Tiến hành fingerprint định kỳ để hiệu chỉnh máy in flexo vt flexo 175 es37 tại công ty tetra pak binh duong

Tiến hành fingerprint định kỳ giúp hiệu chỉnh máy in flexo VT Flexo 175 ES37 tại công ty Tetra Pak Bình Dương, nâng cao chất lượng in ấn.

• 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: Hiệu Chỉnh Máy In Flexo VT Flex 175 ES37 Tại Tetra Pak Binh Duong Thông Qua Phương Pháp Fingerprint
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT ĐỀ TÀI BẰNG TIẾNG VIỆT
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ THUẬT NGỮ
• DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ VÀ HÌNH ẢNH
• 1. CHƯƠNG 1: DẪN NHẬP
• 1.1. Lý do chọn đề tài
• 1.2. Mục tiêu và đối tượng nghiên cứu
• 1.3. Phạm vi nghiên cứu và giới hạn đề tài
• 1.4. Phương pháp nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN
• 2.1. Sơ lược về đề tài
• 2.2. Lịch sử nghiên cứu vấn đề
• 2.3. Xu hướng phát triển trong tương lai của Flexo và fingerprint
• 2.4. Tiêu chuẩn sản xuất tại nhà máy Tetra Pak
• 2.5. Tổng quan về kỹ thuật in Flexo
• 2.6. Ưu nhược điểm của in Flexo
• 2.7. Cấu hình máy in VT Flex 175ES
• 2.8. Sự gia tăng tầng thứ
• 2.9. Khái niệm Dotgain
• 2.10. Nguyên nhân gây ra Dotgain bởi ánh sáng
• 2.11. Những nguyên nhân gây ra Dotgain từ yếu tố vật liệu
• 2.12. Những nguyên nhân gây ra Dotgain từ yếu tố cơ học trên máy in
• 2.13. Tầm quan trọng của bảo trì bảo dưỡng và hiệu chỉnh thiết bị sản xuất
• 2.14. Sự gia tăng tầng thứ và mối liên hệ với FingerPrint
• 3. CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM TIẾN HÀNH IN VÀ PHÂN TÍCH CUỘN FINGERPRINT TẠI CÔNG TY TETRA PAK
• 3.1. Quy trình thực hiện FingerPrint thực tế tại nhà máy Tetra Pak
• 3.2. Điều kiện cơ bản để thực hiện fingerprint
• 3.3. Xây dựng và phân tích các yếu tố trên FG
• 3.4. Phân tích tổng quan
• 3.5. Phân tích từng Lane
• 3.6. Quy trình thực nghiệm làm Fingerprint
• 3.7. Hiệu chỉnh thiết bị đo
• 3.8. Tiến hành làm thực nghiệm FingerPrint ở Prepress
• 3.9. Chuẩn bị vật liệu
• 3.10. Hiệu chỉnh thiết bị tại phòng Prepress
• 3.11. Chuẩn bị Sleeve và Mounting
• 3.12. Tiến hành làm thực nghiệm FingerPrint ở Printing
• 3.13. Chuẩn bị vật liệu
• 3.14. Hiệu chỉnh máy in
• 3.15. Tiến hành in Fingerprint và kiểm soát áp lực in
• 3.16. Thiết lập bảng dữ liệu sản xuất
• 3.17. Đánh giá kết quả
• 3.17.1. Độ sai lệch màu sắc (L*a*b*)
• 3.17.2. Gia tăng tầng thứ
• 4. CHƯƠNG 4: BÙ TRỪ GIA TĂNG TẦNG THỨ DỰA TRÊN KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM “FINGERPRINT”
• 4.1. Xây dựng đường Curve bù trừ gia tăng tầng thứ
• 4.2. Các tiêu chí bù trừ Dotgain
• 4.3. Xây dựng đường curve bù trừ
• 4.4. Thực tế khi bù trừ Dotgain

Tóm tắt

I. Tổng quan về hiệu chỉnh máy in flexo VT Flexo 175 ES37 tại Tetra Pak Bình Dương

Máy in flexo VT Flexo 175 ES37 là một trong những thiết bị quan trọng trong quy trình sản xuất bao bì tại Tetra Pak Bình Dương. Việc hiệu chỉnh máy in là cần thiết để đảm bảo chất lượng in ấn và tối ưu hóa quy trình sản xuất. Phương pháp fingerprint được áp dụng để xác định và điều chỉnh các thông số kỹ thuật của máy in, từ đó nâng cao hiệu suất và chất lượng sản phẩm.

1.1. Giới thiệu về máy in flexo và công nghệ in flexo

Máy in flexo là công nghệ in hiện đại, sử dụng mực nước và mực UV, giúp tạo ra hình ảnh sắc nét và chất lượng cao. Công nghệ này được ưa chuộng trong ngành bao bì nhờ vào khả năng in trên nhiều loại vật liệu khác nhau.

