Đồ án kiểm soát chất lượng in offset sản xuất bao bì hộp giấy - HCMUTE

Đề xuất quy trình kiểm soát chất lượng in offset trong sản xuất bao bì hộp giấy, giúp chuẩn hóa tiêu chuẩn in ấn và giảm thiểu tỷ lệ sản phẩm lỗi.

• Tác giả: Nguyễn Mạnh Dũng
• Người hướng dẫn: ThS. Trương Thế Trung
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ In
• Đề tài: Đề xuất quy trình kiểm soát chất lượng công đoạn in offset trong sản xuất bao bì hộp giấy
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan kiểm soát chất lượng in offset bao bì hộp giấy

Ngành sản xuất bao bì hộp giấy đòi hỏi độ chính xác cao về màu sắc và cấu trúc hình học. In offset là kỹ thuật then chốt quyết định hình ảnh thương hiệu trên bao bì. Quá trình in offset bao bì hộp giấy chịu tác động của nhiều thông số kỹ thuật phức tạp. Kiểm soát chất lượng giúp loại bỏ phế phẩm và tối ưu chi phí nguyên vật liệu. Doanh nghiệp cần xây dựng bộ tiêu chuẩn đánh giá nghiêm ngặt theo ISO 12647-2. Hệ thống kiểm soát bao gồm các khâu từ tiếp nhận nguyên liệu đến vận hành máy in. Việc thiết lập thông số đo lường chuẩn hóa giúp ổn định chất lượng toàn bộ lô sản phẩm. Mọi sai lệch quang học và cơ lý phải được phát hiện ngay từ bản in thử đầu tiên. Dữ liệu đo đạc thực tế phản ánh chính xác hiệu suất vận hành của thiết bị in. Kiểm soát công đoạn in offset là giải pháp cốt lõi để nâng cao năng lực cạnh tranh bao bì.

1.1. Vai trò của in offset trong sản xuất bao bì hộp giấy hiện đại

In offset là phương pháp in phẳng có năng suất vượt trội trong sản xuất bao bì hộp giấy. Công nghệ này đảm bảo hạt tram sắc nét và độ tương phản cao trên bề mặt giấy carton. Tốc độ in cao giúp hạ giá thành đơn vị sản phẩm trong các đơn hàng lớn. Khả năng tái tạo màu sắc đồng đều giữ vai trò quan trọng đối với nhận diện nhãn hàng. Bên cạnh đó, in offset tương thích với nhiều loại mực in và lớp phủ bảo vệ. Kỹ thuật này đáp ứng tốt các yêu cầu gia công sau in như cấn bế và tráng màng. Sự ổn định của bản in offset tạo nền tảng vững chắc cho dây chuyền đóng gói.

1.2. Mục tiêu cốt lõi của quy trình kiểm soát chất lượng in ấn

Mục tiêu hàng đầu của kiểm soát chất lượng là duy trì tính nhất quán quang học giữa các ca sản xuất. Quy trình chuẩn hóa giảm thiểu tối đa tỷ lệ hao hụt giấy carton và mực in. Các phép đo mật độ quang học giúp kỹ thuật viên điều chỉnh lượng cấp mực chính xác. Kiểm soát chặt chẽ ngăn ngừa lỗi lệch màu trước khi tiến hành in sản lượng lớn. Hệ thống kiểm tra liên tục bảo đảm thành phẩm đáp ứng đúng thông số kỹ thuật đã cam kết. Doanh nghiệp nâng cao độ tin cậy và hạn chế tối đa nguy cơ bị trả hàng do lỗi in.

