, não afeta a melhoria da suavidade das paredes das células de tinta ou no aumento da fluxo da tinta. Sua função principal é a prevenção de corrosão. Especificamente, é usado para preencher os poros na cerâmica, isolando o substrato metálico do ar externo e vários líquidos, impedindo assim a penetração do líquido na camada cerâmica e subsequente corrosão do substrato metálico, o que pode levar à sucata do rolo aniloxo.
Para alcançar o objetivo da prevenção de corrosão, o uso de uma base de liga seguido de pulverização de cerâmica é melhor do que usar um "selador", mas parece que o método de vedação de orifícios com enchimentos é mais popular.
A gravura de células de tinta no rolo anilox também é concluída usando a tecnologia a laser. A energia a laser usada para a cerâmica de gravação é extremamente alta, possivelmente várias vezes ou até dezenas de vezes maior que a potência do equipamento de limpeza a laser. Pode-se imaginar se o enchimento com o qual estamos preocupados pode sobreviver dentro das paredes das células de tinta sob uma irradiação a laser de alta potência. Quanto às partes das paredes das células de tinta no topo que não foram gravadas pelo laser, teoricamente, ainda poderia haver algum preenchimento presente. No entanto, na realidade, durante o processo de gravação do rolo anilox, devido ao efeito repetido do laser, uma camada de formas de cerâmica fundida no topo das paredes das células de tinta, que então solidifica em uma cerâmica dura e densa após o resfriamento. Essa camada de cerâmica possui densidade e dureza muito alta, e sua força de união com a parede de cerâmica normal é ainda maior que a resistência à união entre as camadas de cerâmica normais. Após o polimento, o topo das paredes das células de tinta do rolo anilox é realmente coberto por uma camada de cerâmica "fundida", dificultando a exposição da camada cerâmica original.
Eficiência da limpeza a laser
Teoricamente, quanto maior o poder do laser, mais rápida a velocidade de limpeza, o que está fora de dúvida. No entanto, da perspectiva da segurança, como discutimos anteriormente, precisamos selecionar uma fonte de laser apropriada e controlar vários limiares do laser. Entre esses controles, um dos mais importantes é controlar o limiar de potência do laser. Em outras palavras, mesmo que a fonte de laser mais adequada seja selecionada, o poder do laser não pode ser aumentado indefinidamente; Uma vez que a energia do laser excede o limiar de tolerância da camada de cerâmica, pode causar danos ao rolo anilox. Portanto, acreditamos que o limite superior da eficiência da limpeza a laser é muito claro.
Esse limite superior na eficiência da limpeza a laser também determina que, ao encontrar rolos aniloxos com bloqueios graves (como aqueles que não são usados há vários anos ou estão próximos de serem descartados devido ao bloqueio), várias limpezas podem ser necessárias para limpá -las completamente.
Anilox rola a máquina de limpeza a laser em linha
Tomar a máquina de limpeza a laser em minha empresa como exemplo, dependendo do grau de bloqueio, a velocidade de limpeza varia de 500 mm/h a 1200 mm/h (ou seja, o laser viaja de 500 a 1200 mm ao longo do eixo do rolo anilox por hora). Obviamente, se os custos do equipamento não forem uma preocupação, a eficiência de limpeza pode ser melhorada aumentando o número de cabeças de laser.
Comparação com métodos de limpeza tradicionais
1. Facilidade de operação
O equipamento de limpeza a laser é preciso e estável. Durante a fase de teste inicial, os parâmetros obtidos nos testes podem ser salvos no sistema de controle do dispositivo. No uso real, você só precisa selecionar as configurações apropriadas com base nas condições de trabalho específicas, sem a necessidade de intervenção manual excessiva para ajustes.
2. Segurança
◎ Devido ao aumento do nível de inteligência, o sistema de controle pode incorporar muitos mecanismos de proteção para garantir a segurança das pessoas, do meio ambiente e do rolo anilox. Se o custo não for uma preocupação, é possível fornecer feedback em tempo real sobre o status do laser.
◎ Não são necessários solventes, reduzindo efetivamente a probabilidade de os rolos anilox serem corroídos.
Especialmente para rolos anilox do tipo manga, o autor viu muitos casos de corrosão, a maioria dos quais é causada por limpeza inadequada, onde solventes ou água se infiltram na interface entre a superfície de fibra de vidro do rolo anilox e o núcleo de alumínio.
◎ Evita o colapso da parede da web ou as rachaduras causadas por outros métodos de limpeza física.
3. Alta inteligência, boa experiência do usuário
◎ A limpeza a laser é simples e conveniente para operar. Coloque o rolo anilox na posição apropriada no equipamento, clique no botão Iniciar e a limpeza deste rolo anilox será concluída sem nenhuma intervenção manual durante esse período. O tempo economizado pode ser usado para outras tarefas ou descanso.
◎ O processo de limpeza a laser não envolve solventes ou outros meios, portanto, não haverá odores irritantes na oficina, nem haverá águas residuais de várias cores sendo descarregadas, garantindo uma oficina limpa e arrumada.
4. Limpeza completa
No passado, quando encontramos rolos aniloxos com bloqueios graves, muitas vezes era muito problemático porque não havia um método altamente eficaz para garantir uma limpeza completa sem danificar o rolo anilox. Para limpeza a laser, esses rolos anilox severamente bloqueados requerem apenas várias limpezas.
5. Reduzir os custos operacionais gerais
No geral, a introdução da limpeza a laser leva diretamente a uma diminuição no volume total de compras de rolos de anilox. Esta não é uma boa notícia para os fabricantes de rolos da Anilox, mas é uma bênção para as empresas de impressão.