1.2. Tầm quan trọng của việc hiệu chỉnh máy in flexo

Việc hiệu chỉnh máy in flexo không chỉ giúp cải thiện chất lượng in mà còn giảm thiểu lãng phí nguyên liệu và thời gian sản xuất. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh cạnh tranh ngày càng gia tăng trong ngành công nghiệp in.

II. Vấn đề và thách thức trong hiệu chỉnh máy in flexo tại Tetra Pak

Trong quá trình sản xuất, máy in flexo thường gặp phải nhiều vấn đề như độ chính xác màu sắc không đạt yêu cầu, sự gia tăng tầng thứ và các lỗi cơ học. Những vấn đề này ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm và hiệu suất sản xuất.

2.1. Các vấn đề thường gặp khi in flexo

Các vấn đề như độ sai lệch màu sắc, áp lực in không ổn định và sự gia tăng tầng thứ là những thách thức lớn trong quy trình in flexo. Những yếu tố này cần được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo chất lượng sản phẩm.

2.2. Tác động của các yếu tố bên ngoài đến chất lượng in

Yếu tố môi trường như độ ẩm, nhiệt độ và chất lượng nguyên liệu cũng có thể ảnh hưởng đến quá trình in. Việc theo dõi và điều chỉnh các yếu tố này là rất quan trọng để duy trì chất lượng in ổn định.

III. Phương pháp fingerprint trong hiệu chỉnh máy in flexo

Phương pháp fingerprint là một kỹ thuật hiệu chỉnh tiên tiến, cho phép xác định các thông số cần thiết để tối ưu hóa quy trình in. Kỹ thuật này giúp phân tích và điều chỉnh các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng in một cách chính xác.

3.1. Quy trình thực hiện fingerprint

Quy trình thực hiện fingerprint bao gồm việc thu thập dữ liệu từ các mẫu in, phân tích và xây dựng đường curve bù trừ. Điều này giúp xác định các thông số cần điều chỉnh để đạt được chất lượng in tốt nhất.

3.2. Lợi ích của việc áp dụng phương pháp fingerprint

Việc áp dụng phương pháp fingerprint giúp cải thiện độ chính xác màu sắc, giảm thiểu lãng phí và tăng cường hiệu suất sản xuất. Đây là một giải pháp hiệu quả cho các vấn đề thường gặp trong in flexo.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu tại Tetra Pak

Kết quả từ việc áp dụng phương pháp fingerprint tại Tetra Pak Bình Dương cho thấy sự cải thiện rõ rệt trong chất lượng in và hiệu suất sản xuất. Các thông số được điều chỉnh đã giúp giảm thiểu các lỗi và nâng cao độ chính xác màu sắc.

4.1. Kết quả đạt được từ thực nghiệm fingerprint

Sau khi thực hiện fingerprint, các thông số in đã được tối ưu hóa, giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm thiểu thời gian sản xuất. Điều này chứng tỏ hiệu quả của phương pháp trong việc cải thiện quy trình in.

4.2. Đánh giá hiệu quả của việc hiệu chỉnh máy in

Việc hiệu chỉnh máy in flexo VT Flexo 175 ES37 đã mang lại những kết quả tích cực, giúp Tetra Pak duy trì vị thế cạnh tranh trong ngành công nghiệp bao bì. Sự ổn định trong quy trình in là yếu tố quyết định cho sự thành công của công ty.

V. Kết luận và tương lai của hiệu chỉnh máy in flexo

Việc hiệu chỉnh máy in flexo thông qua phương pháp fingerprint không chỉ mang lại lợi ích về chất lượng mà còn giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất. Tương lai của công nghệ in flexo hứa hẹn sẽ tiếp tục phát triển với nhiều cải tiến mới.

5.1. Tương lai của công nghệ in flexo

Công nghệ in flexo sẽ tiếp tục phát triển với sự ra đời của các thiết bị hiện đại và phần mềm hỗ trợ. Điều này sẽ giúp nâng cao chất lượng in và giảm thiểu chi phí sản xuất.

5.2. Định hướng nghiên cứu trong tương lai

Nghiên cứu về hiệu chỉnh máy in flexo sẽ tiếp tục được mở rộng, với mục tiêu tìm ra các phương pháp mới và hiệu quả hơn. Điều này sẽ góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm và đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ngành công nghiệp bao bì giấy ghi nhận sự tăng trưởng mạnh mẽ trên quy mô toàn cầu nhờ xu hướng thay thế vật liệu nhựa và bảo vệ môi trường, đặc biệt trong phân khúc đóng gói thực phẩm lỏng tiệt trùng. Theo báo cáo từ tổ chức Mordor Intelligence, thị trường in Flexo thế giới đạt giá trị 107,42 tỷ USD vào năm 2020 và dự kiến đạt 124,61 tỷ USD vào năm 2026 với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) là 2,44%. Tại Việt Nam, thống kê của Hiệp hội Giấy và Bột giấy Việt Nam (VPPA) cho thấy tổng mức tiêu dùng bao bì giấy đạt 4,286 triệu tấn vào năm 2020, xuất khẩu đạt 1,526 triệu tấn (tăng trưởng 95,3% so với năm 2019), với dự báo tiêu thụ tiếp tục tăng 12% trong giai đoạn 2021-2025 dưới sự thúc đẩy của thương mại điện tử và dòng vốn FDI.