II. Thách thức kiểm soát chất lượng in offset bao bì hộp giấy

Quá trình in offset bao bì hộp giấy đối mặt với nhiều biến số kỹ thuật khó lường. Vật liệu giấy in có cấu trúc không đồng nhất giữa các chiều cán cuốn và chiều ngang. Sự thay đổi độ ẩm môi trường làm cong vênh giấy và gây sai lệch chồng màu. Mực in offset dễ bị biến đổi độ nhớt khi nhiệt độ lô mực tăng cao trong lúc vận hành. Hiện tượng gia tăng tầng thứ không kiểm soát khiến hình ảnh in bị bết và mất chi tiết vùng tối. Áp lực in giữa ống bản, ống cao su và ống ép không đồng đều tạo ra dải màu loang lổ. Thợ in thiếu công cụ đo lường tiêu chuẩn thường phán đoán cảm quan dẫn đến sai số lớn. Độ sai lệch màu Delta E giữa tờ in sản lượng và tờ in ký mẫu thường vượt mức cho phép. Doanh nghiệp cần nhận diện chính xác các nguyên nhân gốc rễ để thiết lập phương án kiểm soát phòng ngừa.

2.1. Biến số từ vật liệu giấy bìa và mực in chuyên dụng

Giấy bao bì sở hữu các đặc tính cơ lý và quang học biến thiên theo từng lô sản xuất. Độ dày và độ cứng của giấy ảnh hưởng trực tiếp đến lực ép in trong máy. Sai lệch độ trắng Delta E vượt quá 3 đơn vị làm biến dạng màu sắc tổng thể bản in. Độ hút mực không đồng đều gây ra hiện tượng lem mực hoặc bột phấn bám dính lô cao su. Mực in kém chất lượng có thể dẫn đến sự mất cân bằng giữa mực và dung dịch làm ẩm. Tình trạng nhũ tương hóa mực khiến lớp màng mực in mất độ bão hòa cần thiết.

2.2. Sự sai lệch quang học và gia tăng tầng thứ trong in offset

Gia tăng tầng thứ TVI là hiện tượng hạt tram mở rộng kích thước quang học và cơ học. Khi TVI vượt khỏi dung sai tiêu chuẩn ISO 12647-2, tông màu toàn bài in sẽ bị tối cục bộ. Vùng tram 50% là khu vực nhạy cảm nhất và dễ xuất hiện sai lệch lớn nhất. Sự chênh lệch độ tương phản in làm giảm độ sâu trường ảnh của bao bì. Thêm vào đó, việc thiếu thiết bị quang phổ kế khiến thợ in khó phát hiện sai biệt Delta E00. Lỗi màu chỉ được nhận ra khi sản phẩm đã hoàn thiện, gây thiệt hại kinh tế nặng nề.

III. Đề xuất quy trình kiểm soát chất lượng in offset hộp giấy

Quy trình kiểm soát chất lượng công đoạn in offset bao bì hộp giấy được chia thành ba giai đoạn chuẩn mực. Giai đoạn trước in tập trung kiểm tra độ dày, độ ẩm, độ trắng giấy và độ nhớt mực in. Kỹ thuật viên tiến hành đo mật độ quang học của bản kẽm trước khi lắp lên trục máy. Giai đoạn cân chỉnh máy in sử dụng dải kiểm tra tiêu chuẩn để đo thông số Delta E và TVI. Tờ in ký mẫu được phê duyệt khi đáp ứng nghiêm ngặt dung sai Delta E00 dưới 3.5 cho các màu cơ bản. Giai đoạn in sản lượng thực hiện lấy mẫu định kỳ 500 tờ một lần để kiểm tra độ ổn định. Ít nhất 68% tờ in sản lượng phải duy trì độ lệch màu trong khoảng dung sai cho phép. Thiết bị đo quang phổ phân tích dữ liệu liên tục để thợ in điều chỉnh hệ thống cấp mực và nước. Toàn bộ thông số đo đạc được lưu trữ vào biên bản kiểm soát để theo dõi chất lượng.

