Đồ án Fingerprint hiệu chỉnh máy in Flexo VT Flex tại Tetra Pak Bình Dương

Đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ in về quy trình fingerprint định kỳ hiệu chỉnh máy in flexo VT Flexo 175 ES37 tại nhà máy Tetra Pak Bình Dương.

• Tác giả: Nguyễn Văn Duy
• Người hướng dẫn: ThS. Chế Quốc Long
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ in
• Đề tài: Tiến hành “Fingerprint” định kỳ để hiệu chỉnh máy in Flexo VT Flex 175 ES37 tại công ty Tetra Pak Binh Duong
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan Fingerprint hiệu chỉnh máy in Flexo VT Flex 175 ES37

Quá trình in Flexo công nghiệp đòi hỏi sự ổn định nghiêm ngặt về cơ tính và hóa lý. Máy in Flexo VT Flex 175 ES37 là thiết bị in hiện đại chuyên dùng trong sản xuất bao bì phức hợp cao cấp. Tuy nhiên, sau thời gian vận hành liên tục, các thành phần cơ khí và hệ thống truyền mực có sự biến thiên đáng kể. Fingerprint là bước chuẩn hóa thiết yếu nhằm ghi lại dấu vân tay thực tế của thiết bị tại thời điểm khảo sát. Phương pháp này phân tích mối quan hệ giữa bản in, trục anilox, băng keo gắn bản, trục sleeve và vật liệu in. Dữ liệu thu thập từ bản in test tiêu chuẩn giúp bộ phận chế bản thiết lập đường cong bù trừ dot gain chính xác. Điều này loại bỏ hoàn toàn sự phỏng đoán trong quá trình thiết kế và ghi bản flexo. Thực hiện Fingerprint định kỳ giúp doanh nghiệp duy trì chất lượng in ấn đồng nhất giữa các lô hàng, rút ngắn thời gian chuẩn bị máy và giảm hao hụt vật liệu một cách hiệu quả.

1.1. Khái niệm và mục tiêu kỹ thuật Fingerprint

Fingerprint trong in Flexo là quá trình đo lường và xác định toàn diện các đặc tính in của máy trong điều kiện chuẩn. Mục tiêu chính là xác định giá trị gia tăng tầng thứ (TVI) tại từng vùng tông màu. Kết quả đo cho phép kỹ sư prepress xây dựng đường bù trừ gia tăng tầng thứ RIP curve phù hợp. Nhờ đó, file in kỹ thuật số khi chuyển thành bản in vật lý sẽ tái tạo màu sắc chuẩn xác trên bề mặt bao bì. Fingerprint còn giúp kiểm tra độ đồng đều của áp lực in kiss-print và mật độ quang học mực in. Đây là nền tảng cho việc kiểm soát chất lượng in đạt chuẩn quốc tế.

1.2. Tầm quan trọng của Fingerprint định kỳ

Các bộ phận máy in như trục anilox, sleeve và gạt mực đều bị mài mòn tự nhiên theo thời gian. Sự mài mòn này làm thay đổi thể tích truyền mực và áp lực in thực tế. Nếu không hiệu chỉnh định kỳ, chất lượng màu in sẽ dần sai lệch so với mẫu chuẩn ban đầu. Việc thực hiện Fingerprint định kỳ trên máy VT Flex 175 ES37 đảm bảo hệ thống luôn được cân chỉnh theo trạng thái cơ khí thực tế. Doanh nghiệp dễ dàng phát hiện sớm các hư hỏng cơ khí tiềm ẩn. Điều này giảm thiểu phế phẩm in ấn và duy trì hiệu suất vận hành cao nhất cho nhà máy.

II. Phân tích yếu tố mất ổn định trên máy in Flexo VT Flex 175 ES37

Sự mất ổn định trong in Flexo thường xuất phát từ nhiều biến số cơ lý và hóa học phức tạp. Hệ thống truyền mực, độ biến dạng của trục sleeve và tính chất băng keo dán bản là những nguồn gây sai lệch hàng đầu. Mực in gốc nước có độ nhớt và độ pH biến thiên liên tục theo nhiệt độ môi trường. Khi pH giảm dưới mức 8.0, mực đặc lại và làm tắc nghẽn các vi lỗ trên trục anilox. Ngược lại, pH vượt quá 9.0 sẽ làm màng mực loãng và gây nhòe nét in. Trục sleeve nếu có độ biến dạng hình học (ovality) lớn hơn 50µm sẽ gây rung động cơ học và áp lực in không đồng đều. Ngoài ra, việc dùng băng keo dán bản có độ dày không đồng nhất làm phát sinh hiện tượng nảy trục (bouncing). Sự chênh lệch độ dày băng keo vượt mức 0.02mm sẽ phá vỡ điều kiện kiss-print. Hậu quả là xuất hiện vùng mất mực xen kẽ vùng tăng đậm tầng thứ bất thường.

2.1. Ảnh hưởng của độ pH và độ nhớt mực in

Mực in gốc nước yêu cầu kiểm soát độ pH trong ngưỡng tiêu chuẩn từ 8.0 đến 9.0. Khi độ pH giảm thấp, các thành phần nhựa trong mực kết tủa khiến độ nhớt tăng cao. Mực in khó truyền qua cell anilox, gây hiện tượng khô mực trên bản. Khi nhiệt độ làm việc tăng từ 10°C lên 20°C, thời gian chảy của mực có thể giảm từ 25 giây xuống 18 giây. Sự thay đổi độ nhớt làm thay đổi trực tiếp lượng mực truyền lên vật liệu. Điều này dẫn đến sự biến thiên mật độ quang học và sai lệch tông màu in giữa các ca sản xuất.

