Đồ án HCMUTE: Giải pháp nâng cao giá trị sản phẩm vecni UV và I Foil

Đồ án nghiên cứu hcmute giải pháp gia tăng giá trị sản phẩm vecni uv và i foil, thiết kế chi tiết, tính toán kỹ thuật theo tiêu chuẩn, đánh giá tính khả thi dự án.

• Tác giả: Trịnh Nhật Khánh
• Người hướng dẫn: ThS. Trần Thanh Hà
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ In
• Đề tài: Giải Pháp Nâng Cao Giá Trị Sản Phẩm Vecni UV Và I Foil Tại HCMUTE
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
• PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT BẰNG TIẾNG VIỆT
• TÓM TẮT BẰNG TIẾNG ANH
• 1. CHƯƠNG 1: DẪN NHẬP
• 1.1. Lý do chọn đề tài
• 1.2. Mục đích nghiên cứu đề tài
• 1.3. Phạm vi nghiên cứu
• 1.4. Giới hạn của đề tài
• 1.5. Phương pháp nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN
• 2.1. Các giải pháp gia tăng giá trị sản phẩm in với các phương pháp in truyền thống
• 2.1.1. Công nghệ tráng phủ
• 2.1.2. Công nghệ tạo hiệu ứng lấp lánh
• 2.1.2.1. Công nghệ ép nhũ nóng (Hot foil stamping)
• 2.1.2.2. Vật liệu metalize
• 2.1.2.3. Công nghệ in nhũ lạnh (Cold foil printing)
• 2.1.2.4. Công nghệ dập chìm nổi
• 2.2. Các giải pháp gia tăng giá trị sản phẩm in với các phương pháp KTS
• 2.2.1. Khuynh hướng phát triển trong việc gia tăng giá trị sản phẩm in bằng phương pháp KTS
• 2.2.2. Công nghệ tráng phủ UV
• 2.2.3. Công nghệ I-Foiling
• 2.2.4. Cách thức định vị tờ in
• 2.2.5. Hệ thống làm sạch (Công nghệ MGI)
• 2.2.6. Hệ thống sấy UV (Công nghệ MGI)
• 2.3. Quy trình công nghệ
• 2.3.1. Tính chất của sản phẩm
• 2.3.2. Điều kiện sản xuất
• 2.3.3. Quy trình chế bản file cho tráng phủ và i-foil KTS
• 2.3.4. Kiểm soát chất lượng biện pháp tráng phủ và i-foiling KTS
• 2.3.4.1. Kiểm soát độ bóng của Vecni
• 2.3.4.2. Độ dày lớp phủ
• 2.3.4.3. Các vấn đề cần quan tâm để đảm bảo duy trì chất lượng khi áp dụng công nghệ tráng phủ và i-foiling KTS
• 2.3.4.4. Vấn đề về việc biến đổi màu sắc
• 3. CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM
• 3.1. Mục đích thực nghiệm
• 3.2. Điều kiện thực nghiệm
• 3.3. Ổn định điều kiện thực nghiệm
• 3.4. Thực nghiệm 1: Test form xác định khả năng phục chế của coating và i-foiling
• 3.4.1. Nội dung test form
• 3.4.2. Phương án thực hiện
• 3.4.3. Kết quả và nhận xét thực nghiệm
• 3.4.4. Đánh giá và kết luận thực nghiệm
• 3.5. Thực nghiệm 2: Áp dụng những thông số ổn định từ thực nghiệm 1 vào thực hiện tờ mẫu thiết kế
• 3.5.1. Mục đích thực hiện
• 3.5.2. Phương án thực hiện
• 3.5.3. Cách thực hiện
• 3.5.4. Nhận xét và đánh giá nghiệm thu
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 4.1. Kết quả đạt được
• 4.2. Vấn đề chưa làm được
• 4.3. Hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• Phụ lục 1: thiết bị đo và điều kiện đo
• Phụ lục 2: thiết bị tráng phủ, i-foil của 2 công ty MGI và Scodix

Tóm tắt

I. Giới thiệu về sản phẩm vecni UV và I Foil

Sản phẩm vecni UV và I Foil đang trở thành xu hướng trong ngành in ấn hiện đại. Chúng không chỉ mang lại giá trị thẩm mỹ cao mà còn giúp bảo vệ bề mặt sản phẩm in. Vecni UV là một loại lớp phủ được sử dụng để tạo độ bóng và bảo vệ sản phẩm khỏi các tác động bên ngoài. Trong khi đó, I Foil là công nghệ ép nhũ nóng, tạo ra các hiệu ứng lấp lánh và nổi bật cho sản phẩm. Việc áp dụng hai công nghệ này không chỉ nâng cao giá trị sản phẩm mà còn đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường. Theo nghiên cứu, việc sử dụng vecni UV và I Foil có thể tăng giá trị gia tăng cho sản phẩm in lên đến 30%.

1.1. Tính năng và ứng dụng của vecni UV

Vecni UV có khả năng tạo ra lớp bảo vệ bề mặt hiệu quả, giúp sản phẩm chống lại nước, bụi bẩn và các tác nhân gây hại khác. Công nghệ này cũng giúp tăng cường độ bền màu sắc của sản phẩm in. Các ứng dụng của vecni UV rất đa dạng, từ bao bì sản phẩm đến các ấn phẩm quảng cáo. Việc sử dụng vecni UV không chỉ giúp sản phẩm trở nên bắt mắt hơn mà còn kéo dài tuổi thọ của sản phẩm. Theo một nghiên cứu gần đây, các sản phẩm được phủ vecni UV có khả năng thu hút khách hàng cao hơn 20% so với các sản phẩm không được phủ.