3.1. Thiết lập thang đo kiểm tra và dung sai màu sắc chuẩn ISO

Dải kiểm tra màu sắc chuẩn cần được đặt ở mép đuôi mỗi tờ in offset. Dải đo này chứa các ô tông nguyên CMYK, ô chồng màu RGB và các ô thang tram từ 5% đến 95%. Kỹ thuật viên sử dụng máy đo quang phổ Spectrophotometer với chế độ ánh sáng chuẩn M1. Dung sai sai biệt màu Delta Eab của tờ in ký mẫu không được vượt quá 5.0 đối với tất cả các màu process. Dung sai Delta E00 cho màu Cyan, Magenta và Yellow trên tờ in sản lượng phải duy trì dưới mức 2.8. Việc kiểm soát này giữ cho màu sắc sản phẩm luôn đồng nhất tuyệt đối.

3.2. Giám sát độ gia tăng tầng thứ và cân bằng mực nước trên máy

Giá trị gia tăng tầng thứ TVI tại ô tram 50% phải được kiểm soát ở mức 16% đối với giấy tráng phấn loại 1. Hệ thống cấp dung dịch làm ẩm cần duy trì độ pH ổn định từ 4.8 đến 5.5 và độ dẫn điện chuẩn. Cân bằng mực nước ngăn chặn hiện tượng tạo bọt và nhũ tương hóa mực trên bề mặt bản in. Thợ vận hành máy in phải thường xuyên kiểm tra nhiệt độ của hệ thống làm mát lô mực. Khi phát hiện chỉ số TVI biến thiên bất thường, kỹ thuật viên cần hiệu chỉnh lực ép in giữa ống cao su và ống ép ngay lập tức.

IV. Hiệu quả kiểm soát chất lượng in offset trong bao bì giấy

Ứng dụng quy trình kiểm soát chất lượng công đoạn in offset mang lại lợi ích kinh tế rõ rệt cho doanh nghiệp bao bì hộp giấy. Việc áp dụng các tiêu chuẩn đo lường khoa học giúp giảm tỷ lệ phế phẩm in xuống dưới 2%. Thời gian căn chỉnh màu sắc đầu ca sản xuất được rút ngắn đáng kể nhờ dữ liệu thông số sẵn có. Chất lượng bao bì hộp giấy đạt độ đồng đều cao về màu sắc và độ sắc nét chi tiết. Doanh nghiệp xây dựng được uy tín vững chắc với các đối tác thương hiệu lớn nhờ cam kết chất lượng chuẩn hóa. Dữ liệu từ quy trình kiểm soát còn hỗ trợ công tác bảo trì định kỳ thiết bị in offset hiệu quả. Công nhân vận hành máy nâng cao kỷ luật kỹ thuật và kỹ năng làm việc theo quy trình định lượng. Quy trình này là nền tảng tất yếu để các nhà in chuyển đổi số và nâng cao năng lực cạnh tranh bền vững.

4.1. Tối ưu hóa chi phí sản xuất và giảm thiểu phế phẩm giấy in

Kiểm soát chất lượng chặt chẽ giúp tiết kiệm hàng tấn giấy bao bì và hàng trăm lít mực in mỗi tháng. Các sai hỏng về tông màu hoặc độ bết dính được ngăn chặn ngay từ công đoạn canh bài in. Tỷ lệ tái chế và hủy bỏ sản phẩm lỗi giảm mạnh, giúp giảm thiểu đáng kể chi phí rủi ro. Dây chuyền sản xuất vận hành liên tục mà không bị gián đoạn do các sự cố kỹ thuật bất ngờ. Hiệu suất sử dụng máy in offset tăng lên nhờ tối ưu hóa thời gian chạy sản lượng và giảm hao phí cài đặt.