Nhà máy Công ty Tetra Pak Bình Dương vận hành hệ thống máy in Flexo VT Flex 175 ES37 hiện đại với khổ in lớn, tốc độ cao, tích hợp hệ thống phát hiện khuyết tật bề mặt ISRA Vision và hệ thống kiểm soát chồng màu BST Eltromat. Tuy nhiên, trong sản xuất công nghiệp liên tục, máy in Flexo đối mặt với hiện tượng gia tăng tầng thứ (Dot Gain - GTTT) lớn bắt nguồn từ cả cơ chế quang học lẫn sự biến dạng cơ học của bản photopolymer mềm. Các sai lệch về áp lực in, độ nhớt mực, độ thấm hút của chất nền, sự mài mòn bánh răng và biến dạng trục theo thời gian dẫn đến mất ổn định chất lượng màu sắc, sai lệch tông nguyên và giảm tính lặp lại giữa các lô sản xuất. Nhằm giải quyết các sai số này, nhóm nghiên cứu thực hiện quy trình thử nghiệm Fingerprint định kỳ để định lượng trạng thái kỹ thuật của hệ thống và thiết lập đường cong bù trừ thích ứng.

Đề tài xác định 06 nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể theo văn bản:

1. Phân tích các nguyên nhân ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm in và tính ổn định trên máy in (bao gồm yếu tố vật liệu và yếu tố cơ học).
2. Tối ưu hóa thiết bị sản xuất và chuẩn hóa quy trình công nghệ từ chế bản đến in.
3. Xây dựng quy trình thực hiện Fingerprint chuẩn hóa từ Prepress đến Printing.
4. Triển khai thực nghiệm Fingerprint thực tế trên hệ sinh thái máy in Flexo VT Flex 175 ES37.
5. Phân tích kết quả đo đạc từ cuộn in Fingerprint và đánh giá toàn diện dây chuyền sản xuất.
6. Xây dựng đường cong bù trừ gia tăng tầng thứ (Dot Gain Compensation curve) ở khâu chế bản nhằm ổn định chất lượng in thực tế.

Đối tượng nghiên cứu của đồ án bao gồm: quy trình Fingerprint cho chất nền giấy TFA (Tetra Fino Aseptic), hệ thống thiết bị chế bản tại phòng Prepress, hệ thống máy in Flexo VT Flex 175 ES37 và chu trình làm việc Fingerprint Workflow. Phạm vi nghiên cứu giới hạn tại dây chuyền sản xuất của Công ty Tetra Pak Bình Dương, tập trung vào dòng mực in gốc nước, khuôn in photopolymer trên trục Sleeve, với thời gian triển khai từ tháng 03/2021 đến tháng 08/2021.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết của đồ án dựa trên các tiêu chuẩn kỹ thuật quốc tế và quy chuẩn nội bộ của ngành in bao bì:

• Tiêu chuẩn FIRST (Flexographic Image Reproduction Specifications & Tolerances) do Hiệp hội Kỹ thuật Flexo (FTA) ban hành, làm chuẩn tham chiếu cho việc kiểm soát phục chế hình ảnh flexo.
• Tiêu chuẩn ISO 12647-6 chuyên biệt cho kỹ thuật in Flexo; tiêu chuẩn cân bằng xám G7; ISO 15339: CRPC 6 và hệ thống màu mở rộng Extended Gamut (với sự hỗ trợ kỹ thuật từ FlintGroup).
• Khung quản trị sản xuất World Class Manufacturing (WCM), phương pháp sản xuất tinh gọn Lean Manufacturing và hệ thống Bảo trì Toàn diện Sản xuất (Total Productive Maintenance - TPM).
• Các chứng chỉ vận hành an toàn và môi trường: BRC Global Standards, chứng nhận công trình xanh LEED và báo cáo bền vững GRI.

Phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa lý luận và thực nghiệm kỹ thuật công nghiệp:

• Phương pháp phân tích - tổng hợp lý thuyết: Khảo cứu tài liệu chuyên khảo của FTA, các báo cáo phân tích thị trường bao bì và tài liệu hướng dẫn kỹ thuật của dòng máy VT Flex 175 ES37.
• Phương pháp thực nghiệm công nghiệp: Tiến hành đo đạc trực tiếp các thông số thiết bị và vật tư; xuất file RIP dạng LEN; ghi bản photopolymer trên hệ thống Cyrel Digital Imager (CDI); gắn bản (mounting) lên ống sleeve và kiểm tra biên dạng; thực hiện in cuộn mẫu thử nghiệm Fingerprint trên giấy TFA; đo lường mật độ quang học (Density), giá trị sai lệch màu Lab*, tỷ lệ trapping và kích thước hạt tram bằng thiết bị đo chuyên dụng; mô hình hóa toán học đường cong bù trừ DGC trên phần mềm chế bản chuyên nghiệp.