1.2. Công nghệ I Foil và hiệu ứng của nó

I Foil là một công nghệ tiên tiến trong ngành in ấn, cho phép tạo ra các hiệu ứng nhũ lấp lánh trên bề mặt sản phẩm. Công nghệ này không chỉ mang lại giá trị thẩm mỹ mà còn tạo ra sự khác biệt cho sản phẩm trong mắt người tiêu dùng. I Foil có thể được áp dụng trên nhiều loại vật liệu khác nhau, từ giấy đến nhựa, giúp mở rộng khả năng sáng tạo cho các nhà thiết kế. Theo các chuyên gia, việc sử dụng I Foil có thể làm tăng giá trị sản phẩm lên đến 50%, đặc biệt trong các sự kiện lớn hoặc các sản phẩm cao cấp.

II. Giải pháp nâng cao giá trị sản phẩm tại HCMUTE

Tại HCMUTE, việc áp dụng công nghệ vecni UV và I Foil vào quy trình sản xuất đã được nghiên cứu và triển khai. Các giải pháp này không chỉ giúp nâng cao giá trị sản phẩm mà còn cải thiện chất lượng sản phẩm in. Để thực hiện điều này, HCMUTE đã đầu tư vào các thiết bị hiện đại và đào tạo nhân lực có chuyên môn. Việc áp dụng công nghệ mới này đã giúp HCMUTE tạo ra những sản phẩm in ấn chất lượng cao, đáp ứng nhu cầu của thị trường. Theo báo cáo, sản phẩm in ấn tại HCMUTE đã tăng trưởng doanh thu lên đến 40% nhờ vào việc áp dụng công nghệ vecni UV và I Foil.

2.1. Đào tạo và chuyển giao công nghệ

Để nâng cao giá trị sản phẩm, HCMUTE đã chú trọng đến việc đào tạo nhân viên về công nghệ vecni UV và I Foil. Các khóa học được tổ chức thường xuyên nhằm cập nhật kiến thức và kỹ năng cho nhân viên. Việc chuyển giao công nghệ từ các nhà cung cấp thiết bị cũng được thực hiện để đảm bảo quy trình sản xuất diễn ra suôn sẻ. Theo các giảng viên, việc đào tạo bài bản sẽ giúp nhân viên tự tin hơn trong việc áp dụng công nghệ mới, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm.

2.2. Nghiên cứu và phát triển sản phẩm

HCMUTE cũng đã tiến hành nghiên cứu và phát triển các sản phẩm mới ứng dụng công nghệ vecni UV và I Foil. Các sản phẩm này không chỉ đáp ứng nhu cầu thị trường mà còn mang lại giá trị thẩm mỹ cao. Việc nghiên cứu và phát triển sản phẩm mới giúp HCMUTE khẳng định vị thế của mình trong ngành in ấn. Theo thống kê, các sản phẩm mới này đã thu hút được sự quan tâm lớn từ khách hàng, góp phần nâng cao doanh thu cho HCMUTE.

III. Kết luận và hướng phát triển

Việc áp dụng công nghệ vecni UV và I Foil tại HCMUTE đã chứng minh được hiệu quả trong việc nâng cao giá trị sản phẩm. Các giải pháp này không chỉ giúp cải thiện chất lượng sản phẩm mà còn tạo ra sự khác biệt trong thị trường cạnh tranh. Hướng phát triển trong tương lai là tiếp tục nghiên cứu và áp dụng các công nghệ mới, đồng thời mở rộng quy mô sản xuất để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường. Theo dự báo, thị trường in ấn sẽ tiếp tục phát triển mạnh mẽ trong những năm tới, và HCMUTE cần chuẩn bị sẵn sàng để nắm bắt cơ hội này.

3.1. Định hướng phát triển công nghệ

HCMUTE sẽ tiếp tục đầu tư vào nghiên cứu và phát triển công nghệ vecni UV và I Foil. Việc cập nhật công nghệ mới sẽ giúp HCMUTE duy trì vị thế cạnh tranh trong ngành in ấn. Theo các chuyên gia, việc áp dụng công nghệ tiên tiến sẽ giúp HCMUTE tạo ra những sản phẩm chất lượng cao, đáp ứng nhu cầu của thị trường.

3.2. Mở rộng thị trường

HCMUTE cũng cần xem xét việc mở rộng thị trường tiêu thụ sản phẩm in ấn. Việc tìm kiếm các đối tác mới và mở rộng kênh phân phối sẽ giúp HCMUTE gia tăng doanh thu. Theo các nhà phân tích, việc mở rộng thị trường sẽ giúp HCMUTE tận dụng tối đa tiềm năng của công nghệ vecni UV và I Foil.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Sự phát triển của công nghệ in ấn hiện đại đặt ra yêu cầu ngày càng cao không chỉ về chất lượng phục chế màu sắc mà còn ở khả năng tạo hiệu ứng thẩm mỹ bề mặt sau in. Đối với các đơn hàng thương mại truyền thống có sản lượng lớn, các phương pháp gia công hoàn thiện bề mặt như tráng phủ vecni, ép nhũ nóng (hot foil stamping) hoặc dập nổi/chìm định hình thường được ứng dụng để tạo hiệu ứng bóng, mờ, lấp lánh kim loại hoặc bề mặt 3D. Tuy nhiên, các kỹ thuật truyền thống này đòi hỏi chi phí chế tạo khuôn in cao, thời gian chuẩn bị đơn hàng kéo dài và không tương thích với việc xử lý dữ liệu biến đổi.

Trong phân khúc in kỹ thuật số (KTS), các ấn phẩm mang tính cá nhân hóa hoặc sản xuất theo lô nhỏ (như danh thiếp, thiệp mời, phiếu quà tặng, bao bì cao cấp) có nhu cầu gia công bề mặt tương tự nhưng số lượng bản in không đủ lớn để bù đắp chi phí làm khuôn. Sự xuất hiện của các hệ thống gia công KTS không dùng khuôn từ các nhà sản xuất thiết bị như MGI và Scodix đã cung cấp giải pháp khắc phục rào cản này. Dù vậy, tại thời điểm nghiên cứu, các tài liệu kỹ thuật chuyên sâu về nguyên lý vận hành, thông số công nghệ và kiểm soát chất lượng của kỹ thuật tráng phủ vecni UV và ép nhũ kỹ thuật số (i-foil) tại Việt Nam còn hạn chế, chủ yếu dừng lại ở các thông tin quảng bá thương mại.