4.2. Khả năng tích hợp vào hệ thống quản lý chất lượng nhà xưởng

Quy trình kiểm soát in offset dễ dàng tích hợp vào hệ thống quản lý chất lượng tổng thể ISO 9001 và ISO 12647. Toàn bộ biểu mẫu kiểm tra và số liệu đo quang phổ được số hóa trên phần mềm quản lý xưởng in. Đội ngũ kiểm tra chất lượng có thể truy xuất nguồn gốc sai lỗi nhanh chóng theo từng lô sản phẩm. Mô hình này tạo ra chuẩn mực làm việc chuyên nghiệp và minh bạch giữa bộ phận sản xuất và khách hàng. Đây là bước đệm then chốt để doanh nghiệp in bao bì vươn ra thị trường quốc tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Lý do chọn đề tài Trong thời đại công nghệ phát triển như hiện nay thì ngành in ấn trên thế giới hiện nay cũng đang dần chuyển mình sang các phương pháp in kĩ thuật số, các sản phẩm của phương pháp in truyền thống offset mà người ta vẫn hay quen nói trước đây như là: sách, báo, hay tạp chí,… đang dần mất thị phần vì đã được số hóa nhờ vào các công nghệ. Mặc dù vậy, nhưng in offset vẫn không hề bị mất đi chỗ đứng của mình nhờ vào sự phát triển của ngành bao bì hiện nay. Cũng với sự ổn định trong sản xuất và cũng với giá thành thì offset vẫn đang là một công nghệ vẫn đang được sử dụng rộng rãi. Trong ngành bao bì, ngoài sự đa dạng về mẫu mã để cho ra một sản phẩm hoàn chỉnh và có chất lượng cao thì đòi hỏi các công ty phải có quy trình vận hành, quy trình kiểm soát sản xuất và sự liên kết chặt chẽ giữa các công đoạn với nhau.

Tăng năng suất, chất lượng sản phẩm tốt, giảm thiểu các lỗi trong quá trình sản xuất là tiêu chí mà nhà in nào cũng cần phải đạt được. Một điều mà các phương pháp offset vẫn đang lợi thế hơn so với in kỹ thuật số đó là sự ổn định khi in một đơn hàng với số lượng lớn và số lượng in càng lớn với in offset sẽ giúp giảm chi phí trên toàn đơn hàng. Ở thời buổi kinh tế cạnh tranh như hiện nay, thì giảm chi phí mà vẫn bảo đảm chất lượng đầu ra là yếu tố hàng đầu mà khách hàng đưa ra cho các nhà in. Thời gian đi thực tập ở công ty thật sự là một trong những cơ hội tiếp cận thực tế để có thể chứng kiến những kiến thức mình đã được học trong bốn năm qua và vận dụng ở các quy trình sản xuất in như thế nào.

Và chỉ có đi thực tế mới có thể giúp ta mở mang sự hiểu biết mà trước giờ chỉ được xem qua những quyển sách lý thuyết hay những video bài giảng của thầy cô. Tụi em được tiếp cận với rất nhiều đơn hàng khác nhau đặc biệt là bao bì hộp giấy từ những thương hiệu lớn như là: Unilever, Nestlé,…Và tùy vào từng đơn hàng từ khó đến dễ sẽ có những cách xử lý và cách kiểm soát chất lượng bài in khác nhau. Cùng với đó là cách quản lý một quy trình in ấn từ khâu canh, kiểm tra chỉnh máy móc đến khâu quản lý chất lượng, để khi có vấn đề ta biết cách phải xử lý như thế nào, xử lý ở đâu. Để làm được điều đó thì ta phải có sự liên kết giữa các công đoạn với nhau, từ đó có thể vận hành một cách trơn tru.

Nó giúp tụi em học được nhiều kiến thức từ những đơn hàng thực tế. Và từ đó, em đã lấy nó làm nên tảng cho bài đồ án lần này. Ở đồ án lần này, tụi em sẽ nghiên cứu và đề xuất một quy trình kiểm soát chất lượng bao bì hộp giấy trong công đoạn in. Dựa trên những kinh nghiệm mà tụi em học được từ việc tham gia vào môi trường làm việc thực tế, quy trình này tụi em muốn tập trung cho đồ án này sẽ giới hạn ở công đoạn in trong sản xuất bao bì hộp giấy.