2.2. Sai lệch cơ học của trục Sleeve và băng keo

Trục sleeve đóng vai trò mang bản in trong cấu trúc in không trục của máy VT Flex 175 ES37. Khi sleeve bị biến dạng ovality vượt quá 100µm, trục bắt buộc phải bị loại bỏ để tránh gây rung động. Băng keo dán bản hai mặt là lớp đệm trung gian quyết định độ nén và đàn hồi khi in. Nếu độ dày băng keo chênh lệch quá 0.02mm, áp lực kiss-print tại các vùng trên bề mặt bản sẽ không đồng nhất. Tình trạng này gây ra hiện tượng bouncing, sọc ngang và mất chi tiết trame ở vùng sáng (highlight) trên sản phẩm bao bì.

III. Giải pháp Fingerprint hiệu chỉnh máy in Flexo VT Flex 175 ES37

Quy trình Fingerprint trên máy Flexo VT Flex 175 ES37 bắt đầu bằng việc chuẩn hóa và hiệu chuẩn toàn bộ thiết bị phần cứng. Kỹ thuật viên đo kiểm độ đồng tâm và ovality của trục sleeve bằng hệ thống quản lý sleeve chuyên dụng. Chỉ những trục có độ méo dưới 50µm và độ cứng trên 75 Shore D mới được đưa vào thử nghiệm. Băng keo dán bản được kiểm tra dung sai độ dày bằng đồng hồ micromet chuyên dụng. Tiếp theo, hệ thống mực in được điều chỉnh về độ nhớt chuẩn và độ pH từ 8.5 đến 8.8 tại nhiệt độ phòng ổn định. Bản in test Fingerprint chứa đầy đủ thang kiểm tra mật độ tram, bẫy mực trapping, cân bằng xám và thang đo độ sắc nét. Máy in vận hành ở tốc độ sản xuất tiêu chuẩn với áp lực kiss-print tối ưu. Các tờ in mẫu được trích xuất sau khi máy đạt trạng thái cân bằng động hoàn toàn.

3.1. Quy trình chuẩn hóa thông số trước khi in test

Trước khi in test Fingerprint, các thông số vật lý của vật tư phải được kiểm định nghiêm ngặt. Trục anilox được làm sạch sâu bằng sóng siêu âm hoặc hóa chất chuyên dụng để thông hoàn toàn các lỗ cell. Kỹ thuật viên dán bản in bằng thiết bị dán bản quang học có camera phóng đại nhằm tránh lệch vị trí. Mực in được tuần hoàn liên tục trong 15 phút để đạt nhiệt độ và độ nhớt ổn định. Băng keo xốp đàn hồi cao được ép đều lên trục sleeve với lực ép tiêu chuẩn, triệt tiêu hoàn toàn bọt khí bên dưới lớp đế polymer.

3.2. Đo đạc quang học và xây dựng đường cong bù trừ

Mẫu in Fingerprint được đo đạc bằng máy quang phổ Spectrophotometer với các điều kiện chiếu sáng tiêu chuẩn. Kỹ thuật viên tiến hành quét mật độ quang học (Solid Ink Density) và giá trị gia tăng tầng thứ (TVI) từ 1% đến 100%. Dữ liệu trích xuất được nạp vào phần mềm chế bản chuyên dụng như Esko IntelliCurve hoặc Symphony. Phần mềm tự động tính toán và tạo lập đường cong bù trừ dot gain cho từng trạm màu riêng biệt. Đường cong này được áp dụng trực tiếp vào RIP khi xuất bản in sản xuất đại trà, đảm bảo tái hiện chính xác hình ảnh gốc.

IV. Ứng dụng Fingerprint tối ưu hóa máy in Flexo VT Flex 175 ES37

Ứng dụng quy trình Fingerprint định kỳ mang lại lợi ích kỹ thuật và kinh tế to lớn cho các nhà máy bao bì. Việc chuẩn hóa máy in VT Flex 175 ES37 loại bỏ sự biến thiên màu sắc giữa các lần tái bản. Bộ phận chế bản không còn phải chỉnh sửa file thủ công theo cảm tính của thợ vận hành máy in. Đường cong bù trừ chính xác giúp các điểm trame vùng sáng từ 1% đến 3% tái tạo ổn định mà không bị mất nét hay bết dính. Thời gian canh chỉnh màu và chuẩn bị bài in giảm xuống rõ rệt từ 40% đến 60%. Doanh nghiệp tiết kiệm lượng lớn màng in, mực in và dung môi tẩy rửa trong giai đoạn khởi động máy. Hơn thế nữa, dữ liệu Fingerprint đóng vai trò là chứng chỉ chất lượng khi kiểm toán quy trình in ấn bao bì thực phẩm theo tiêu chuẩn quốc tế ISO 12647-6.