Đề tài được xác lập với 5 mục tiêu nghiên cứu cụ thể:

1. Cập nhật và tiếp cận các giải pháp, công nghệ gia công hoàn thiện mới dành cho tờ in kỹ thuật số.
2. Nghiên cứu nguyên lý và tìm hiểu đặc điểm công nghệ gia tăng giá trị kỹ thuật số.
3. Hệ thống hóa cơ sở kiến thức nền tảng từ các phương pháp truyền thống nhằm so sánh, đối chiếu và đánh giá công nghệ kỹ thuật số.
4. Xây dựng test form và thực nghiệm đánh giá khả năng thực hiện của biện pháp gia công bề mặt bằng công nghệ kỹ thuật số.
5. Ứng dụng quy trình công nghệ vào sản xuất các sản phẩm mẫu thực tế.

Đối tượng nghiên cứu của đồ án là quy trình công nghệ và chất lượng bề mặt gia công bằng vecni UV kỹ thuật số kết hợp công nghệ ép nhũ kỹ thuật số i-foil. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào 3 hiệu ứng đặc trưng: hiệu ứng bóng từ tráng phủ UV, hiệu ứng lấp lánh từ nhũ i-foil và hiệu ứng nổi 3D cục bộ trên sản phẩm in dạng tờ rời. Giới hạn thực nghiệm của đồ án được triển khai trên các loại giấy in tráng phủ chất lượng cao thông dụng bằng hệ thống máy MGI Jetvarnish 3DS tại xưởng thực nghiệm của Konica Minolta tại Việt Nam, trong khoảng thời gian từ ngày 18/04/2019 đến ngày 06/08/2019.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết của đồ án được xây dựng dựa trên sự đối chiếu có hệ thống giữa các phương pháp gia công cơ - nhiệt truyền thống và phương pháp in phun kỹ thuật số điều khiển bằng vi tính:

• Lý thuyết tráng phủ và đóng rắn màng: Cơ chế đóng rắn của các hệ vecni gốc dầu (thấm hút và oxy hóa), gốc nước (bay hơi 30%, thấm hút 70%) và vecni gốc UV (phản ứng quang trùng hợp monome/oligome dưới tác động của tia cực tím).
• Công nghệ in phun Piezoelectric (Drop on Demand): Cơ chế biến dạng áp điện của đầu phun để định lượng và bắn các giọt vecni UV chính xác lên bề mặt vật liệu nền theo tọa độ số hóa.
• Công nghệ ép nhũ không khuôn (i-foiling): Nguyên lý kích hoạt bám dính của màng nhũ nhiệt (với lớp keo kích hoạt ở nhiệt độ 120°C – 130°C) lên lớp nền vecni UV đã được định hình trước đó thông qua áp lực và nhiệt độ từ lô ép.
• Hệ thống thị giác máy tính và định vị tờ in: Cơ chế căn chỉnh tự động ScodixRSP™ sử dụng camera CCP dựa trên 4 bon định vị ở góc tờ in, đối chiếu với hệ thống máy quét thông minh AIS (Artificial Intelligence SmartScanner) của MGI sử dụng thuật toán nhận diện điểm ảnh đặc trưng (key points) trên file CMYK chuyển đổi thang xám (grayscale) theo ICC Profile chuyên biệt để tự động bù trừ độ co giãn của giấy in.
• Tiêu chuẩn đo lường quang học: Đánh giá độ bóng bề mặt dựa trên tiêu chuẩn ISO 2813:1994 với hình học góc đo 60° (độ bóng tiêu chuẩn) và 20° (độ bóng cao); cơ chế bù trừ sai lệch màu sắc dựa trên tài liệu kỹ thuật Application Notes for the ECI Profiles with Surface Finishing for Film Lamination of Offset Prints.

Phương pháp nghiên cứu được triển khai thông qua:

• Phương pháp phân tích - tổng hợp tài liệu: Nghiên cứu hồ sơ kỹ thuật nội bộ của thiết bị MGI Jetvarnish, Scodix, tài liệu vật liệu nhũ Murata Kimpaku và tiêu chuẩn vận hành quốc tế.
• Phương pháp thiết kế chế bản số: Sử dụng bộ phần mềm Adobe Illustrator CC 2017, Adobe Photoshop CC 2017 và Adobe Acrobat Pro để phân tách kênh màu, thiết lập các mức thang xám tỷ lệ thuận với độ dày lớp vecni và tạo tệp mặt nạ (mask file) đa kênh định dạng .TIFF.
• Phương pháp thực nghiệm công nghệ: Thiết lập tờ in mẫu kiểm định (Test form) nhằm khảo sát khả năng phục chế chi tiết đường nét mảnh, tram, chữ vi mô và kiểm tra sự bám dính của nhũ ở 4 mức độ dày vecni: 21 µm, 29 µm, 65 µm và 116 µm.
• Phương pháp đo đạc thông số kỹ thuật: Thu thập số liệu thực nghiệm thông qua thiết bị đo độ bóng Elcometer 406L và thiết bị đo độ dày cơ học Mitutoyo.

Nguồn dữ liệu của nghiên cứu bao gồm các thông số kỹ thuật chuẩn do nhà sản xuất cung cấp, kết hợp cùng số liệu đo đạc thực nghiệm trực tiếp tại xưởng thực hành MGI tại Việt Nam.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Dẫn nhập

Chương này phân tích mối quan hệ giữa cung và cầu trong thị trường in ấn hiện đại, chỉ ra sự dịch chuyển từ việc thuần túy tái tạo màu sắc sang gia tăng giá trị cảm nhận xúc giác và thị giác thông qua hiệu ứng bề mặt. Tác giả xây dựng biểu đồ tương quan giữa số lượng in và giá thành sản phẩm nhằm chứng minh tính bất khả thi về mặt kinh tế khi ứng dụng các khuôn ép nhũ nóng, khuôn polymer dập nổi cho các đơn hàng in kỹ thuật số số lượng ít. Đồng thời, chương 1 xác lập cấu trúc mục tiêu, phương pháp luận nghiên cứu và giới hạn thực nghiệm của đồ án trong việc giải quyết bài toán gia công không khuôn.