Đây là một trong những tiền đề để tụi em có 1 thể triển khai, mở rộng cho việc kiểm soát và quản lý chất lượng cho bao bì hộp giấy hiện nay. Mục tiêu nghiên cứu Trong môn đồ án này, những mục tiêu chính sẽ nghiên cứu như sau:  Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bao bì hộp giấy được sản xuất trong công đoạn in.  Xác định các công cụ, phương pháp kiểm soát chất lượng bao bì hộp giấy trong công đoạn in.  Xây dựng quy trình kiểm soát chất lượng bao bì hộp giấy bằng phương pháp in offset trong công đoạn in.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu  Quy trình kiểm soát chất lượng trong công đoạn in của công ty Starprint  Những tiêu chuẩn kiểm soát chất lượng in: ISO – 12647 (năm 2013), G7  Điều kiện in tại xưởng sản xuất Phương pháp nghiên cứu  Dựa vào những tài liệu tham khảo về qui trình vận hành và cách kiểm soát đã được học  Nghiên cứu dựa trên các tài liệu chuyên ngành, giáo trình và các tiêu chuẩn áp dụng cho ngành in  Thực nghiệm thông qua quá trình thực tập ở môi trường thực tế  Thông qua kiến thức lý thuyết cộng với quá trình tiếp xúc thực tế, tiến hành kiểm soát và ứng dụng qui trình cho sản phầm in ấn thực tế.  Tham khảo ý kiến của những người có chuyên môn cao và những người có kinh nghiệm để đóng góp và hoàn thiện đề tài 2 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI Tầm quan trọng của chất lượng in trong đánh giá chất lượng sản phẩm bao bì hộp giấy Hiện nay, ngành công nghiệp in là một ngành công nghiệp dịch vụ, sản phẩm in liên quan đến các ngành kinh tế - xã hội. Theo căn cứ số lượng báo cáo của Cục Xuất bản, In và Phát hành sách Việt Nam có khoảng trên 2.000 doanh nghiệp hoạt động kinh doanh liên quan lĩnh vực In, sản xuất và in bao bì. Số lượng các hộ kinh doanh hoạt động photo, gia công sản phẩm in chưa được thống kê, có quy mô khác nhau cũng khoảng hàng nghìn hộ.

Tổng doanh thu ngành in Việt Nam dự tính theo quy đổi ngoại tệ đạt trên 5 tỷ USD. Việc các doanh nghiệp đang tập trung sản xuất và đầu tư theo lợi thế công nghệ để có thể bắt kịp xu hướng phát triển của thị trường in bao bì. Theo thống kê đến đầu 2020, các doanh nghiệp in bao bì đạt mức tăng trưởng hơn 20% cho thấy thị trường in bao bì là một thị trường tiềm năng, rất hấp dẫn cho các nhà đầu tư trong nước và đầu tư nước ngoài. Ngành bao bì phát triển cũng là điều tất yếu bởi sự đòi hỏi đến từ khách hàng ngày càng tăng cao.

Thứ nhất là, sản phẩm in, bao bì đòi hỏi chất lượng in ngày càng phải tốt và đa dạng về mẫu mã. Thứ hai là, sản phẩm in, bao bì phải sạch, an toàn cho người sử dụng và thân thiện với môi trường. Cuối cùng là chi phí sản xuất cạnh tranh và hợp lý với túi tiền của người mua. Với những đòi hỏi đến từ các khách hàng, các nhà in cần kiểm soát chất lượng in trên từng sản phẩm bao bì mình sản xuất phải hài lòng được theo mong muốn của họ.

Nhưng điều đó không thể định lượng hay kiểm chứng cụ thể để nhà in có thể ổn định các đơn hàng mình làm được. Tiêu chuẩn hóa chất lượng in giữa nhà in và khách hàng được coi là một thách thức trong sản xuất bao bì. Việc kiểm soát chất lượng in không phải chỉ làm hài lòng khách hàng khi ký duyệt mà còn phải có sự ổn định trong các đơn hàng về sau. Chất lượng sản phẩm không chỉ ảnh hưởng bởi tờ in mà còn bởi các yếu tố khác như vật liệu, bản in, môi trường xung quanh và con người.

