Мир широких "планет"

Выпуск высококачественной гибкой упаковки давно перестал быть уделом лишь глубокой печати. Широкорулонные флексографские машины планетарного построения обеспечивают отличную приводку, успешно печатают на широком спектре плёночных материалов.

Одного взгляда на широкорулонную флексографскую технику планетарного по-строения достаточно, чтобы интуитивно понять уровень её сложности. В этой сфере полиграфического производства достаточно давно стали нормой слова «бесшестерёнчатая» и «сервоприводная», часто вызывающие инвестиционный трепет у владельцев узкорулонных секционных машин. Несколько ведущих производителей (Fischer & Krecke, Schiavi, Windmoeller & Hoelscher) перешли на выпуск исключительно бесшестерённой техники. О часто ошеломляющей автоматизации говорят автоматический контроль натиска во время печати, средства роботизированной смены тиража, сохранение абсолютно всех настроек печати в памяти встроенного промышленного компьютера.

Разумеется, спектр производимой техники широк, на рынке представлены и сравнительно недорогие шестерёнчатые «механические» машины. Учитывая непрерывный рост требований заказчиков к качеству, всё чаще заставляющих печатников приобретать 8-красочные системы, в обзоре рассматриваются именно они — с шириной от 1000 мм и скоростью не выше 360 м/мин. Выбранные критерии позволили включить в две сводные таблицы (по шестерёнчатым и сервоприводным) машины среднего и эконом-класса, не забыв мощные бесшестерёнчатые агрегаты «начального уровня» от известных производителей. Итог компромисса — внушительный и почти исчерпывающий для российского рынка список производителей, предлагающих указанную технику — Bielloni, Carint, Carnevalli, Comexi, Fischer & Krecke, Flexo Group, Flexotechnica (Cerutti Group), Gramex, KYMC, Multipress, PCMC, Schiavi (Bobst Group), Sicosa, Soma Engineering, Uteco Converting, Windmoeller & Hoelscher, «Киев- полиграфмаш».

С шестернями и без

Резкое деление рынка флексотехники на две категории (шестерёнчатых и бесшестерёнчатых машин) объективно, ибо последние дают печатникам два принципиальных преимущества — произвольную (в пределах заданного в спецификации диапазона) длину печати (раппорта) и заметно большую свободу при регулировании печатного зазора (смены толщины формы). В результате, значительно меньше время для перехода с тиража на тираж. Как сказала Ольга Лебедева, главный технолог компании «Контрольный пакет», где уже год работает шестерёнчатый вариант Soma Flex Midi, на производстве всерьёз подумывают о приобретении сервоприводной версии этой машины, при смене раппорта которой не придётся иметь дело с переустановкой (или очередным запросом на завод) комплекта шестерён.

Сервоприводы формных и анилоксовых валов — ключевой элемент любой бесшестерёнчатой машины

Бесшестерённая (англ. gearless) технология в широкорулонной планетарной печати, по сути, стандартизирована. Во всех машинах используются близкие программно-аппаратные решения, в которых принимают активное участие специализированные фирмы, среди которых, например, немецкий концерн Bosch Rexroth. Главная их задача — синхронизация работы автономных приводов валов центрального печатного вала, формных и анилоксовых цилиндров (17 двигателей на 8 красочных секций). На двигатели формных валов возлагается дополнительная нагрузка — продольная приводка (совмещение) печатных форм, объединяемая с замедлением или ускорением их вращения относительно центрального печатного барабана, позволяющая плавно корректировать длину печати в пределах 1-2%.

Отсутствие шестерёнчатой передачи между формным и печатным цилиндром снимает известную проблему постоянства печатного зазора: два боковых привода формного вала, отвечающие за установку и регулировку натиска, позволяют в более широких пределах, не ограничиваемых шагом шестерни (3,175; 5 или 10 мм), с прецизионной точностью регулировать расстояние между поверхностями печатной пары.

Желание вывести на рынок экономичные решения заставляет производителей работать на два фронта: выпускать либо одни и те же машины в шестерёнчатом и бесшестерёнчатом исполнении (Soma Flex Midi от Soma Engineering, KYMC Neoflex GL/CNC, Uteco Onyx 876/876GL), либо две независимые продуктовые линейки (Bielloni, Carint, Comexi, Flexotechnica, Gramex).