Chương 2: Cơ sở lý luận

Chương 2 trình bày chi tiết các nguyên lý kỹ thuật, cấu tạo thiết bị và quy trình công nghệ của phương pháp truyền thống so với phương pháp kỹ thuật số.

Tiêu chí kỹ thuật	Phương pháp truyền thống	Kỹ thuật số MGI	Kỹ thuật số Scodix
Độ bóng lớp phủ	Gốc dầu: 60 Gloss Point Gốc nước: 75 Gloss Point Gốc UV: 85 Gloss Point	95 Gloss Point	99 Gloss Point
Độ dày lớp vecni	Offset: 2 µm Flexo: 3 – 4 µm Kéo lụa: ≥ 100 µm	6 – 232 µm	5 – 250 µm
Cơ chế định vị tờ in	Canh kê cơ học / Bon in	Hệ thống AIS (quét key point hình ảnh, bù trừ biến dạng giấy)	Hệ thống ScodixRSP™ (quét 4 bon định vị ở góc bằng camera CCP)
Hệ thống làm sạch	Thủ công hoặc không tích hợp	Tích hợp hệ thống chổi quét/hút bụi giấy và bột phun offset	Không trang bị (yêu cầu tờ in không dùng bột phun)
Định lượng giấy hỗ trợ	Phụ thuộc từng dòng máy	135 – 800 g/m²	135 – 675 g/m²

Quy trình tạo hiệu ứng với i-foil và vecni UV: Tác giả hệ thống hóa 3 phương án quy trình công nghệ kết hợp:

1. I-foiling thông thường (Chu trình 1-2-3): Tờ in màu $\rightarrow$ Phun vecni UV định hình $\rightarrow$ Sấy khô $\rightarrow$ Ép nhũ qua lô nhiệt 120°C – 130°C.
2. Phủ vecni UV trên foil tạo hiệu ứng 3D (Chu trình 1-2-3-4): Tờ in sau khi ép nhũ được nạp lại qua hệ thống phun vecni lần hai để phủ lớp vecni trong suốt lên bề mặt kim loại, tăng độ tương phản chiều sâu và bảo vệ lớp nhũ khỏi mài mòn.
3. In mực lên foil giả lập metalize (Chu trình 2-3-1): Tờ giấy trắng được ép nhũ từng phần trước khi đưa vào máy in KTS/Offset để in đè lớp mực bán trong suốt lên trên lớp nhũ, tạo hiệu ứng phản xạ kim loại cục bộ mà không cần sử dụng giấy metalize toàn phần và in mực trắng lót.

Quy trình chế bản file số:

• Định dạng dữ liệu: Vùng tráng phủ được thiết lập ở kênh màu K (Black), tuyệt đối không chứa các thành phần Cyan, Magenta, Yellow. Độ dày vecni tỷ lệ thuận với giá trị phần trăm sắc độ K (với đầu phun đơn MGI, 100% K tương ứng độ dày tối đa 116 µm). Tác giả lưu ý mức chênh lệch giữa các vùng sắc độ K phải đạt trên 20% thì mắt thường mới cảm nhận rõ hiệu ứng phân lớp 3D.
• Xử lý file cho hệ thống AIS của MGI: Chuyển đổi file CMYK sang không gian màu xám (grayscale) với ICC Profile được hãng cung cấp để máy tính nhận diện key points; sau đó tạo một kênh màu định vị (Spot Channel) chứa dữ liệu vecni, làm phẳng toàn bộ lớp ảnh (Flatten Image) và xuất file mask định dạng .TIFF chứa 2 channel riêng biệt.
• Kiểm soát các yếu tố rủi ro: Đồ án chỉ rõ hiện tượng nứt gãy và bong tróc lớp vecni khi độ dày vượt quá 75 µm nếu ấn phẩm lưu trữ ở nhiệt độ môi trường trên 30°C – 35°C; hiện tượng ngả màu ố vàng/xám của vecni khi sấy dưới đèn UV cường độ cao trên nền giấy trắng (khuyến nghị dải an toàn 40 – 60 µm); và hiện tượng gia tăng mật độ quang học màu sắc nền lên tới hơn 6% sau khi phủ vecni theo báo cáo của ECI, đòi hỏi phải giảm mật độ màu thủ công trên file in trước khi xuất bản.

Chương 3: Thực nghiệm

Chương 3 trình bày toàn bộ quy trình thiết lập điều kiện và đánh giá kết quả thực nghiệm trên thiết bị MGI Jetvarnish 3DS (cấu hình thanh đầu phun đơn, công suất sấy UV sơ bộ 5W và cụm sấy polyme hóa hoàn thiện):

Bước thực nghiệm	Nội dung thực hiện	Thông số và kết quả đo đạc
Ổn định thiết bị	Kiểm soát lực ép và nhiệt độ lô nhiệt i-foil; kiểm tra cường độ đèn sấy UV.	Nhiệt độ tách dính nhũ ổn định ở 120°C – 130°C; tốc độ in điều chỉnh tương ứng theo từng độ dày lớp vecni.
Thực nghiệm 1 (Test form)	Khảo sát khả năng phục chế chi tiết đường nét mảnh, khoảng hở, tram và độ bám dính nhũ ở 4 độ dày vecni: 21 µm, 29 µm, 65 µm và 116 µm.	- Ở 21 µm và 29 µm: Tái tạo hoàn hảo các nét đơn mảnh và chữ kích thước nhỏ. - Ở 65 µm và 116 µm: Hiệu ứng nổi 3D rất rõ rệt nhưng các khoảng hở siêu nhỏ có hiện tượng tràn vecni cục bộ. - Nhũ Murata Kimpaku bám dính đồng đều trên toàn bộ bề mặt vecni định vị.
Thực nghiệm 2 (Sample)	Ứng dụng các thông số chuẩn từ Test form vào sản xuất 2 mẫu ấn phẩm thiết kế thương mại thực tế.	Kiểm tra độ phân giải, sự chuyển tiếp giữa các lớp vecni 3D biến thiên và mức độ sai lệch định vị. Kết quả trên mẫu thiết kế tương đồng chính xác với các thông số đo được trên Test form.