Nguồn dữ liệu và vật tư thực nghiệm:

• Vật liệu: Giấy nền TFA (giấy không tráng phủ, cấu trúc xốp mao dẫn tương tự giấy kraft), mực in gốc nước Flexo do FlintGroup cung cấp, băng dán bản chuyên dụng của tập đoàn 3M, bản in nổi photopolymer.
• Thiết bị đo lường và kiểm tra: Máy đo độ truyền quang tuyến tính X-Rite 361T, hệ thống phân tích kích thước hạt tram quang học QEA - FlexoIAS II, thiết bị đo đường kính và độ oval của ống sleeve S2T Gauge Meter, cốc đo độ nhớt mực chuyên dụng, hệ thống thị giác máy ISRA Vision và cảm biến canh biên BST Eltromat.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Dẫn nhập

Chương này tổng kết nhu cầu cấp thiết của ngành bao bì giấy trong bối cảnh sản xuất hiện đại và phân tích vị thế của công nghệ in Flexo tốc độ cao. Tác giả trình bày chi tiết lý do chọn đề tài dựa trên yêu cầu kiểm soát chất lượng tại Nhà máy Tetra Pak Bình Dương, xác định mục tiêu 6 điểm, định vị đối tượng, giới hạn phạm vi nghiên cứu trên máy VT Flex 175 ES37 đối với giấy TFA và phác thảo phương pháp tiếp cận từ lý thuyết chuyên ngành đến thực nghiệm nhà xưởng.

Chương 2: Cơ sở lý luận

Chương 2 thiết lập nền tảng kỹ thuật về công nghệ in Flexo và phân tích chuyên sâu các cơ chế gây mất ổn định màu in:

• Cấu hình máy in VT Flex 175 ES37 gồm 8 cụm chức năng: cụm cấp vật liệu (Unwinder), tháp trữ giấy (Festoon), hệ thống điều chỉnh lực căng, hệ thống dẫn giấy infeed/outfeed, các trạm in màu (Print Unit), buồng sấy khí nóng (Dry Hood), đơn vị tạo đường cấn bế và cụm thu cuộn (Rewinder).
• Nguyên lý truyền mực và cấu trúc trục Anilox: Trục kim loại khắc vi lỗ có nhiệm vụ cấp mực định lượng sang bản in nổi. Tác giả nhấn mạnh khuyến nghị của Harper Corporation of America về tỷ lệ độ sâu trên độ mở miệng cell (Depth/Opening - D/O) phải đạt mức 23% - 33%. Nếu miệng cell quá rộng, các điểm hạt tram nhỏ trên bản in sẽ rơi vào lòng cell, làm mực bám lan ra xung quanh chân hạt tram gây gia tăng tầng thứ.
• Nguyên nhân Dotgain quang học và vật liệu: Hiện tượng tán xạ ánh sáng trong chất nền giấy TFA chưa tráng phủ làm mắt người quan sát hạt tram tối hơn thực tế. Về vật liệu, mực gốc nước mất tới 30% thể tích khi bay hơi nhưng lại có xu hướng làm tăng kích thước hạt tram từ 10% - 15%. Mực yêu cầu kiểm soát độ pH nghiêm ngặt trong khoảng 8 - 9, độ nhớt dao động 1 - 100 Pa và kiểm tra định kỳ mỗi 30 phút nhằm tránh tình trạng tăng độ nhớt khi nhiệt độ mực biến động. Các biến dạng do độ dày bản photopolymer, độ đàn hồi của băng dán bản Tape 3M và độ biến dạng hình học (Ovality) của trục Sleeve đều gây ra biến động diện tích truyền mực.
• Nguyên nhân Dotgain cơ học trên máy in: Sự mất cân bằng áp lực tiếp xúc tối thiểu (Kissprint) khiến các hạt tram 50% trên bản in bị nén bẹp và dàn trải tương đương diện tích che phủ 70% - 80% trên giấy. Sự chênh lệch tốc độ đồng bộ giữa trục Anilox, trục bản in và băng giấy gây hiện tượng trượt kéo dịch điểm tram. Bố trí bản in trên Sleeve thẳng hàng để lộ khe hở lớn sẽ gây ra xung lực nảy trục (Bouncing), làm mất mực hoặc biến đổi tầng thứ theo chu vi; giải pháp bắt buộc là xếp bố trí bản sole dạng bậc thang. Ngoài ra, sự mài mòn cơ khí của bánh răng tạo khe hở (Backlash), độ rơ của vòng bi bạc đạn, dao gạt mực trong buồng kín (Chamber) mòn vẹt hoặc bong bóng khí lọt vào buồng cấp mực do lực ly tâm ở tốc độ cao đều trực tiếp phá vỡ tính ổn định của lớp màng mực.
• Hệ thống sấy khí nóng và kiểm soát lực căng: Bụi giấy bám làm nghẹt đầu vòi phun sấy gây tập trung nhiệt cục bộ làm co rút giấy TFA; bụi bám vào cảm biến lực căng xả cuộn dẫn đến máy bù sai lệch, gây đứt băng hoặc chùng giấy. Do đó, quy trình TPM được thiết lập dựa trên Bảo dưỡng tự quản (AM) của công nhân và Bảo trì phòng ngừa (PM) có kế hoạch của kỹ sư.