4.1. Tối ưu hóa chi phí và năng suất vận hành

Áp dụng dữ liệu Fingerprint giúp máy in Flexo VT Flex 175 ES37 đạt màu chuẩn ngay từ những mét in đầu tiên. Tỷ lệ phế phẩm do sai lệch màu sắc và hiện tượng nảy trục giảm thiểu tối đa. Thợ in rút ngắn thời gian điều chỉnh áp lực trục và lưu lượng mực khi lên bài mới. Năng suất của toàn bộ dây chuyền in tăng lên đáng kể, đáp ứng tốt các đơn hàng bao bì gấp với yêu cầu khắt khe. Chi phí vận hành tổng thể của nhà xưởng được tối ưu hóa nhờ giảm tiêu hao vật tư phụ trợ và điện năng tiêu thụ.

4.2. Chuẩn hóa quy trình in đạt chuẩn ISO 12647 6

Fingerprint cung cấp dữ liệu số hóa hoàn chỉnh về dải màu (Color Gamut), độ tương phản in và giá trị bão hòa màu sắc. Dữ liệu này giúp doanh nghiệp dễ dàng đồng bộ hóa kết quả in với tiêu chuẩn in Flexo quốc tế ISO 12647-6. Sự nhất quán giữa file thiết kế, bản in polymer và sản phẩm bao bì cuối cùng được kiểm soát bằng số liệu khoa học. Khách hàng nhận được bao bì đóng gói có chất lượng đồng nhất ở mọi lô hàng. Uy tín thương hiệu và năng lực cạnh tranh của nhà sản xuất bao bì được nâng cao vững chắc trên thị trường.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ngành công nghiệp bao bì giấy ghi nhận sự gia tăng nhu cầu mạnh mẽ trên toàn cầu, đặc biệt trong các giai đoạn biến động thị trường khi người tiêu dùng tăng cường dự trữ thực phẩm và nhu yếu phẩm. Bao bì giấy đóng vai trò là giải pháp thay thế thân thiện với môi trường so với bao bì nhựa nhưng vẫn bảo đảm chất lượng bảo quản bên trong. Theo báo cáo của tổ chức Mordor Intelligence, thị trường in Flexo toàn cầu đạt quy mô 107,42 tỷ USD vào năm 2020 và được dự báo đạt 124,61 tỷ USD vào năm 2026 với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) là 2,44%. Tại Việt Nam, số liệu từ Hiệp hội Giấy và Bột giấy Việt Nam (VPPA) cho biết trong giai đoạn cuối năm 2020 - đầu năm 2021 đã có 8 nhà máy sản xuất giấy bao bì công nghiệp đi vào vận hành với tổng công suất thiết kế khoảng 1,4 triệu tấn/năm. Tổng tiêu dùng bao bì giấy nội địa đạt 4,286 triệu tấn (tăng 0,9% so với năm 2019), trong đó xuất khẩu năm 2020 đạt 1,526 triệu tấn (tăng trưởng 95,3% so với năm 2019) và dự kiến mức tiêu thụ tiếp tục tăng trưởng 12% trong giai đoạn 2021–2025 nhờ sự bùng nổ của thương mại điện tử cùng làn sóng đầu tư trực tiếp nước ngoài (FDI).

Trong phân khúc bao bì chất lỏng tiệt trùng, Công ty Cổ phần Tetra Pak Bình Dương vận hành dây chuyền in Flexo cuộn công suất lớn với dòng máy VT Flex 175 ES37, được tích hợp hệ thống camera kiểm tra lỗi ISRA Vision và hệ thống kiểm soát chồng màu BST Eltromat. Tuy nhiên, kỹ thuật in Flexo là phương pháp có độ biến thiên cao do đặc thù truyền mực trực tiếp qua bản in photopolymer mềm và trục anilox. Sau thời gian vận hành dài hạn, các hao mòn cơ học và sự thay đổi của vật liệu sản xuất dẫn đến hiện tượng gia tăng tầng thứ (Dot gain / GTTT), gây mất ổn định màu sắc và biến dạng hạt tram. Đề tài tiến hành phương pháp kiểm tra "Fingerprint" định kỳ nhằm đo lường, định lượng mức độ sai lệch trên máy in và thiết lập đường cong bù trừ hạt tram (Dot Gain Compensation - DGC) ở khâu chế bản (Prepress).

Mục tiêu nghiên cứu của đồ án bao gồm 6 nhiệm vụ:

1. Phân tích nguyên nhân ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm in và tính ổn định trên máy in (yếu tố vật liệu và yếu tố cơ học).
2. Tối ưu hóa thiết bị và quy trình sản xuất.
3. Xác lập quy trình làm Fingerprint từ Prepress đến Printing.
4. Thực nghiệm Fingerprint thực tế trên hệ thống máy in Flexo VT Flex 175ES.
5. Phân tích kết quả Fingerprint và đánh giá dây chuyền sản xuất.
6. Xây dựng đường bù trừ gia tăng tầng thứ sau khi fingerprint.