Chương 4: Kết luận và hướng phát triển

Chương này đánh giá mức độ hoàn thành so với mục tiêu đề ra ban đầu, xác nhận nhóm nghiên cứu đã làm chủ được quy trình công nghệ từ khâu chuẩn bị file dữ liệu đến vận hành thực tế. Đồng thời, chương tổng kết các điểm còn tồn tại do điều kiện khách quan của cơ sở thực nghiệm và đề xuất các định hướng nghiên cứu bổ sung trong tương lai.

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã rút ra các kết quả định lượng và đóng góp kỹ thuật cụ thể từ thực nghiệm:

• Định lượng độ bóng bề mặt: Xác định độ bóng của màng vecni UV kỹ thuật số đạt 95 Gloss Point (đối với MGI) và 99 Gloss Point (đối với Scodix), vượt trội rõ rệt so với vecni gốc dầu (60 Gloss Point), gốc nước (75 Gloss Point) và vecni UV in offset truyền thống có lớp primer (85 Gloss Point).
• Khả năng kiểm soát độ dày và phân lớp: Xác định dải độ dày vecni kỹ thuật số từ 6 µm đến 232 µm trên thiết bị MGI và từ 5 µm đến 250 µm trên thiết bị Scodix. Thực nghiệm xác nhận cấu hình đầu phun đơn tại Việt Nam vận hành ổn định từ 21 µm đến 116 µm. Đồ án đưa ra khuyến cáo kỹ thuật: duy trì độ dày lớp vecni trong khoảng 30 – 75 µm để tối ưu hóa chi phí sản xuất, ngăn ngừa hiện tượng rạn nứt/bong tróc khi nhiệt độ môi trường vượt quá 35°C, và giới hạn trong mức 40 – 60 µm trên nền giấy trắng nhằm triệt tiêu nguy cơ ố vàng do tác động của đèn UV.
• Độ phân giải và khả năng bù trừ sai lệch: Khẳng định đầu phun Piezoelectric độ phân giải 360 dpi đáp ứng chính xác khả năng tái tạo các chi tiết đồ họa mảnh và font chữ vi mô. Hệ thống AIS của MGI duy trì độ sai lệch định vị vecni nằm trong ngưỡng cho phép ±200 µm nhờ khả năng xử lý tới 5 triệu thuật toán/lần quét để bù trừ độ dãn dài của giấy in.
• Giải pháp quy trình: Xây dựng thành công quy trình chế bản mask file đa kênh (.TIFF 2 channel) cho công nghệ định vị thông minh, loại bỏ sự phụ thuộc vào 4 bon góc truyền thống; đề xuất phương pháp bù trừ gia tăng màu sắc (vốn tăng tới hơn 6% sau phủ bóng) bằng cách giảm mật độ hạt trắc quang trực tiếp trên tệp thiết kế.
• Đóng góp thực tiễn: Đồ án là một trong những tài liệu kỹ thuật thực nghiệm đầu tiên tại Việt Nam hệ thống hóa bài bản quy trình công nghệ tráng phủ UV và ép nhũ kỹ thuật số, cung cấp bộ thông số chuẩn hóa làm tài liệu tham chiếu vận hành cho các doanh nghiệp in ấn thương mại.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài:

• Phạm vi vật liệu thực nghiệm bị bó hẹp: Do giới hạn về nguồn lực và thời gian, đồ án mới chỉ triển khai thực nghiệm trên một chủng loại giấy tráng phủ chất lượng cao dạng tờ rời; chưa mở rộng đánh giá trên các vật liệu màng nhựa không thấm hút như Polypropylen (PP), Polyvinyl Clorua (PVC) hoặc các loại giấy mỹ thuật có độ thấm ướt cao.
• Giới hạn phần cứng thiết bị: Quá trình thực nghiệm tại xưởng MGI chỉ được trang bị hệ thống thanh đầu phun đơn (giới hạn độ dày vecni tối đa ở mức 116 µm), chưa khảo sát được ngưỡng giới hạn công nghệ 232 µm của hệ thống thanh đầu phun kép.
• Chưa đối chứng thực nghiệm chéo: Đồ án tập trung thực nghiệm trên thiết bị MGI Jetvarnish 3DS mà chưa có điều kiện vận hành đối chứng trực tiếp trên hệ thống Scodix Ultra do hạn chế về khả năng tiếp cận máy móc tại thời điểm nghiên cứu.