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

Chương 3 trình bày toàn bộ các bước triển khai thực nghiệm trên dây chuyền sản xuất:

• Cấu trúc biểu mẫu Fingerprint Test Form: Bố trí các dải kiểm tra dọc theo các Lane trên chu vi trục Sleeve, bao gồm các thang tầng thứ tram AM, mảng tông nguyên, vùng kiểm tra Trapping, các ô hình sao và hình lục giác chuyên dùng để quan sát độ biến dạng áp lực in Kissprint.
• Chuẩn bị chế bản (Prepress): Kiểm tra độ tuyến tính của bản photopolymer bằng máy X-Rite 361T; đo cấu trúc hình học hạt tram bằng máy quang học QEA - FlexoIAS II; xuất dữ liệu RIP dạng LEN; đo kiểm tra đường kính ngoài và độ biến dạng Ovality của toàn bộ ống Sleeve thông qua thiết bị S2T Gauge Meter trước khi tiến hành dán bản bằng băng keo 3M.
• Thiết lập máy in (Printing): Hiệu chỉnh lực căng đầu vào infeed, lực căng đầu ra outfeed; kiểm tra độ song song tuyệt đối giữa các trục; thiết lập vị trí buồng mực kín và áp lực gạt dao; căn chỉnh áp lực tiếp xúc Kissprint giữa trục Anilox - Sleeve và Sleeve - trục ép in.
• Chạy in mẫu Fingerprint lần 1 (chưa bù trừ): Nạp giấy nền TFA, kiểm tra độ nhớt và độ pH của mực nước; vận hành máy in cuộn thử nghiệm. Thu thập các mẫu in tại các Lane khác nhau để tiến hành đo đạc trong phòng kiểm tra chất lượng.
• Kết quả đo đạc: Xác định mật độ quang học tông nguyên của các màu chuẩn CMYK và màu pha; ghi nhận các giá trị sai lệch màu Lab*; thu thập dữ liệu đo gia tăng tầng thứ thực tế trên toàn bộ dải sắc độ từ 0% đến 100%, ghi nhận mức độ gia tăng tầng thứ rất cao ở vùng tông trung gian (mid-tone) do áp lực cơ học và độ hút mực của giấy TFA.

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

Chương 4 tập trung giải quyết bài toán bù trừ sai lệch thông qua thuật toán phần mềm:

• Xây dựng đường cong bù trừ Dotgain (DGC): Nhập toàn bộ dữ liệu đo đạc tầng thứ thực tế từ cuộn in Fingerprint lần 1 vào phần mềm Esko IntelliCurve. Thiết lập giá trị làm mịn đường cong bằng công cụ "Smoothness Margin" nhằm đảm bảo dải chuyển tông liên tục, loại bỏ hiện tượng gãy bậc sắc độ hoặc tạo đường viền (Banding).
• Thực nghiệm bù trừ: Thiết lập các đường cong hiệu chỉnh riêng biệt cho từng trạm màu CMYK và màu pha Spot (như màu Spot CS138). File đồ họa tại khâu RIP được áp dụng đường cong DGC này để chủ động thu nhỏ diện tích hạt tram trên bản in photopolymer, bù trừ chính xác cho phần phình to dự kiến do áp lực in và độ thấm hút mao dẫn của giấy TFA.
• Đánh giá hiệu quả sau bù trừ: Thực hiện chạy in cuộn Fingerprint lần 2 đã áp dụng đường bù trừ. Kết quả đo đạc đối chứng xác nhận các điểm tram trên tờ in thực tế đạt đúng kích thước danh định theo tiêu chuẩn Tetra Pak Standard và FIRST, tái lập độ tương phản hình ảnh sắc nét và đồng đều màu sắc trên toàn bộ các Lane.
• Biện pháp kiểm soát sự cố: Thiết lập quy chuẩn kiểm soát dựa trên yếu tố Con người (Man - đào tạo thao tác công nhân tuân thủ quy trình AM, nhận diện sớm bất thường cơ khí) và Phương pháp (Method - kiểm soát quy trình vệ sinh trục Anilox, kiểm tra định kỳ góc đặt dao gạt mực, đo độ nhớt mực sau mỗi 30 phút vận hành).

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

Chương cuối tóm lược các mục tiêu đã hoàn thành của đồ án, khẳng định việc xây dựng thành công đường cong DGC trên phần mềm Esko IntelliCurve và chuẩn hóa quy trình Fingerprint định kỳ cho máy in VT Flex 175 ES37 tại Tetra Pak Bình Dương. Đồng thời, tác giả đưa ra các gợi ý về việc tiếp tục nghiên cứu các biến số vật liệu và thiết bị để nâng cao độ chính xác kiểm soát in.