Đối tượng nghiên cứu là quy trình Fingerprint trên loại giấy TFA (Tetra Fino Aseptic), hệ thống thiết bị phòng chế bản Prepress, hệ thống máy in Flexo VT Flex 175ES và hiệu quả kiểm soát quy trình in thực tế. Phạm vi nghiên cứu giới hạn tại hệ thống máy móc, vật liệu (giấy TFA, mực gốc nước, băng keo dán bản, trục sleeve) và tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng tại nhà máy Tetra Pak Bình Dương.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án xây dựng khung lý thuyết dựa trên các tiêu chuẩn in ấn và quản lý sản xuất công nghiệp quốc tế:

• Tiêu chuẩn in ấn: Tiêu chuẩn nhà máy Tetra Pak (dựa trên FIRST - Flexographic Image Reproduction Specifications & Tolerances), G7, ISO 12647-6, ISO 15339: CRPC 6, GRACOL, và kỹ thuật mở rộng không gian màu Extended Gamut (hỗ trợ bởi FlintGroup).
• Tiêu chuẩn bảo trì và sản xuất: Sản xuất đẳng cấp thế giới (World Class Manufacturing - WCM), sản xuất tinh gọn (Lean Manufacturing), Bảo trì toàn diện thiết bị (Total Productive Maintenance - TPM) bao gồm bảo dưỡng tự quản (AM) và bảo trì phòng ngừa (PM), cùng các hệ thống quản lý độ tin cậy RCM và RBM.
• Tiêu chuẩn an toàn và phát triển bền vững: BRC Global Standards (an toàn thực phẩm), LEED (công trình xanh) và Global Reporting Initiative (GRI).

Về bản chất kỹ thuật, sự gia tăng tầng thứ (Dot gain) trên máy in Flexo được hình thành từ hai nhóm nguyên nhân chính:

1. Yếu tố quang học: Sự hấp thụ và tán xạ của ánh sáng xung quanh hạt tram trên bề mặt vật liệu in, khiến kích thước hạt tram mắt người nhìn thấy lớn hơn kích thước thực tế trên bản in.
2. Yếu tố vật liệu và cơ học:
   • Trục Anilox: Tỷ lệ độ sâu trên độ mở của ô chứa mực (Depth/Opening ratio) đạt 23% - 33% theo khuyến nghị của Harper Corporation of America; mật độ cell và góc mở cell quyết định thể tích cấp mực. Ô cell quá lớn khiến hạt tram trên bản lọt vào lỗ cell, gây lem mực và gia tăng tầng thứ.
   • Mực in Flexo gốc nước: Loại mực này mất khoảng 30% thể tích khi sấy khô bằng khí nóng và gây gia tăng điểm tram từ 10% đến 15%. Cần kiểm soát độ pH trong ngưỡng an toàn từ 8,0 đến 9,0, độ nhớt trong khoảng 1 - 100 Pa và ổn định nhiệt độ làm việc của mực.
   • Giấy in TFA: Cấu trúc mao dẫn xốp quyết định mức độ hút mực; độ trắng ($L^*$), độ bóng và độ mịn bề mặt ảnh hưởng trực tiếp đến phản xạ quang học và độ biến dạng điểm tram.
   • Bản in và Băng keo dán bản (Tape): Độ cứng, độ đàn hồi của bản photopolymer và độ đồng đều của tape (độ lệch bề mặt không quá 0,02 mm) quyết định khả năng duy trì áp lực tiếp xúc tối thiểu (kissprint).
   • Trục Sleeve: Hiện tượng biến dạng hình học (Ovality) sau thời gian tiếp xúc hóa chất tẩy rửa và lực ép cơ học.
   • Cơ cấu máy in: Hiện tượng mất đồng bộ tốc độ quay giữa Anilox, trục bản in và băng giấy; bố trí bản in trên sleeve không hợp lý gây nảy trục (bouncing); hao mòn bánh răng tạo phản ứng giơ góc (backlash); độ mòn vòng bi; luồng khí sấy không đều làm co giãn giấy; và sự sai lệch cảm biến đo lực căng băng giấy (infeed/outfeed rollers).

Phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa nghiên cứu lý thuyết từ các tiêu chuẩn in ấn quốc tế và thực nghiệm công nghiệp trực tiếp tại nhà máy Tetra Pak Bình Dương thông qua quy trình 3 giai đoạn: hiệu chỉnh thiết bị đo lường $\rightarrow$ thực hiện Fingerprint 1 (không bù trừ) $\rightarrow$ lập đường cong DGC trên phần mềm IntelliCurve $\rightarrow$ thực hiện Fingerprint 2 (nhúng đường cong bù trừ) $\rightarrow$ gửi mẫu Color Chart về Thụy Điển tạo ICC profile.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Dẫn nhập

Chương 1 trình bày bối cảnh tăng trưởng của ngành in bao bì giấy và công nghệ Flexo trên thế giới và tại Việt Nam dựa trên số liệu từ Mordor Intelligence và Hiệp hội Giấy và Bột giấy Việt Nam (VPPA). Tác giả giới thiệu khái quát về nhà máy Tetra Pak Bình Dương, dòng máy in Flexo VT Flex 175 ES37 tích hợp hệ thống kiểm tra ISRA Vision và BST Eltromat. Chương này xác định rõ 6 mục tiêu nghiên cứu, đối tượng nghiên cứu trên vật liệu giấy TFA, phạm vi nghiên cứu và phương pháp tiếp cận kết hợp lý thuyết với thực nghiệm tại dây chuyền sản xuất.