Hướng phát triển:

• Mở rộng thực nghiệm trên các phân khúc vật liệu nền phức tạp, bao gồm màng ghép, decal nhựa PP, PVC và giấy mỹ thuật có kết cấu bề mặt nhám sâu.
• Xây dựng thuật toán hoặc ICC Profile tự động hóa để bù trừ mức độ gia tăng màu sắc sau khi phủ vecni UV, thay thế cho thao tác cân chỉnh thủ công trên phần mềm chế bản.
• Khảo sát độ bền cơ học dài hạn của lớp vecni và màng i-foil (độ bền uốn gấp, độ bền chà xát và độ bền ánh sáng) trong các điều kiện khí hậu nhiệt đới ẩm khác nhau.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu kỹ thuật có giá trị tham khảo cao đối với:

• Sinh viên và giảng viên ngành Công nghệ In, Thiết kế Đồ họa: Cung cấp kiến thức nền tảng chuyên sâu về gia công hoàn thiện bề mặt không dùng khuôn, bổ khuyết mảng nội dung công nghệ mới vốn chưa được cập nhật đầy đủ trong các giáo trình gia công sau in truyền thống.
• Kỹ thuật viên chế bản và vận hành máy in KTS: Tham khảo trực tiếp hướng dẫn kỹ thuật tạo file mask 2 channel, cách thức phân bổ sắc độ xám K để điều khiển độ dày vecni 3D và các bước vận hành hệ thống định vị AIS của MGI.
• Chuyên viên phát triển sản phẩm tại các nhà in: Nắm bắt các giới hạn vật lý (ngưỡng nứt vecni ở 35°C, dải độ dày tối ưu 30 – 75 µm, biên độ sai lệch định vị ±200 µm) để tư vấn thiết kế các dòng ấn phẩm cao cấp như bao bì mỹ phẩm, thiệp cưới, nhãn hàng hóa và bìa sách nghệ thuật.

Phần đáng giá nhất của công trình là hệ thống dữ liệu thực nghiệm tại Chương 3 cùng quy trình chế bản file mask đa kênh được mô tả chi tiết tại Mục 2.3.

Câu hỏi thường gặp

1. Công nghệ định vị AIS của MGI khác biệt như thế nào so với ScodixRSP™ của Scodix? Hệ thống ScodixRSP™ bắt buộc file thiết kế và tờ in phải có 4 bon định vị ở 4 góc để camera CCP nhận diện và căn chỉnh. Ngược lại, hệ thống AIS của MGI không sử dụng bon định vị mà dựa vào camera quét trực tiếp các điểm đặc trưng (key points) của hình ảnh in thông qua file CMYK chuyển thang xám (grayscale) với ICC Profile của MGI. AIS xử lý tới 5 triệu thuật toán cho mỗi lần quét, tự động điều chỉnh bù trừ cho hiện tượng giấy bị dãn nở trong quá trình in ấn trước đó với sai số cho phép nằm trong khoảng ±200 µm.

2. Tại sao khi tạo file chế bản cho lớp tráng phủ nổi 3D, sự chênh lệch giữa các vùng sắc độ xám (K) được khuyến nghị phải trên 20%? Do lớp vecni UV có độ dày vật lý rất nhỏ (chỉ từ vài chục đến hơn một trăm micromet), nếu mức chênh lệch sắc độ K giữa các chi tiết cạnh nhau nhỏ hơn 20%, sự biến thiên về độ cao lớp vecni phun ra sẽ quá thấp, khiến mắt thường khó có thể phân biệt được hiệu ứng nổi đa tầng, làm mất đi tính tương phản không gian ba chiều của sản phẩm.

3. Cơ chế tạo độ bám dính của màng nhũ trong công nghệ i-foiling kỹ thuật số diễn ra như thế nào? Khác với in nhũ lạnh (ép nhũ lên vecni còn ướt rồi mới sấy UV) và ép nhũ nóng (dùng khuôn kim loại gia nhiệt), quy trình i-foiling phủ vecni UV lên bề mặt tờ in và đưa qua cụm sấy để đóng rắn hoàn toàn nhằm định hình vị trí. Sau đó, tờ in đi qua lô ép nhiệt gia nhiệt ở nhiệt độ 120°C – 130°C; dưới tác động của nhiệt độ và áp lực, lớp keo của màng nhũ tan chảy và bám dính chính xác vào các vùng có lớp vecni UV đã khô.

4. Vì sao đồ án khuyến cáo không nên phủ vecni UV quá dày trên vùng giấy trắng không in? Thành phần hóa học của vecni UV dưới tác động quang hóa của cụm đèn sấy tia cực tím cường độ cao có xu hướng bị biến đổi màu, nhuốm sắc vàng nhạt, nâu hoặc xám. Nếu phủ một lớp vecni có độ dày quá lớn trên nền giấy trắng, hiện tượng ngả màu này sẽ lộ rõ, làm suy giảm giá trị thẩm mỹ của ấn phẩm. Do đó, độ dày an toàn trên nền trắng được khuyến nghị trong khoảng 40 – 60 µm.

5. Lớp vecni UV sau khi ra khỏi hệ thống đèn sấy của máy MGI đã khô hoàn toàn chưa? Chưa khô 100%. Hệ thống sấy của MGI bao gồm 2 cụm đèn: cụm thứ nhất (công suất 5W) sấy định hình lớp vecni, cụm thứ hai tiếp tục sấy khô khoảng 99% bề mặt. Khoảng 1% thể tích vecni còn lại ở vùng tâm lớp phủ sẽ tiếp tục quá trình quang trùng hợp (polymer hóa) tự nhiên và đóng rắn hoàn toàn trong vòng 24 giờ. Vì vậy, các phép đo kiểm tra độ bóng và đánh giá sai lệch màu sắc chỉ đạt độ ổn định chính xác nhất sau 24 đến 48 giờ.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của nhóm tác giả Trịnh Nhật Khánh, Phan An Nhi và Trần Thị Yến Nhi đã làm rõ cơ sở lý luận, giải pháp thiết kế chế bản và thông số vận hành thực nghiệm của công nghệ tráng phủ vecni UV và ép nhũ kỹ thuật số không dùng khuôn. Nghiên cứu xác lập được các ngưỡng kỹ thuật quan trọng về độ bóng (95 – 99 Gloss Point), dải độ dày tối ưu (30 – 75 µm) và cơ chế bù trừ sai lệch định vị bằng thị giác máy tính AIS (sai số ±200 µm). Kết quả của công trình mang tính ứng dụng thực tiễn cao, đóng góp một quy trình gia công bề mặt chuẩn xác cho phân khúc sản phẩm in ấn kỹ thuật số chất lượng cao tại Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 DẪN NHẬP 1.1 Lý do chọn đề tài Cung và cầu là một cặp từ không thể thiếu trong việc gắn liền với sự phát triển của xã hội. Mọi nhu cầu, mọi vấn đề được đưa ra sẽ có lần lượt các giải pháp để giải quyết, đáp ứng nhu cầu vấn đề đó. Trong lĩnh vực in ấn, các nhu cầu về sản phẩm ngày nay không dừng lại ở việc màu sắc in tốt mà còn là phải áp dụng được các công nghệ gia tăng giá trị tờ in để sản phẩm in đẹp hơn với các hiệu ứng như tráng phủ bóng, mờ hay bóng mờ kết hợp và lấp lánh,.mang lại nhiều trải nghiệm cho khách hàng hơn. Vấn đề ở đây chính là để áp dụng các công nghệ gia công truyền thống lên tờ in, thì yếu tố đầu tiên cần đòi hỏi chính là sản phẩm phải có số lượng nhiều mới phù hợp với các giải pháp đó.