Разработчики Multipress нашли компромисс, отказавшись от полностью сервоприводной схемы: в их машинах Multiflex и Flexoprocess отсутствует автономный привод формного вала при наличии остальных (в т. ч. приводов формного вала для продольной и поперечной приводки), что существенно снизило стоимость машины. Хотя два главных преимущества бесшестерёнчатых решений утеряны, полностью сохраняется компьютеризированное управление приводкой и натиском, натяжением полотна, загрузка всех настроек в память компьютера с последующим вызовом при печати повторного тиража.

«Сердце» планетарной машины — центральный печатный цилиндр (сборочный цех Schiavi)

Даже в исключительно механических машинах не обходится без независимо управляемых приводов: это уже упомянутые двигатели приводки и натиска (Bielloni Tona, Flexotechnica Tachys Fast, Gramex, KYMC Neoflex CNC, машины Soma Engineering и Uteco), валов цилиндров охлаждения (Axsa и Tona от Bielloni, Carint Scorpion, Flexotechnica Tachys Fast, Gramex, KYMC Neoflex CNC, машины Sicosa, Soma, Uteco). Абсолютно во всех — сервоприводы устройств размотки и намотки, это важнейший элемент автоматической системы контроля натяжения — неотъемлемого компонента любой профессиональной «планеты».

Печать с ветерком

Одна из заглавных характеристик широкорулонной флексографской машины для выпуска гибкой упаковки — максимальная скорость, наряду с шириной печати, определяющая её производительность. В числе лидеров — Tona и Theorema 8 GLA от Bielloni (350 м/мин), Carint Cyberflex (350 м/мин), Comexi FW 1508 (350 м/мин), Fischer & Krecke Flexpress 16 S-8 (360 м/мин), Flexotechnica Chronos (350 м/мин), PCMC Infinity (365 м/мин), Schiavi EF 4040 (350 м/мин), Uteco Onyx 876/GL (365 м/мин). Для ряда машин это не предел: разработчики Fischer & Krecke и Windmoeller & Hoelscher предлагают версии рассматриваемых в статье моделей с максимальными скоростями 500 и 400 м/мин, соответственно. Гарантировать высокие скорости помогает и большая длина туннельных сушек: для Onyx 810 GL от Uteco Converting в таких случаях заявляется 400 м/мин.

Одна из дополнительных функций, возлагаемых на автоматическую смывку, — контроль и поддержание вязкости краски в процессе печати тиража. На снимке — пульт управления одной из систем

Разумеется, печать на больших скоростях — дело непростое и, как объяснил Сергей Сергеев, главный технолог «Полипак», где установлена Flexpress 16 S-8, требует тщательного подбора состава красок и печатных макетов. Имея возможность увеличения скорости до 450 м/мин, специалисты «Полипак» не выходят за отметку 350 м/мин, в пределах которой успешно справляются с потоком поступающих заказов. Аналогичный подход у печатников из «Данафлекс» (Primaflex CM 8), как правило, работающих на скоростях до 250 м/мин.

В «Ерматель», уже 6 лет эксплуатирующей Flexotechnica Tachys Fast, стандартный диапазон скоростей 150—170 м/мин. Не следует, говорит её начальник производства Рашид Тагиров, разгонять машину при печати сложных дизайнов, особенно при наличии в них поперечно расположенных плашек, вызывающих дополнительные ударные нагрузки на шестерёнчатых машинах. Так что зачастую высокие скоростные характеристики машин, прежде всего — показатель запаса их динамической прочности и стабильности работы.

Длина, диаметр, шаг

Среди других «механических» характеристик — длина печати, диаметр центрального печатного цилиндра и шаг печати (для шестерёнчатых машин). На важность первой обратил внимание Сергеев, для которого одним из критериев выбора печатной машины стал достаточно широкий диапазон раппортов Flexpress 16 S-8 (300—800 мм). Смещению по величине раппорта в нижнюю сторону (менее 300 мм) сопутствует падение верхней границы диапазона. В ряду машин, позволяющих достичь максимальных длин печати, — Bielloni Tona (340—1000 мм), Carnevalli Amazon 8 (300—1200 мм), агрегаты Feva (400—1000 мм), Gramex FP (300—1220 мм), KYMC Eco (300—1000 мм), Schiavi EF 4040 (400—1020 мм), Windmoeller & Hoelscher Primaflex CL8 (300—1070 мм), Onyx 810 GL (380—1070 мм) от Uteco Converting.