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã thu được các kết quả kỹ thuật cụ thể từ quá trình thực nghiệm tại nhà xưởng:

• Đo lường và lập bảng thông số kỹ thuật đầy đủ cho quy trình chế bản và in bao bì giấy TFA trên máy VT Flex 175 ES37.
• Xác lập đường cong bù trừ gia tăng tầng thứ DGC trên phần mềm Esko IntelliCurve với việc áp dụng thành công thuật toán Smoothness Margin, đưa đường cong phục chế của các màu CMYK và màu Spot CS138 về tiệm cận với đường chuẩn của Tetra Pak Standard và FIRST.
• Nhận diện và loại bỏ hiện tượng nảy trục Bouncing thông qua việc chuyển đổi từ cấu trúc dàn bản thẳng hàng sang phương pháp bố trí bậc thang sole dọc chu vi Sleeve.
• Thiết lập quy trình kiểm soát áp lực vi sai Kissprint bằng ô hình sao và lục giác, kiểm soát độ biến dạng Ovality của Sleeve bằng thiết bị S2T Gauge Meter, và loại bỏ hiện tượng Backlash bánh răng thông qua quy chuẩn bôi trơn bảo dưỡng định kỳ.

Bảng tổng hợp các thông số kỹ thuật và kết quả kiểm soát chính trong đồ án:

Hạng mục kỹ thuật	Thiết bị / Tiêu chuẩn áp dụng	Thông số kiểm soát / Kết quả thực nghiệm
Đo độ tuyến tính bản in	Máy đo X-Rite 361T	Kiểm soát độ tuyến tính xuyên suốt dải tông trên bản photopolymer
Đo vi hạt tram trên bản	Kính hiển vi quang học QEA - FlexoIAS II	Đo kích thước dot, kiểm tra độ cao và biên dạng chân hạt tram
Đo đường kính, độ méo Sleeve	Thiết bị đo S2T Gauge Meter	Quản lý dung sai đường kính ngoài và độ biến dạng Ovality
Cấu trúc cell trục Anilox	Tiêu chuẩn Harper Corporation	Kiểm soát tỷ lệ Depth/Opening (D/O) trong khoảng 23% - 33%
Mực in Flexo gốc nước	Hãng FlintGroup cung cấp	Độ pH duy trì 8 - 9; độ nhớt 1 - 100 Pa; đo lại sau mỗi 30 phút
Chất nền in ấn	Giấy TFA (Tetra Fino Aseptic)	Giấy không tráng phủ, độ xốp cao, cấu trúc mao dẫn thấm hút mực
Phần mềm tạo đường bù trừ	Esko IntelliCurve	Áp dụng công cụ Smoothness Margin tạo đường Curve cho CMYK và Spot
Cơ chế kiểm soát bảo trì	TPM (phân tách AM và PM)	Ngăn ngừa rung lắc, mòn vòng bi, Backlash bánh răng và nghẹt đầu sấy

Đóng góp của đề tài tập trung vào việc hệ thống hóa một quy trình thực nghiệm Fingerprint hoàn chỉnh gắn liền với thực tế vận hành công nghiệp tại Công ty Tetra Pak Bình Dương. Đồ án kết nối lý thuyết cơ học máy in, động học chất lưu của mực nước và hiện tượng quang học chất nền với thuật toán số hóa ở khâu chế bản Prepress, cung cấp tài liệu kỹ thuật có tính ứng dụng cao cho việc ổn định dây chuyền in Flexo cuộn công nghiệp lớn.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đồ án (được ghi nhận từ đánh giá của giảng viên hướng dẫn và giảng viên phản biện):

• Do điều kiện dịch bệnh trong thời gian thực hiện đề tài, nhóm sinh viên bị gián đoạn thời gian tiếp cận thực tế liên tục tại nhà máy, khiến một số phần phân tích còn mang tính tổng hợp tài liệu chuyên ngành, chưa phát huy tối đa dấu ấn phân tích cá nhân độc lập.
• Nội dung phân tích ảnh hưởng của một số yếu tố cốt lõi đến quy trình Fingerprint chưa được đào sâu toàn diện, cụ thể là sự tương quan định lượng giữa công nghệ ghi bản (tác động của nguồn laser, cường độ UVA - UVC), các cấu trúc khắc trục Anilox khác nhau và các dòng băng keo dán bản (Tape) với độ đàn hồi biến thiên.
• Văn bản chưa trình bày chi tiết điều kiện thực nghiệm đo lường chuyên sâu (như phương pháp đo độ cứng của bản/tape, cách thức kiểm soát độ nhớt biến thiên liên tục theo nhiệt độ sinh ra trong ca in dài) cũng như quy chuẩn vệ sinh, tẩy rửa và bảo quản trục Anilox nhằm duy trì thể tích cell ổn định.
• Phần định hướng nghiên cứu phát triển ở chương kết luận còn tương đối sơ lược.