Như vậy, với các sản phẩm mang tính cá nhân hóa và số lượng nhỏ cụ thể là các tờ in KTS, nhu cầu khách hàng vẫn muốn nó được áp dụng các biện pháp như ép nhũ, dập nổi,. Các sản phẩm mang tính cá nhân hóa ngày nay như thiệp mời, danh thiếp (name card), phiếu quà tặng (gift voucher), hay các sản phẩm khác,. đặc biệt là trong các sự kiện lớn, khách hàng luôn đòi hỏi sự gia công tỉ mỉ trên sản phẩm đó. Để đáp ứng các được nhu cầu gia công tờ in với tính chất mang tính cá nhân hóa và số lượng nhỏ, các công nghệ gia công tờ in bằng phương pháp KTS đã xuất hiện để giải quyết những vấn đề này.

Những lợi ích mà nó mang lại như không tốn chi phí cho việc làm khuôn, thực hiện gia công với dữ liệu biến đổi, các hiệu ứng tương đương với phương pháp truyền thống và quan trọng nhất là tiết kiệm thời gian sản xuất. Trên thị trường hiện nay có nhiều nhà cung cấp giải pháp này, trong đó có 2 nhà cung cấp lớn là MGI và SCODIX, đều mang lại các hiệu ứng “Hiệu ứng bóng, hiệu ứng lấp lánh, hiệu ứng nổi”. Tuy nhiên, công nghệ này chỉ mới được giới thiệu sơ lược qua các video và các hình ảnh của các mẫu sample trên website, không có quá nhiều thông tin chi tiết về công nghệ, cũng như cách thức làm việc của nó. Trong quá trình học tập lại chưa được tiếp xúc với mảng kiến thức này.

Với sự quan tâm về giải pháp gia công giá trị tờ in bằng phương pháp kỹ thuật số đã thúc đẩy nhóm thực hiện nghiên cứu về đề tài “Giải pháp gia tăng giá trị sản phẩm với vecni uv và i-foil”.2 Mục đích nghiên cứu đề tài Đề tài được thực hiện nhằm đạt được những mục đích sau đây: - Cập nhật và tiếp cận được với những giải pháp, công nghệ mới cho tờ in KTS - Nghiên cứu và tìm hiểu công nghệ gia tăng giá trị KTS - Hệ thống được kiến thức nền tảng từ các phương pháp truyền thống để đưa ra đánh giá, so sánh với công nghệ KTS. - Thực hiện test form và đánh giá khả năng thực hiện của biện pháp gia công bề mặt bằng công nghệ KTS - Ứng dụng công nghệ vào sản xuất sản phẩm thực tế 1.3 Phạm vi nghiên cứu Giữa những khả năng và giải pháp mà công nghệ mang lại cho tờ in KTS thì tương đối rộng lớn. Với điều kiện được nghiên cứu và mục đích thực hiện đề tài được chi tiết hơn. Phạm vi nghiên cứu của đề tài chỉ xoay quanh các hiệu ứng mà giải pháp này mang lại phù hợp với thị hiếu của thị trường in KTS hiện tại là: - Hiệu ứng bóng đến từ tráng phủ vecni UV - Hiệu ứng lấp lánh từ nhũ KTS - Hiệu ứng nổi 3D 1.4 Giới hạn của đề tài - Trên thị trường cung cấp những giải pháp làm cho cuộn và tờ rời, nhưng thời gian có hạn nên đề tài chỉ tập trung vào xử lí cho dạng tờ rời - Quá trình thực nghiệm dựa theo công nghệ của MGI - Vật liệu: Chỉ thực hiện và tìm hiểu trên các loại giấy thông dụng mà phương pháp KTS in được, không bao gồm các loại vật liệu khác như PP, PVC,… 1.5 Phương pháp nghiên cứu - So sánh các hiệu ứng tương đương với phương pháp truyền thống để đánh giá phương pháp gia công KTS này.

- Đọc và dịch tài liệu nội bộ về các thông số kỹ thuật của các máy MGI - Tìm thông tin về các nhà cung cấp liên quan - Thực hiện làm chế bản cho giải pháp này dựa trên tài liệu được cung cấp - Dựa vào thông số, đặc tính kỹ thuật của máy Jetvarnish 3DS (dựa theo điều kiện thực nghiệm) để tạo test form để kiểm tra khả năng có thể thực hiện được - Sử dụng các thiết bị để kiểm tra đánh giá 2 do an Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Các giải pháp gia tăng giá trị sản phẩm in với các phương pháp in truyền thống Nhu cầu xã hội ngày càng tăng, xu hướng hiện nay của khách hàng về nhu cầu in ở thời điểm hiện tại là vô cùng đa đạng, khi in một số lượng lớn các sản phẩm in họ không chỉ quan tâm về bề ngoài sản phẩm in mà còn đòi hỏi phải làm sao cho sản phẩm đó của họ phải đẹp, nổi bật, bắt mắt hay thậm chí là sang trọng, lấp lánh. Để đáp ứng được nhu cầu khách hàng, công nghệ in truyền thống hiện đang áp dụng các biện pháp gia tăng giá trị cho tờ in như tráng phủ hay ghép màng để tạo hiệu ứng bóng, mờ đồng thời để bảo vệ bề mặt tờ in, không dừng lại ở đó các phương pháp ép nhũ, dập chìm nổi tạo hiệu ứng làm nổi bật hình ảnh và mang đến hiệu ứng lấp lánh hoặc kim loại. Một số biện pháp khác như tráng phủ bằng vecni UV, dùng vật liệu metalize trong in ấn,. theo giới hạn đề tài trước đó đồ án này chỉ xoay quanh các vấn đề có liên quan đến tráng phủ, nhũ và các hiệu ứng có liên quan.1 Công nghệ tráng phủ Tráng phủ là quá trình tráng và dàn mỏng một lớp vecni lên toàn bộ hoặc một phần tờ in, sau đó lớp vecni được làm khô dưới tác dụng của nguồn sấy (hồng ngoại, khí nóng hoặc UV) Công nghệ tráng phủ tạo ra các hiệu ứng: bóng, mờ hoặc bóng – mờ kết hợp.