Сервопривод поперечной приводки

Существенный критерий выбора — диаметр печатного цилиндра, увеличение которого способствует лучшему охлаждению запечатываемого полотна (для машин Multipress и «Киевполиграфмаш» система его водяного охлаждения — опция) и более равномерному натяжению. По этому параметру лидируют Bielloni Tona (2225 мм), Discovery 2308, Scorpion 2308 и Cyberflex 1208 S от Carint (2300 мм), Comexi FJR (2118 мм), агрегаты Feva (2100—2200 мм), PCMC Infinity (2500 мм), Sicosa Centraflex MAX 8 (2000 мм), Windmoeller & Hoelscher Primaflex CL 8 (2090 мм), Uteco Converting Onyx 810 GL (2100 мм). Справедливости ради отметим, что PCMC Infinity собирается на печатном барабане 10-красочной машины, предоставляя потенциальному владельцу редкую возможность последующей установки двух дополнительных секций.

Сравнивать качество изготовления цилиндров на основе спецификаций затруднительно: абсолютно все поставщики заявляют о суммарных или радиальных биениях на уровне 0,01—0,008 мм и наличии специального антикоррозионного покрытия. Наилучший критерий — тестовая печать с формы по всей ширине барабана в ходе официальной приёмки на заводе-изготовителе.

Удобный, информативный и многофункциональный сенсорный пульт управления машиной — важный элемент эффективной работы

Многие производители поставляют на заказ шестерёнчатые машины с любым из двух вариантов шага печати — 5 или 10 мм (разработчики Multipress, помимо 5 мм, предлагают 3,175 мм — хорошо известный на рынке узкорулонных машин вариант). Хотя большинство предпочитает меньший шаг, при котором ударные нагрузки на печатные пары (и вероятное полошение) при прочих равных условиях ниже, выбирают и больший, увеличивающий диапазон регулирования печатного зазора.

Что касается ширины печати, то для всех рассматриваемых, в соответствии с выбранными критериями, машин в таблице приведены все её значения для разных конфигураций, при заданной красочности и диаметре печатного цилиндра. Остальные параметры, если это не оговорено, относятся к конфигурациям машин с шириной печати 1000 мм.

Красочный вопрос

Хотя при покупке машины заказчик, как правило, знает, на каких красках будет печатать, возможность перехода на другой тип (спиртовые или водные) вряд ли помешает. Для большинства машин процедура не вызовет затруднений. Более существенная проблема — при установке систем автоматической смывки, настраиваемых на конкретный вид красок и растворителей. Правда, специалисты Cerutti и Fischer & Krecke предусматривают теоретическую возможность поставки систем, обеспечивающих переключение с одного вида красок на другой.

Гораздо сложнее с красками УФ-отверждения, машины для работы с которыми предлагают лишь Carint, Multipress, Soma Engineering, Fischer & Krecke и Uteco Converting. Причины «нелюбви» остальных к данной технологии — сложность реализации систем термостатирования (поддержание постоянной температуры краски в кюветах в таких случаях — стандартная функция) и пока слабая адаптированность УФ-красок к печати пищевой упаковки.

Мощная система оперативного видеоконтроля и инспекции полотна гарантирует мгновенное выявление дефектов печати

Единственный производитель — Comexi предлагает версии машин для работы с экзотическим видом красок электронного отверждения, чьё использование пока ограничено высокой стоимостью и большими габаритами требуемого оборудования.

Абсолютно все машины оснащаются закрытыми камер-ракельными системами с уплотнениями, предотвращающими разбрызгивание краски на больших скоростях. Любопытную возможность предлагают разработчики Fischer & Krecke и Windmoeller & Hoelscher: установку третьего ракельного ножа, исключающего появление на оттиске «фантомных» изображений.

На чём печатать?

Интегральную оценку конкретной машины даёт перечень типов и толщины запечатываемых материалов. Поэтому первый вопрос производителя к заказчику: «На чём будете печатать?». Как известно, основное преимущество флексомашин планетарного построения — стабильность натяжения материала и высокая точность приводки, позволяющая успешно запечатывать тянущиеся материалы. Способности машины определяет диапазон усилий натяжения, согласуемый разработчиком в момент заключения контракта.