Hướng nghiên cứu tiếp được đề xuất dựa trên văn bản:

• Mở rộng phân tích thực nghiệm ảnh hưởng của các công nghệ chế bản kỹ thuật số tiên tiến (chẳng hạn công nghệ trame phẳng HD Flexo) kết hợp với các cấp độ cứng khác nhau của băng keo 3M lên kết quả gia tăng tầng thứ.
• Nghiên cứu ứng dụng quy trình Fingerprint cho kỹ thuật in mở rộng không gian màu 7 màu CMYKOGV (Extended Gamut) trên các dòng chất nền bao bì phức hợp đa lớp khác của Tetra Pak.
• Xây dựng mô hình giám sát trực tuyến tự động độ nhớt, nhiệt độ mực và áp lực in Kissprint liên tục theo thời gian thực, kết hợp với dữ liệu quét hình ảnh của hệ thống ISRA Vision để tối ưu hóa việc bù trừ Dotgain tự động.

Giá trị tham khảo

Đồ án là nguồn tài liệu hữu ích cho sinh viên, giảng viên ngành Công nghệ In, Kỹ thuật Bao bì và các kỹ thuật viên vận hành xưởng in Flexo công nghiệp:

• Cung cấp hướng dẫn chi tiết về các bước chuẩn bị, thiết kế biểu mẫu Test Form và phương pháp thực hiện Fingerprint thực tế trên máy in cuộn tốc độ cao.
• Cung cấp quy trình kiểm tra, đo đạc thông số trục Sleeve (bằng máy S2T Gauge Meter), đo bản in photopolymer (bằng máy X-Rite 361T và QEA - FlexoIAS II), giúp người làm đề tài tương tự hiểu rõ cách quản lý thiết bị đầu vào.
• Phần hướng dẫn nhập số liệu và thiết lập các thông số bù trừ trên phần mềm Esko IntelliCurve (đặc biệt là công cụ Smoothness Margin) có giá trị ứng dụng trực tiếp cho các kỹ thuật viên chế bản Prepress trong việc xử lý đường cong DGC cho cả hệ màu CMYK và màu pha Spot.

Câu hỏi thường gặp

1. Thiết bị nào được sử dụng trong đồ án để kiểm tra chất lượng bản in và kiểm soát độ biến dạng của trục Sleeve trước khi in?
Để kiểm soát chế bản, độ tuyến tính của bản photopolymer được đo bằng máy đo truyền quang X-Rite 361T, kích thước hạt tram được phân tích bằng hệ thống quang học QEA - FlexoIAS II. Đối với trục Sleeve, nhóm tác giả sử dụng thiết bị đo S2T Gauge Meter để đo đường kính ngoài và phân tích biên dạng méo Ovality trước khi dán bản.

2. Nguyên tắc Kissprint trong in Flexo là gì và tại sao áp lực in vượt mức lại gây gia tăng tầng thứ nghiêm trọng?
Kissprint là trạng thái thiết lập áp lực tiếp xúc tối thiểu vừa đủ để trục Anilox chạm nhẹ vào bản in và bản in chạm nhẹ vào vật liệu nền. Do bản photopolymer có độ mềm và đàn hồi cao, khi áp lực in vượt mức cho phép, bản in bị nén bẹp làm mực tràn ra xung quanh mép phần tử in; điều này khiến một hạt tram 50% trên bản in có thể dàn trải và che phủ diện tích mực lên tới 70% - 80% trên tờ in.

3. Hiện tượng nảy trục Bouncing phát sinh từ nguyên nhân nào trong khâu dán bản và được khắc phục bằng cách nào?
Hiện tượng Bouncing phát sinh khi các bản in được dán thẳng hàng trên trục Sleeve, tạo ra các khoảng hở lớn ở chính giữa theo chiều chu vi. Khi trục quay ở tốc độ cao, trục ép in và trục Anilox rơi vào các khoảng hở này gây rung nảy cơ học, làm mất mực và áp lực in không đều. Cách khắc phục là thay đổi cách bố trí bản in theo hình bậc thang sole để triệt tiêu các khoảng trống thẳng hàng.

4. Tại sao cần kiểm soát đồng thời độ pH, độ nhớt và nhiệt độ của mực in gốc nước trong quá trình in Flexo?
Mực in gốc nước khô bằng cơ chế bay hơi và thấm hút mao dẫn. Độ pH phải duy trì từ 8 - 9 để giữ mực hòa tan ổn định, không bị đông kết làm tắc lỗ cell Anilox. Độ nhớt (từ 1 - 100 Pa) quyết định khả năng dàn màng mực; nếu nhiệt độ tăng trong quá trình máy chạy, độ nhớt sẽ giảm và tốc độ bay hơi tăng, làm mực loãng ra và gây gia tăng tầng thứ nặng hơn trên giấy xốp TFA. Do đó, cần kiểm tra độ nhớt và nhiệt độ sau mỗi 30 phút.