Chương 2: Cơ sở lý luận

Chương 2 phân tích nguyên lý in Flexo và cấu hình chi tiết của máy in VT Flex 175 ES37 gồm 8 cụm chức năng: Hệ thống cấp vật liệu cuộn (Unwinder), Hệ thống dự trữ vật liệu (Festoon), Hệ thống điều chỉnh lực căng cuộn, Hệ thống dẫn vật liệu (infeed, outfeed), Các đơn vị in tĩnh (Print Unit), Hệ thống sấy (Dry Hood), Đơn vị tạo đường cấn bế, và Hệ thống thu cuộn (Rewinder).

Tác giả đi sâu vào bản chất của sự gia tăng tầng thứ (Dot gain) dưới góc độ quang học và các yếu tố công nghệ:

• Yếu tố vật liệu: Thông số cấu trúc cell anilox (công thức tỷ lệ $D/O = 23% - 33%$), kiểm soát độ nhớt (1 - 100 Pa), độ pH (8,0 - 9,0) và nhiệt độ của mực gốc nước; tính chất bề mặt giấy TFA (độ mịn, độ trắng, độ xốp); tính chất đàn hồi của bản in photopolymer và băng dính dán bản tape.
• Yếu tố cơ học: Áp lực in kissprint, vị trí và góc đặt dao gạt mực trong buồng kín (chamber ink), sự đồng bộ tốc độ quay giữa các trục, nguyên lý bố trí bản in so le (bậc thang) trên sleeve để ngăn ngừa hiện tượng bouncing. Phân tích các dạng hao mòn cơ học như rung lắc, phản ứng va đập bánh răng (backlash), mài mòn bạc đạn vòng bi, sai lệch hệ thống sấy và biến động lực căng băng giấy.
• Chương này cũng làm rõ vai trò của công tác bảo dưỡng tự quản (AM), bảo trì phòng ngừa (PM) và mối quan hệ giữa Fingerprint với việc xây dựng đường cong bù trừ hạt tram.

Chương 3: Thực nghiệm tiến hành in và phân tích cuộn Fingerprint tại công ty Tetra Pak

Chương 3 trình bày toàn bộ tiến trình thực nghiệm kỹ thuật tại nhà máy theo quy trình chuẩn hóa:

1. Hiệu chỉnh thiết bị đo:
   • Máy đo truyền qua X-Rite 361T Black&White Transmission (đo độ tuyến tính lớp lams trên bản in photopolymer với yêu cầu dung sai: ô $50% \rightarrow \text{Density } 0,30 \pm 0,01$; ô $30% \rightarrow \text{Density } 0,15$; ô $100% \rightarrow \text{Density } 1,62 \pm 0,08$).
   • Máy đo kích thước hạt dot QEA - FlexoIAS II.
   • Máy đo mật độ quang học X-Rite với điều kiện thiết lập: Nguồn sáng/Góc quan sát D50/2°, White Base Paper, ISO Status E.
   • Thiết bị S2T Gauge Meter (sử dụng đồng hồ so điện tử dial indicator) kiểm tra độ Ovality của trục Sleeve tại 3 vị trí (đầu, giữa, đuôi).
2. Chuẩn bị và phân tích Prepress:
   • Sử dụng hai loại Sleeve: Sleeve Twinlock (phủ xốp PU duy trì độ dính) và Sleeve bọc Tape.
   • Bố trí bản in trên 5 Lane: Lane 1, 3, 5 bố trí các dải tầng thứ (9 mức độ), ô kiểm tra Trapping, ô đo nhanh 2% và 50%, ô hình sao, lục giác kiểm soát áp lực in, mã vạch Barcode và mã QR; Lane 2 và 4 bố trí Color Chart (EFI tách màu CMYK và GMG tách 7 màu) với tổng lượng mực phủ TAC 300% nhằm tạo profile màu.
3. Tiến hành in Fingerprint và đo lường:
   • In Fingerprint 1 không bù trừ DGC để lấy dữ liệu gia tăng tầng thứ thực tế của máy in VT Flex 175ES.
   • Đo kiểm độ lệch màu $L^*a^b^$, mật độ màu tông nguyên (Solid Density), tỷ lệ bám mực Trapping và mức gia tăng tầng thứ thực tế trên các Lane.
   • Nhúng đường Curve bù trừ vào file RIP để in cuộn Fingerprint 2. Thu thập ít nhất 20 mẫu đạt chuẩn trên mỗi Lane gửi về trụ sở chính Tetra Pak tại Thụy Điển để đo phổ Color Chart và xuất ICC profile.

Chương 4: Bù trừ gia tăng tầng thứ dựa trên kết quả thực nghiệm “Fingerprint”

Chương 4 mô tả chi tiết phương pháp xây dựng đường Curve bù trừ DGC trên phần mềm chuyên dụng Esko IntelliCurve. Dựa trên số liệu đo đạc thực tế từ tờ Fingerprint 1, các điểm tram vùng trung gian và vùng sáng được điều chỉnh giảm kích thước trên file RIP, áp dụng tính năng "Smoothness Margin" để đảm bảo đường chuyển tông liền mạch. Tác giả phân tích trường hợp bù trừ thực tế cho màu pha Spot CS138 và các kênh màu cơ bản. Đồng thời, đề xuất các biện pháp kiểm soát ổn định sản xuất sau khi bù trừ theo hai nhóm: Yếu tố con người (Man - nâng cao kỹ năng kiểm tra visual và thao tác vận hành) và Yếu tố phương pháp (Method - chuẩn hóa quy trình kiểm tra định kỳ).