Согласно заявленным характеристикам, среди самых чувствительных — агрегаты Multipress (натяжение от 0,3 кг для Multiflex), Sicosa и Soma Engineering (от 1 кг). Абсолютно все успешно печатают на полиэтиленовой и полипропиленовой плёнке, металлизированной и кашированной фольге, бумаге. В обзор не включён ряд специализированных тяжёлых машин, предназначенных для печати по картону.

Тянуть равномерно

Стабильность и точность натяжения запечатываемого полотна по праву называют важнейшей задачей, ошибки здесь сводят на нет все достоинства планетарной флексомашины. Неудивительно, что система автоматического контроля натяжения — стандартный компонент любого рассматриваемого агрегата. Разнятся лишь уровень и сложность решений. Машины начального уровня оснащаются двумя активными компонентами.

Автоматическая турельная (револьверная) система намотки (размотки) обеспечивает максимальную производительность при смене рулонов

Первый — двигатель устройства размотки с тормозным устройством и чувствительным элементом — «балериной» («танцующим» валиком), отслеживающим натяжение и выдающим электромагнитный сигнал в систему управления. Второй — двигатель устройства намотки с аналогичной «балериной», как и первый, управляемый корректирующими сигналами от системы управления. Разделяет две зоны контроля натяжения прижимающий полотно вал на входе в центральный печатный цилиндр.

Следующий этап — введение третьей, промежуточной зоны контроля натяжения, образуемой между печатными секциями и цилиндром (цилиндрами) охлаждения полотна на выходе из туннельной сушки путём установки перед ним танцующего валика или тензометрического датчика силы натяжения. Оснащаемый прижимным валом цилиндр охлаждения зачастую имеет свой электропривод и обеспечивает корректировку натяжения полотна.

Четвёртая зона, стандартная для многих машин верхнего ценового диапазона, формируется дополнительно устанавливаемой между устройством размотки и центральным печатным цилиндром парой контактирующих валов (прижимным и тянущим), перед которыми монтируется «балерина» или тензодатчик.

Часто место их размещения — блок коронирования, прижимной валик которого имеет отдельный привод, синхронизируемый с работой других приводов машины.

При необходимости количество зон может быть увеличено, что подтверждают многие производители. Например, Soma Engineering в машине Flex Casings стандартно предусматривает не менее 6-ти зон контроля натяжения, сообщая о возможности печати на широком спектре материалов, в т. ч. по термоусадочным плёнкам.

В «тесном контакте» с автоматическим контролем натяжения работают системы равнения кромки полотна, размещаемые после агрегатов размотки и перед устройствами намотки.

Первое, часто называемое устройством ввода полотна, — типичный элемент абсолютного большинства машин. Установка второго, отметил Тагиров, — незаменимый компонент при печати под последующую ламинацию.

Работа на автомате

Управляются названные системы исходя из параметров, задаваемых оператором или вызываемых из памяти управляющего компьютера. Уровень реализации различен: в машинах Bielloni, Comexi, Fischer & Krecke, Multipress, Schiavi, Soma Engineering, Uteco Converting, Windmoeller & Hoelscher, располагающих встроенными библиотеками на типы используемых материалов, печатник вводит их название, после чего система управления самостоятельно настраивает и отслеживает уровни натяжения во всех зонах. Другой вариант — ввод конкретных величин натяжения по имеющимся таблицам.

Встроенное устройство продольной резки полотна — одна из предлагаемых большинством производителей опций

Степень автоматизации печатного процесса в машинах различна, будучи максимальной в бесшестерёнчатых системах. Первый её этап — упрощение и ускорение приладки тиража, когда стандартная почти для всех машин операция моторизованного сведения печатных секций расширяется автоматической установкой формного вала в положение, соответствующее настройкам конкретного тиража (по натиску, продольной и поперечной приводкам). Для всех машин реализована функция автоматического выведения печатных секций и формных валов в «нулевое положение», базируясь на введённых оператором допустимых значениях толщины клише, монтажной ленты и длины печати.

