Проект Digital corrugated

В прошлом году на выставке Drupa в Германии компания BHS Corrugated объявила о совместной работе с японским производителем цифровых принтеров Dainippon Screen в сфере разработки струйного принтера шириной 2,8 м. По завершении проекта оборудование сможет работать в линии со стандартным гофроагрегатом, разработанным BHS Corrugated, производя запечатанные листы гофрокартона, подаваемые непосредственно на листоукладчик. Таким образом, отпадет необходимость во флексоформах, и переход будет моментальным. В оборудовании будут использоваться краски и лак на водной основе, пригодные для упаковки, контактирующей с пищевыми продуктами.

На фабрике в Кембридже, где ведется разработка печатающего устройства, экспериментальная версия оборудования шириной 1,6 м работает с весны, позволяя накапливать опыт для создания полноценного тестового варианта шириной 2,8 м, появление которого ожидают в первой половине 2018 г.

Была создана новая компания под названием Screen GP IJC Ltd, в частности, для разработки механизма печати, который будет интегрироваться в гофроагрегаты BHS Corrugated. Screen, в свою очередь, владеет компанией Inca Digital, расположенной в Кембридже, которая  еще в начале 2000-х выступила пионером в области разработки широкоформатного печатного оборудования для рынка упаковки и  табличек. Кроме того, для создания новых печатных машин, основанных на технологии, знаниях и средствах Inca, была приобретена и соседняя с их заводом фабрика.

Разработка печати «в один прогон»

Все прежние принтеры Inca были машинами листового плоскостного типа, они работали по технологии печати «в несколько прогонов» и  использовали УФ-отверждаемые краски, часть которых продавалось и на рынке гофрокартона. Новый принтер от BHS Corrugated/Screen станет первой машиной Inca с технологией печати «в один прогон», где запечатываемый материал будет непрерывно проходить под печатными головками, позволяя оборудованию работать на очень высокой скорости – вплоть до 300 м/мин. Также в этом оборудовании будут использоваться краски на водной основе, пригодные для упаковки, контактирующей с пищевыми продуктами, которые требуют более сложной системы сушки, чем УФ-краски.

Колин Миллс, директор по продукции Inca Digital: «Мы сделаем печатающее устройство вместе с электроникой и ПО для управления всеми форсунками. Для того чтобы отследить и проконтролировать постоянно меняющиеся данные при таком количестве форсунок, требуется очень большая вычислительная мощность. Проект разработки принтера  BHS Corrugated/ Screen независим от Inca, хотя Inca принадлежит немалая часть интеллектуальной собственности. Для нас это отличная возможность выйти на рынок решений печати «в один прогон»».

Гельмут Краус и Максимиллиан Марк из BHS Corrugated, Германия, объясняют, как, с их точки зрения, развивается цифровая система. Гельмут Краус – менеджер технических систем, а Максимиллиан Марк – руководитель проекта. Сразу взяться за создание машины шириной 2,8 м – это серьезный шаг, поэтому было принято решение о производстве демо-образца шириной 1,6 м. Это помогает всем участвующим сторонам разобраться в основах перед тем, как начать создавать первую полноразмерную машину в 2018 году. «На заводе мы видели демо-машину шириной 1,6 м, она называется Jetliner. И полноценная модель шириной 2,8 м будет создана на основе опыта, полученного в процессе работы над машиной Jetliner», – говорит г-н Краус.

Он также подчеркнул, что полноценная модель не обязательно будет носить имя Jetliner. «Мы должны проводить различие между ней и принтером Jetliner, который является печатной машиной типа «с рулона на рулон» шириной 1,6 м, – сказал Гельмут Краус. –  Она знаменует собой важный этап на пути к нашему принтеру шириной 2,8 м, интегрированному в гофролинию. У принтера «Jetliner» идентичная технология печатных головок и электронное управление. Кроме того, в нем используются наши краски и лак, так мы имеем возможность контролировать технологический процесс и технологические параметры».

Несмотря на то, что Jetliner был создан в виде рабочей линии печати «с рулона на рулон», будущие модели шириной 2,8 м предполагается не полностью собирать в Кембридже, поскольку компания Inca не будет изготавливать систему для финальной транспортировки бумаги. Печатное устройство и вспомогательное оборудование будет доставляться на  BHS Corrugated в Германию, где немецкая компания дополнит их своими компонентами и укомплектует, чтобы  в таком виде поставлять оборудование на заводы заказчиков.

Модель шириной 2,8 м будет использовать разработанные BHS Corrugated системы подачи бумаги, транспортировки и интеграции в гофроагрегат.  О том, какова будет окончательная конфигурация,  разработчики пока не сообщают. Несмотря на то, что система описывается  как интегрированная в гофролинию, печать не будет наноситься непосредственно на готовое полотно гофрокартона. В принтер будут непрерывно подаваться рулоны лайнера, которые потом будут идти на гофроагрегат.

Первая модель печатного оборудования шириной 2,8 м будет собрана и запущена на заводе BHS Corrugated в Вайерхаммере, где ее настроят для тестовых прогонов по системе «с рулона на рулон». Запечатанные рулоны доставят на предприятие немецкого заказчика и запустят в работу на гофро-агрегате BHS Corrugated.

После этого печатающее устройство будет установлено на предприятии заказчика и интегрировано в гофроагрегат.