Các cách phân loại:  Phân loại theo phần diện tích được tráng phủ trên tờ in: - Tráng phủ từng phần (chỉ tráng phủ trên hình ảnh in hoặc phần diện tích nào đó, có sử dụng khuôn tráng phủ). Quan tâm đến công nghệ chế tạo khuôn in - Tráng phủ toàn phần (tráng phủ toàn bộ diện tích tờ in), không cần làm khuôn.  Phân loại theo tính chất của vecni sử dụng để tráng phủ: - Vecni gốc dầu: Verni gốc dầu có thành phần tương tự như mực in offset nhưng không chứa pigment, thông thường vecni gốc dầu được tráng phủ lên giấy trên đơn vị in của máy in offset. Sau khi được tráng lên giấy, vecni gốc dầu đóng rắn (khô) theo cả hai cơ chế: thấm hút vào giấy và khô trên cơ sở phản ứng oxy hoá.

Độ dày màng vecni mỏng nên độ bóng không cao (60 Gloss Points) - Vecni gốc nước: Vecni gốc nước có thể được tráng phủ trên một đơn vị in của máy in offset sử dụng bộ phận cấp ẩm để cấp vecni lên bản in; tráng phủ trên đơn vị tráng phủ của thiết bị in hoặc tráng phủ trên thiết bị tráng 3 do an phủ chuyên dụng. Quá trình đóng rắn của lớp màng vecni là quá trình bay hơi và thẩm thấu của chất hòa tan (nước), bay hơi (30%), thấm hút (70%). Tạo màng có độ bóng và độ phẳng cao (75 Gloss Points). - Vecni UV: Tráng phủ vecni UV có thể thực hiện trên đơn vị tráng phủ của máy in offset, flexo, in lụa hoặc trên thiết bị tráng phủ chuyên dụng.

Quá trình khô của màng verni UV dựa trên phản ứng polymer hoá, phản ứng sảy ra nhanh chóng dưới tác động của đèn UV. Màng tạo có khả năng chống lại ma sát và các tác nhân hóa học tốt, có độ bóng cao nhất trong các loại vecni (85 gloss points) - Vecni gốc dung môi: Vecni này được tráng phủ trên các thiết bị tráng phủ chuyên dụng. Do đặc tính làm hại môi trường khi dung môi bay hơi nên hiện nay dạng vecni này ít được sử dụng mà thường được thay thế bởi dạng vecni gốc nước  Phân loại theo phương thức bố trí sản xuất: - Tráng phủ inline (đơn vị tráng phủ nằm trên máy in): Cần quan tâm đến TAC vì nếu lớp mực quá dày ảnh hưởng đến độ khô của mực, bên cạnh đó một yếu tố cần quan tâm nữa là khả năng tương thích giữa mực in và loại vecni sử dụng để gia công. Nhưng đối với phương pháp này thì việc định vị tờ in sau khi in ra đem đến công đoạn tráng phủ đảm bảo ít bị sai lệch hơn so với tráng phủ offline.

- Tráng phủ offline (thiết bị tráng phủ tách rời khỏi thiết bị in): Một ưu điểm của phương pháp này chính là ít cần phải quan tâm đến độ khô của mực sau khi in, vì sau khi in ra tờ in mới được đem đến đơn vị tráng phủ riêng biệt, trong khoảng thời gian đó đã đủ để tờ in có thể khô. Tuy nhiên đối với tráng phủ offline thì việc định vị tờ in lại là vấn đề cần quan tâm vì khi đưa tờ in vào tráng phủ trên một thiết bị khác khó trách khỏi việc sai lệch tờ in dẫn đến tráng phủ sai vị trí. Nếu sản phẩm có hai hiệu ứng thì sử dụng hai đơn vị tráng phủ.  Phân loại theo nguyên lý của phương pháp tráng phủ: - Tráng phủ theo nguyên lý in offset: có thể sử dụng vecni gốc dầu và vecni UV, nếu sử dụng vecni gốc nước thì chỉ có thể tráng phủ toàn phần.

Độ dày lớp phủ: 2 µm - Tráng phủ theo nguyên lý in flexo, leterpress: có thể dùng vecni gốc nước hoặc vecni UV, ngoài ra cũng có thể dùng vecni dung môi nhưng dung môi không thích hợp lắm vì sau khi gia công sản phẩm khô nó vẫn còn chứa một lượng dung môi nên nếu dùng để chứa thực phẩm thì mùi sẽ bị bám vào ảnh hưởng đến thực phẩm bên trong. Độ dày lớp phủ: 3 - 4 µm. - Tráng phủ theo nguyên lý kéo lụa: để tạo các lớp tráng phủ dày. Độ dày lớp phủ: 100 µm hoặc hơn.

4 do an Hình 2.1 Tráng phủ vecni toàn phần Hình 2.2 Tráng phủ vecni từng phần 2.