Восстанавливаются тиражные параметры приводки и натиска благодаря прецизионным двигателям управления формным валом, позиционирующих его относительно печатного цилиндра, и датчикам его положения («кодерам»). В этом же ряду — сохранение и восстановление настроек натяжения, температуры сушек, значения раппорта.

Сохранение большого числа (часто до 1000) исчерпывающих наборов настроек — отличительная черта всех бесшестерёнчатых и многих шестерёнчатых машин. Единственное исключение во всех случаях — настройка пневматического прижима ракельных ножей, которую каждый раз выполняют индивидуально. Управляющие приводкой автономные двигатели — инструмент тонкой микронной настройки, выполняемой с центрального пульта управления или, что особенно удобно, с переносных миниатюрных пультов: беспроводных или подключаемых к соответствующим разъёмам печатных секций. Важно, что величина шага регулировки часто не догма: Владимир Радивон, заместитель технического директора компании «Политех», где почти год работает 8-красочная Athena от Flexo Group, рассказал, что по их запросу дискретность шага приводки заказанной машины была существенно увеличена (до 0,15 мм) в сравнении со стандартной. Для многих представленных в обзоре машин величина такого шага — 1 мкм.

Стабильный процесс

Для отслеживания и удержания установленных параметров заказчик может выбрать любую подходящую для него систему. Самые доступные — блоки пассивного видеоконтроля со стробоскопом, чья эффективность зависит от внимательности и квалификации оператора. Намного совершеннее модули контроля и инспекции полотна с индикацией и обратной связью, позволяющие мгновенно выявить дефект, автоматически отрегулировать приводку. Как рассказал Сергеев, благодаря подобной системе их печатники за 7 с фиксируют недопустимые отклонения по цвету, появление инородных тел на полотне, погрешности совмещения, непропечатки. «Представляете, какой процент брака мы бы имели, если время выявления дефекта при скорости 300 м/мин исчислялось бы минутами?» — задаёт он риторический вопрос. Об установке аналогичной системы на следующую, планируемую к приобретению машину, задумывается и Лебедева: при формировании заказа на уже работающую средства анализа дефектов в конфигурацию включены не были.

Распространённая практика — выдвижение печатных секций с помощью пневмоцилиндров в положение для смены форм и анилоксов

Функция автоматического регулирования приводки — следующий шаг, базирующийся на возможностях выбранной системы инспекционного контроля полотна и их поддержке со стороны изготовителя машины. Хотя потребность в автоматической приводке для планетарных систем, по мнению некоторых экспертов, не столь актуальна, как для секционных, Сергеев отметил, что стабильность печати с использованием подобных устройств заметно выше, да и время приладки сокращается. Проблематично это реализовать в машинах с механической приводкой, оснащение которых моторизованными приводами формного вала не предусматривается.

Не менее существенный при печати по гибким материалам компонент — система автоматического поддержания температуры в межсекционных и туннельных сушильных устройствах, которой оснащаются абсолютно все машины. Важное условие качественной работы — раздельные (двухконтурные) системы управления воздушными потоками для каждого из двух устройств.

Почти экзотика — система автоматической регулировки натиска в зависимости от скорости, реализуемая в машинах Bielloni, Cerutti, Comexi, Soma Engineering, Uteco Converting и Windmoeller & Hoelscher. Примерная суть алгоритма — увеличение натиска на 1 мкм при нарастании скорости на 100 м/мин. Дополнительный подход к решению проблемы у Windmoeller & Hoelscher в рамках системы EasySet — натиск увеличивается до тех пор, пока плотность тестовых плашек, размещённых по краям печатной формы, не достигнет 100%. Специалисты Fischer & Krecke уверены в стабильности натиска по другой причине: станина их машин оснащена системой охлаждения, объединённой с контуром водяного охлаждения печатного цилиндра, что гарантирует стабильность всех геометрических характеристик. Soma Engineering сообщает о запатентованной системе тепловой стабилизации центрального барабана и рамы машины: итог работы — стабильность натиска при печати заказа.

Важный и всеми используемый элемент автоматизации — двухшпиндельная система смены рулонов на размотке и намотке, поставляемая в двух исполнениях: консольном полуавтоматическом и револьверном (турельном) автоматическом. Особенность первой — вынужденное снижение скорости машины (порой до нуля) на время склейки полотна. Вторая, стандартно предлагаемая в составе комплектации многих машин, оснащается устройствами автоматической резки, склейки и смены рулонов, на рабочей скорости обеспечивает «подхватывание» нового полотна, его приклейку на скотч к остатку уже выработанного материала и мгновенный вывод в рабочее положение новой оси с рулоном.