«В 2018 году мы рассчитываем печатать заказы нашего клиента у нас на заводе, и если все будет идти по плану, то альфа-версию оборудования мы поставим в 2019 году, – говорит  г-н Краус. – У нас определенно есть одна площадка для альфа-версии и две для бета-версии, но перед выходом на рынок нам, пожалуй, нужно будет запустить бета-версию еще на одном производстве».

По словам г-на Крауса, основная концепция останется такой же, какая была заявлена в 2016 г., разве что с некоторыми изменениями в свете системных разработок и обратной связи с рынком. «По сути, это та же самая конфигурация, что была представлена на Drupa. Конечно, некоторые небольшие технические детали изменились, но это нормально, если речь идет об оборудовании в стадии разработки. Мы сделали его конструкцию более модульной, чем планировалось изначально, так что клиенты смогут подбирать оптимальную конфигурацию, отвечающую требованиям рынков, на которых они работают. У нас есть станция нанесения первичного слоя, у нас есть аналоговая станция лакировки, у нас есть цифровая станция лакировки, а клиент может выбрать  комплектацию без нанесения лака или же с обеими лакировочными станциями».

Все принтеры будут работать в четыре цвета (CMYK), с возможностью лакировки и обработки бумаги, говорит г-н Краус. «Наша цель – возможность работы как с мелованными бумагами, так и с бурыми лайнерами». Использование красок на водной основе, в отличие от УФ-красок,  при работе с немелованной бумагой может привести к проблемам – все-таки в чернилах много воды.  По словам г-на Крауса, это уже не является препятствием. «С самого начала одной из важнейших характеристик нашего оборудования являлась возможность работы с сортами бумаги, которые в настоящее время доступны на рынке. Мы не хотим использовать специальную бумагу для струйной печати или предварительно обработанную бумагу. Поэтому при необходимости оборудование будет иметь модуль нанесения первичного слоя или модуль коронирования поверхности».

Невзирая на то, что краски на водной основе широко используются, BHS Corrugated особенно гордится прозрачным лаком, который может быть использован для выборочного лакирования. «Лак для цифровой печати на водной основе – особый продукт на рынке, и мы не знаем ни одной компании, которая бы также его поставляла», – говорит г-н Краус.

Существует два основных блока печатного модуля: один с восемью печатными планками, в которых два комплекта головок для голубого, желтого, пурпурного и черного, а второй – меньший блок с двумя планками, содержащими головки для нанесения прозрачного лака, – эта конфигурация повторится и в более широкой версии оборудования в 2,8 м. Три высокопроизводительных ИК-сушки от Adphos размещены в секции печати и одна – в секции нанесения лака. В корпусе печатающего устройства много пространства и вытяжных вентиляторов для устранения испаряемой из красок воды и предотвращения ее повторного впитывания бумагой. Пьезоэлектрические печатные головки капельно-импульсного типа Samba произведены Fujifilm Dimatix. 2048 форсунок на каждую печатную головку изначально обеспечивают штатное разрешение в 1200 dpi, а господин Краус прогнозирует увеличение этого показателя в будущем до 2400 dpi. Благодаря возможности варьировать размеры капли, качество печати на принтерах, уже имеющих эти головки, по крайней мере, не хуже, чем у офсета на существующих принтерах, которые уже используют эти головки.

Печатающие головки Samba были созданы десять лет назад и с самого начала сконструированы так, чтобы их можно было встроить в оборудование для печати «в один прогон» любой ширины. Головки ромбовидной формы образуют непрерывный бесшовный массив, размещенный на печатной планке, которая является каркасом, устанавливаемым в принтер над бумажным полотном. Печатные планки могут сдвигаться в сторону для обслуживания, замены и очистки. Головки Samba имеют ширину 43 мм, поэтому для создания массива на оборудовании шириной 2,8 м необходимо 66 штук. На каждый цвет будет идти два массива, соответственно, и две планки. При четырех цветах и двух массивах для лакировки потребуется десять печатных планок, что в общей сложности составит 660 печатных головок. «Поскольку получается, что настраивать необходимо внушительное число головок,  Inca разработала моторизованную систему выравнивания в случае замены одной или нескольких из них, – говорит г-н Миллс. – Оборудование печатает тестовый шаблон, и он считывается сканером, который определяет необходимые корректировки».

Дублирование печатных планок необходимо для достижения полной скорости 300 м/мин. необходимой для синхронизации с гофроагрегатом. Это также позволит продолжать печать (и производство на гофроагрегате) во время техобслуживания – половина планок может быть извлечена, а принтер все равно будет работать, пусть и со скоростью 150 м/мин. Извлечение планок предполагает, что принтер будет очень широким, возможно 9–10 м вместе с каркасом и пространством доступа.

Зазор между печатающими головками и бумагой очень мал, поэтому детектор распознает любую деформацию / коробление или увеличившуюся из-за места склейки в рулоне высоту полотна и автоматически поднимает головки, чтобы предотвратить контакт и повреждение. Расположенные после модуля печати и нанесения лака камеры отслеживают основные проблемы, но дополнительные сенсоры настроены под машины производства, чтобы оценивать качество печати в процессе работы и обеспечивать обратную связи с системой управления для внесения необходимых корректировок.