Điều đó được cụ thể hóa bằng việc nhà in phải thiết lập một quy trình kiểm soát chất lượng sản phẩm ở công đoạn in. Để tiêu chuẩn hóa được một quy trình kiểm soát chất lượng in ta cần phải đầu tư thiết bị và con người trong công đoạn In này để đảm bảo được từ vật tư, máy móc thiết bị, tờ in đến con người và môi trường xung quanh đều phải tuân thủ và điều chỉnh theo các tiêu chuẩn quốc tế mà nhà in đã sử dụng. Chất lượng in là phần quan trọng của chiến lược phát triển ở nhà in trong xu hướng thị trường in bao bì phát triển. Các nhà in bắt đầu đầu tư chuyên sâu trong mảng sản xuất bao bì này để họ có thể đem về các khách hàng mới của mình.

Khoa học phát triển, nền công nghệ thay đổi chính là điều kiện để thúc đẩy phát triển sản xuất. Tuy nhiên đối với nền công nghiệp Việt Nam, ngành công nghiệp bao bì có thể 3 lớn mạnh và ổn định phụ thuộc vào sự liên kết chặt chẽ của các nhà in. Đó chính là trách nhiệm và thách thức đối với chúng ta. Các tiêu chuẩn và công cụ để đánh giá chất lượng công đoạn in trong sản xuất bao bì hộp giấy Để có một hệ thống quản trị màu hiệu quả, việc đầu tiên là cần phải có một nền tảng tiêu chuẩn trong quá trình in ấn.

Bài in đầu tiên của các sản phẩm có thể giống với mong muốn của khách hàng, nhưng không có gì đảm bảo các bài in ở những lần sau cũng sẽ như vậy. Một công ty sản xuất lớn như Coca – Cola sẽ mong muốn rằng màu sắc trên sản phẩm của họ sẽ được in giống nhau trên toàn thế giới mà không phụ thuộc vào việc in ở nơi nào. Từ đó cho ta thấy việc hướng các bài in về một tiêu chuẩn chung có vai trò rất quan trọng, vì lúc đó các bài in đều sẽ giống nhau.1 Tiêu chuẩn ISO Một trong những tiêu chuẩn hiện nay trên thế giới được sử dụng phổ biến nhất và áp dụng cho hầu hết các lĩnh vực có liên quan đến in công nghiệp đó là ISO 12647. Trong tiêu chuẩn này sẽ quy định những giá trị cần kiểm soát khi đo đạt màu sắc, các phương pháp kiểm tra cho các phương pháp in khác nhau.

Khi các giá trị in được kiểm soát đúng thì bài in được xem là đã đạt chuẩn. Trong tiêu chuẩn ISO 12647 có 7 phần:  ISO 12647-1 dành cho các thông số và phương pháp đo  ISO 12647-2 dành cho Offset tờ rời  ISO 12647-3 dành cho Offset cuộn Coldset và in báo  ISO 12647-4 dành cho in ống đồng  ISO 12647-5 dành cho in lụa  ISO 12647-6 dành cho in Flexo  ISO 12647-7 dành cho in kỹ thuật số Ngoài ra còn có các tiêu chuẩn khác liên quan như ISO 2846-1 dành cho mực in, ISO 3664 định nghĩa về điều kiện chiếu sáng, điều kiện nhìn, ISO 15930-X dành cho chuẩn về PDF/X, ISO 15076 quy định về ICC Profile… Tại đồ án này, ta sẽ tập trung chủ yếu vào các tiêu chuẩn có liên quan đến kiểm soát chất lượng bao bì hộp giấy khi in bằng phương pháp in offset tờ rời như ISO 12674 – 1, 2 để giải quyết các vấn đề gặp phải.