Chương 5: Kết luận và hướng phát triển trong tương lai

Chương 5 đúc kết các kết quả đạt được từ quy trình thực nghiệm: hoàn thiện đường Curve bù trừ DGC, ổn định áp lực in kissprint, kiểm soát độ đồng đều mật độ màu và chồng màu trên toàn bộ khổ trục in. Đồ án đề xuất hướng mở rộng nghiên cứu sang các loại vật liệu bao bì mới và nâng cao mức độ tự động hóa trong việc cập nhật đường bù trừ theo thời gian thực.

---

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật và số liệu thực nghiệm

Đồ án đã lượng hóa và thiết lập hệ thống tiêu chuẩn kiểm soát kỹ thuật cho máy in Flexo VT Flex 175 ES37 tại Tetra Pak Bình Dương, được tổng hợp qua bảng dữ liệu sau:

Hạng mục kiểm soát	Thiết bị / Phương pháp	Tiêu chuẩn & Thông số kỹ thuật xác lập
Độ tuyến tính bản in	Máy đo X-Rite 361T	Ô 50%: Density $0,30 \pm 0,01$; Ô 30%: Density $0,15$; Ô 100%: Density $1,62 \pm 0,08$
Cấu hình đo quang phổ	Máy đo mật độ X-Rite	Nguồn sáng D50, góc quan sát 2°, White Base Paper, ISO Status E
Kích thước hạt tram	Máy QEA - FlexoIAS II	Phân tích kích thước hạt dot quang học và diện tích điểm tram (Dot Area)
Kích thước hình học Sleeve	Thiết bị đo S2T Gauge Meter	Đường kính trong: $146,539\text{ mm}$; Chiều dài: $1660 \pm 3\text{ mm}$; Repeat Length: $540\text{ mm}, 560\text{ mm}, 640\text{ mm}$; Độ cứng $> 75\text{ Shore D}$
Độ biến dạng Ovality Sleeve	Phần mềm quản lý Sleeve	Độ biến dạng $\le 50,\mu\text{m}$ (Tốt); $> 50,\mu\text{m} \text{ đến } \le 100,\mu\text{m}$ (Tạm chấp nhận); $> 100,\mu\text{m}$ (Loại bỏ)
Băng dính dán bản (Tape)	Đồng hồ đo độ dày	Sai lệch độ dày trên bề mặt sleeve không vượt quá $0,02\text{ mm}$
Mực in Flexo gốc nước	Cốc đo độ nhớt & pH kế	Độ pH an toàn: $8,0 - 9,0$; Độ nhớt: $1 - 100\text{ Pa}$; Bay hơi thể tích: $30%$; Độ gia tăng tram: $10 - 15%$
Cấu trúc ô cell Anilox	Tiêu chuẩn Harper	Tỷ lệ độ sâu / độ mở cell ($D/O$): $23% - 33%$
Phân bố test chart	RIP file / Sleeve layout	5 Lane: Lane 1, 3, 5 kiểm soát Density/Trapping/Dotgain; Lane 2, 4 chứa Color Chart EFI & GMG (TAC $300%$)
Đường cong bù trừ DGC	Phần mềm IntelliCurve	Nhúng thành công đường bù trừ cho hệ màu CMYK và màu pha Spot CS138

Giải pháp và kiến nghị của tác giả

• Áp dụng phương pháp bố trí bản in dạng bậc thang (so le) trên trục Sleeve thay vì bố trí thẳng hàng để triệt tiêu hiện tượng nảy trục (bouncing) và phân bố đều áp lực in.
• Duy trì chế độ kiểm tra áp lực Kissprint thông qua việc quan sát vi mô các ô hình sao và lục giác bố trí trên các dải biên tờ in.
• Tích hợp thiết bị đo S2T Gauge Meter với hệ thống máy chủ quản lý Sleeve để tự động cảnh báo và loại bỏ các trục có độ oval vượt quá $100,\mu\text{m}$.
• Thực hiện nghiêm ngặt kế hoạch bảo dưỡng tự quản (AM) và bảo trì phòng ngừa (PM) đối với hệ thống buồng mực kín (chamber ink), vòng bi, bánh răng dẫn động và đầu vòi phun khí sấy.

Đóng góp của đề tài

Đồ án đã cung cấp một quy trình thực nghiệm Fingerprint hoàn chỉnh từ khâu chuẩn hóa thiết bị đo, chế bản tại Prepress đến vận hành in tại Printing trên một dây chuyền in Flexo công nghiệp hiện đại. So với thực trạng sản xuất tại nhiều nhà in trong nước vốn chỉ bảo dưỡng khi có sự cố hư hỏng cơ học và điều chỉnh màu theo cảm tính, công trình đã chứng minh tính hiệu quả của việc định lượng sự gia tăng tầng thứ bằng dữ liệu đo lường cụ thể, giúp chuẩn hóa chất lượng in trên vật liệu giấy TFA và duy trì độ lặp lại chính xác giữa các lô sản xuất.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế: Đề tài tập trung nghiên cứu trên cấu hình máy in Flexo VT Flex 175 ES37 và chủng loại giấy bao bì TFA tại nhà máy Tetra Pak Bình Dương. Quy trình trích xuất ICC profile cuối cùng vẫn phụ thuộc vào việc gửi mẫu Color Chart về trụ sở chính của tập đoàn tại Thụy Điển để đo kiểm trên thiết bị in thử chuyên dụng.
• Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng quy trình thực nghiệm Fingerprint cho các chủng loại giấy và màng bao bì phức hợp khác; nghiên cứu tích hợp dữ liệu đo kiểm trực tuyến từ hệ thống camera ISRA Vision và BST Eltromat để tự động hóa quá trình hiệu chỉnh đường cong DGC theo thời gian thực trong sản xuất.