Менять — быстро

Магическое словосочетание «время смены тиража» встречается в рекламных буклетах абсолютно всех производителей. Стремление снизить его почти до нуля прослеживается во всех подобных материалах. Средства известны — максимальные автоматизация и простота смены форм, анилоксов, смывки или замены красочных секций. Эффективный путь — работа с формными гильзами и рукавными анилоксами, хотя применение последних приветствуется не всеми заказчиками, отмечающими дороговизну и механическую уязвимость полых растровых валов.

В итоге, ряд производителей шестерёнчатых агрегатов останавливается на «половинчатом» варианте, даже в виде опции не предлагая поддержку работы с рукавными анилоксами. Иное дело — сервоприводные машины, размер инвестиций в которые часто позволяет не обращать внимания на подобные «мелочи».

Выполняемое в автоматическом режиме моторизированное разведение секций по окончании печати — стандартный приём, реализуемый схожими методами. По его окончании все элементы устанавливаются в положение готовности к смене форм, анилоксов, ракелей. За отвод отвечают специальные двигатели, как правило, синхронно перемещающие секции по шарико-винтовым парам.

Для сокращения времени практикуются индивидуальные подходы. Конструкторы Bielloni пошли сложным путём: в сервоприводной Theorema FSC не два, а четыре привода формного вала, попарно установленных на концах оси встречно друг другу. Быстрый отвод секций и валов, жёстко зафиксированных встречным давлением и традиционными пневматическими замками, осуществляется с помощью пневомоцилиндров по скользящим опорным поверхностям печатных секций.

Когда выведенная в исходное положение секция готова к замене форм и анилоксов, в ряде машин включается дополнительная автоматика: разработчики Bielloni Theorema GLA, Flexotechnica Chronos и Windmoeller & Hoelscher предусмотрели режим автоматического выталкивания гильз после высвобождения опорных замков.

Сервис и диагностика

Дать исчерпывающее описание технических особенностей широкорулонных планетарных флексомашин в одной статье невозможно. Специалисты всех производств традиционно подтвердили, что главный критерий выбора техники — соотношение цена/качество.

И поскольку все производители следуют одной схеме, предлагая подписать первый акт приёмки на заводе, обязательным условием становится тестовая печать. Подходы могут быть разными: кто-то, подобно специалистам «Полипак», предпочтёт поездку к изготовителю с собственными печатными формами, кто-то ограничится стандартным тестом. Идеальный вариант, как подчеркнули Сергеев и Тагиев, — просмотр машины, отработавшей в течение года или двух лет на реальном производстве. Только так, отметили они, можно выявить особенности «механики», устойчивость агрегата к ударным печатным нагрузкам.

Немаловажен уровень сервисного обслуживания, оперативность откликов на поступающие запросы. Об этом, в частности, говорила Лебедева, положительно отметив своевременность поставки запчастей и обязательность работы московского сервисного центра.

Гибкость и широта предлагаемых конфигураций — другой критерий перспективности работы с поставщиком. Среди очевидных примеров — поставка сушильных устройств, функционирующих на требуемом теплоносителе (электричество, газ, масло), оснащение дополнительными, устанавливаемыми в линию печатными или отделочными секциями, широта предложений по поставке дополнительного оборудования — плёночных экструдеров, ламинаторов, систем для монтажа флексоформ.

Авторы выражают искреннюю признательность специалистам компаний Bielloni Converting, Bobst Group, Carint, Cerutti, Flexotec, Gramex, Soma Engineering, Windmoeller & Hoelsher, «Вариант», «Данафлекс», «Ерматель», «Итрако», «Киевполиграфмаш», «Контрольный пакет», «Полиграфические системы», «Полиграфспектр», «Полипак», «Политех», «Россита», «Терра Принт», «УпакМеханика» и «Флексотек» за помощь при подготовке статьи.

Статистика инсталляций по миру бесшестерёнчатых флексографских планетарных широкорулонных машин в соответствии с предоставленными рядом производителей данными