---

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo chuyên môn giá trị đối với:

• Sinh viên, giảng viên ngành Công nghệ In, Kỹ thuật Bao bì và Quản lý Công nghiệp trong việc tiếp cận quy trình kiểm soát chất lượng in Flexo công nghiệp theo các tiêu chuẩn quốc tế (FIRST, G7, ISO 12647-6, WCM, TPM).
• Kỹ sư chế bản (Prepress) cần tài liệu hướng dẫn về quy trình RIP file, chuẩn hóa kiểm tra bản in photopolymer bằng máy X-Rite 361T, QEA-FlexoIAS II và phương pháp thiết lập đường cong bù trừ DGC trên phần mềm IntelliCurve.
• Kỹ thuật viên vận hành máy in (Printing) và nhân sự đảm bảo chất lượng (QA) tại các nhà máy bao bì nhằm nắm vững kỹ thuật kiểm soát độ Ovality trục Sleeve, điều chỉnh áp lực kissprint, cân chỉnh độ nhớt/pH mực in và khắc phục các sự cố cơ học như bouncing, banding, backlash.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Mục đích chính của việc tiến hành "Fingerprint" định kỳ trên máy in Flexo là gì?
Fingerprint định kỳ nhằm đo đạc và định lượng chính xác mức độ biến đổi thực tế của máy in cùng sự gia tăng tầng thứ (Dot gain). Từ các thông số đo được, bộ phận chế bản xây dựng đường cong bù trừ DGC (Dot Gain Compensation) trên file RIP, giúp đưa kích thước hạt tram sau in về đúng giá trị thiết kế, kiểm soát áp lực in kissprint và đảm bảo quy trình in đạt độ ổn định có thể lặp lại.

2. Tiêu chuẩn đánh giá độ biến dạng hình học (Ovality) của trục Sleeve tại Tetra Pak Bình Dương được quy định như thế nào?
Độ biến dạng Ovality của trục Sleeve được đo bằng thiết bị S2T Gauge Meter tại 3 vị trí (đầu, giữa, đuôi) và được phân loại theo 3 mức: $\le 50,\mu\text{m}$ là trạng thái Tốt; từ $> 50,\mu\text{m}$ đến $\le 100,\mu\text{m}$ là mức Tạm chấp nhận; và $> 100,\mu\text{m}$ sẽ bị Loại bỏ, chuyển thông tin đến bộ phận kho để xử lý.

3. Vì sao có sự khác biệt về nội dung bố trí giữa Lane 1, 3, 5 và Lane 2, 4 trên cuộn in Fingerprint?
Lane 1, 3, 5 phân bố ở các vị trí biên trái, biên phải và chính giữa của trục Sleeve, được bố trí các ô đo mật độ tông nguyên, dải tầng thứ 9 mức, ô trapping, ô hình sao và lục giác nhằm kiểm tra độ đồng đều của áp lực in, sự phân bố mực và mức độ gia tăng tầng thứ trên toàn bộ chiều rộng cuộn in. Ngược lại, Lane 2 và 4 được dành riêng để bố trí Color Chart (bố cục EFI tách màu CMYK và GMG tách 7 màu với tổng lượng mực phủ TAC 300%) nhằm thu thập dữ liệu gửi về Thụy Điển tạo lập ICC profile chuẩn.

4. Thiết bị đo truyền qua X-Rite 361T được hiệu chuẩn theo các ngưỡng thông số kỹ thuật nào trước khi kiểm tra bản in?
Thiết bị X-Rite 361T đo độ tuyến tính của lớp lams trên tấm bản in photopolymer sau khi ghi. Giá trị đo sau khi hiệu chuẩn phải nằm trong ngưỡng dung sai: ô $50%$ đạt mật độ $\text{Density } 0,30 \pm 0,01$; ô $30%$ đạt mật độ $\text{Density } 0,15$; và ô $100%$ đạt mật độ $\text{Density } 1,62 \pm 0,08$.

5. Hiện tượng nảy trục (Bouncing) trong in Flexo phát sinh do đâu và được khắc phục bằng giải pháp bố trí nào?
Hiện tượng Bouncing xảy ra khi thiết lập áp lực in không chính xác, trục sleeve bị biến dạng oval, hoặc do các bản in trên Sleeve được dán theo cùng một hàng thẳng tạo ra các khe hở lớn ở giữa. Khi trục quay tốc độ cao, trục anilox và trục ép in lọt vào khoảng hở này gây nảy cơ học, làm mất mực và sai lệch áp lực. Giải pháp khắc phục là bố trí các lane bản in theo hình bậc thang (so le nhau) để bù trừ khoảng trống và duy trì chuyển động tiếp xúc liên tục.

---

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của nhóm sinh viên Nguyễn Văn Duy, Trương Xuân Tân và Nguyễn Thị Cẩm Tú dưới sự hướng dẫn của ThS. Chế Quốc Long đã hoàn thành việc xây dựng và thực nghiệm quy trình Fingerprint định kỳ cho máy in Flexo VT Flex 175 ES37 tại Công ty Tetra Pak Bình Dương. Công trình làm rõ cơ chế gây gia tăng tầng thứ từ các yếu tố quang học, vật liệu mực - giấy - sleeve và các hao mòn cơ học, đồng thời chuẩn hóa toàn diện quy trình hiệu chuẩn thiết bị đo từ phòng Prepress đến xưởng Printing. Kết quả thiết lập thành công đường cong bù trừ DGC trên phần mềm IntelliCurve đã giúp ổn định chất lượng in trên vật liệu giấy TFA, cung cấp tài liệu kỹ thuật có giá trị thực tiễn cao cho ngành in bao bì công nghiệp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: DẪN NHẬP 1. Lý do chọn đề tài Nhu cầu bao bì giấy ngày càng tăng mạnh, nhất là trong thời kì đại dịch ngày nay. Khi người mua sắm dự trữ thực phẩm và các nhu yếu phẩm khác trong các kệ hàng siêu thị. Điều này cho thấy hiệu ứng tăng vọt của ngành công nghiệp, đặc biệt là ngành bao bì.

Bao bì giấy là một giải pháp hàng đầu vì chúng mang tính chất bảo vệ môi trường so với bao bì nhựa nhưng vẫn bảo vệ chất lượng hương vị bên trong sản phẩm. Để đáp ứng nhu cầu về in ấn cho phân khúc bao bì giấy thì giải pháp in ấn Flexo là lựa chọn ưu tiên của các doanh nghiệp bởi vì phương pháp này có năng suất rất cao, mực in rất nhanh khô nên việc in ấn sẽ nhanh chóng và tiết kiệm thời gian giúp cho các nhà máy đạt năng suất chất trượng trong phương pháp in ấn này. Theo Mordor Intelligence, một tổ chức nghiên cứu theo dõi và phân tích thị trường chất lượng toàn cầu cho biết thị trường in Flexo đã đạt giá trị 107, 42 tỷ USD vào năm 2020 và dự kiến đạt 124,61 tỷ USD vào năm 2026 với tốc độ CAGR (Compound Annual Growth Rate) là 2,44% trong giai đoạn dự báo 2021-2026. Số liệu này được thống kê dựa theo quyển báo cáo “Flexographic Printing Market - Growth, Trends, Covid-19 Impact, And Forecasts (2021-2026)” được bán trên thị trường.1: Biểu đồ thống kê của tổ chức Mordor Intelligence.

Những số liệu trên so với toàn cầu thì thị trường tại Việt Nam cũng phát triển không kém.Theo tờ báo tổng kết thị trường của VietNamPlus.vn với tựa đề: 1 “Doanh nghiệp sản xuất bao bì giấy có nhiều thuận lợi tăng trưởng” đăng tải, thống kê của Hiệp hội Giấy và Bột giấy Việt Nam (VPPA), giai đoạn cuối năm 2020 đầu 2021 có 8 nhà máy sản xuất giấy bao bì công nghiệp đưa vào vận hành với tổng công suất thiết kế khoảng 1,4 triệu tấn/năm, giá giấy cũng tăng cao, tổng tiêu dùng bao bì giấy đạt 4,286 triệu tấn, tăng trưởng 0,9% so với năm 2019. Riêng xuất khẩu bao bì giấy trong năm 2020 đạt 1,526 triệu tấn, tăng trưởng tới 95,3% so với năm 2019, đây là mức tăng xuất khẩu lớn nhất trong lịch sử của ngành. Trong tương lai nhờ vào sự phát triển nhanh chóng của thương mại điện tử mà mức tiêu thụ bao bì giấy ở Việt Nam dự kiến tăng 12% trong giai đoạn 2021-2025. Hơn nữa xu hướng các doanh nghiệp FDI có ở nước ta rất nhiều như: Đức, EU, Hoa Kỳ… đã phát triển làm thay đổi nền kinh tế và mang lại triển vọng cho in ấn bao bì giấy Việt Nam.

Một công ty FDI có mặt tại Việt Nam nổi tiếng hàng đầu thế giới có dây chuyền sản xuất và đóng gói thực phẩm dạng lỏng là Tetra Pak. Nhờ vào ứng dụng công nghệ tiên tiến và đảm bảo an toàn thực phẩm nên Tetra Pak luôn là lựa chọn số 1 của các công ty sữa, nước trái cây cụ thể như: TH True Milk, VinaMilk, Nestle, Dutch Lady, VinaSoy,…. Nói về công nghệ sản xuất bao bì ở Tetra Pak vô cùng hiện đại với hệ thống máy in Flexo Flex 175 ES37, không nhà máy nào ở Việt Nam có thể cạnh tranh lại được với những ưu điểm nổi trội về tốc độ in, khổ máy in lớn được vận hành tự động nhờ vào những thuật toán và phần mềm nên ít sự can thiệp của con người. Bên cạnh đó hệ thống máy in Flexo ở đây còn được hỗ trợ bởi hai hệ thống kiểm soát thông minh là ISRA Vison để kiểm tra phát hiện lỗi giúp nhà máy dễ dàng kiểm soát chất lượng sản phẩm và BST Eltromat giúp máy in kiểm soát chồng màu vô cùng hiệu quả và chặt chẽ.