5. Nhóm tác giả sử dụng phần mềm nào để bù trừ gia tăng tầng thứ và công cụ nào được áp dụng để làm mượt dải sắc độ?
Nhóm tác giả sử dụng phần mềm Esko IntelliCurve để thiết lập đường cong bù trừ gia tăng tầng thứ DGC từ dữ liệu đo đạc của cuộn in thử nghiệm lần 1. Trong phần mềm, công cụ "Smoothness Margin" được kích hoạt để làm mịn đường cong bù trừ, giúp loại bỏ các bước nhảy tông đột ngột và ngăn chặn hiện tượng tạo dải sọc (Banding) trên tờ in.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp đã giải quyết trọn vẹn bài toán kỹ thuật về kiểm soát và hiệu chỉnh định kỳ máy in Flexo VT Flex 175 ES37 tại Công ty Tetra Pak Bình Dương thông qua phương pháp Fingerprint thực nghiệm. Bằng cách phân tích toàn diện các nguyên nhân cơ học và vật liệu gây gia tăng tầng thứ, nhóm tác giả đã xây dựng thành công đường cong bù trừ DGC trên phần mềm Esko IntelliCurve và đưa tờ in trên giấy TFA đạt tiêu chuẩn chất lượng của Tetra Pak Standard và FIRST. Nghiên cứu mang lại giá trị thực tiễn cao cho việc chuẩn hóa quy trình in Flexo cuộn và nâng cao tính ổn định của hệ thống sản xuất 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.

Những công đoạn in ấn tại đây diễn ra và được kiểm soát liên tục bằng hệ thống chứ không còn kiểm tra bằng thủ công hay mắt thường nữa. Và chính vì thế bao bì giấy ở đây luôn đáp ứng được các yêu cầu của đối tác. Tuy nhiên để kiểm soát cả một dây chuyền tự động như vậy là việc không đơn giản. Đặc biệt là khâu in ấn, máy in Flexo có rất nhiều thách thức đối với người vận hành in từ việc cải thiện, rút ngắn thời gian in và giảm chi phí.

Ưu điểm về tốc độ in là thế nhưng kiểm soát được sự ổn định mới là yếu tố then chốt đánh giá chất lượng của một máy in hay một quy trình in. Bất kể một thiết bị in nào cũng đều gây ra gia tăng tầng thứ và điều này còn xảy ra đặc biệt lớn trên các thiết bị in Flexo. Do đó, muốn kiểm soát được sự ổn định thì việc đầu tiên là kiểm soát được sự gia tăng tầng thứ. Dựa trên những vấn đề thực tiễn đó, Fingerprint ra đời để làm 2 nhiệm vụ đo đạc mức độ thay đổi trên máy in nhằm kiểm soát gia tăng tầng thứ giúp cho quy trình in ổn định và nâng cao năng suất hoạt động của thiết bị.

Xuất phát từ những vấn đề nêu trên, chúng em đã nghiên cứu và chọn đề tài: “TIẾN HÀNH "FINGERPRINT" ĐỊNH KỲ ĐỂ HIỆU CHỈNH MÁY IN FLEXO VT FLEX 175ES TẠI CÔNG TY TETRA PAK BINH DUONG” cho luận án tốt nghiệp. Nghiên cứu nhằm cung cấp cơ sở khoa học thực tế dựa trên kết quả đã tiến hành tại nhà máy. Mục tiêu và đối tượng nghiên cứu  Mục tiêu: − Phân tích nguyên nhân ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm in và tính ổn định trên máy in (Yếu tố vật liệu và cơ học). − Tối ưu hóa thiết bị và quy trình sản xuất − Quy trình làm FingerPrint từ PrePress đến Printing.

− Thực nghiệm FingerPrint thực tế trên hệ thống máy in Flexo VT Flex 175ES. − Phân tích kết quả FingerPrint và đánh giá dây chuyền sản xuất. − Xây dựng đường bù trừ gia tăng tầng thứ sau khi fingerprint  Đối tượng nghiên cứu: − FingerPrint cho giấy TFA. − Hệ thống sản xuất phòng PrePress − Hệ thống máy in Flexo VT Flex 175ES − Quy trình thực hiện FingerPrint (FingerPrint Workflow) − Hiệu quả của FingerPrint đối với sản xuất thực tế.

Phạm vi nghiên cứu và giới hạn đề tài. − Vật liệu liên quan đến FingerPrint của Tetra Pak. − Công nghệ in Flexo: Hệ thống máy in Flexo VT Flex 175ES − Cách làm FingerPrint và thiết lập những thông số cần thiết. − Hiệu quả của FingerPrint khi sản xuất.

Phương pháp nghiên cứu  Về nghiên cứu lý thuyết: Các tài liệu giáo trình các bài báo nghiên cứu khoa học liên quan đến in Flexo và các trang web về giải pháp in ấn Flexo trên toàn cầu.  Về nghiên cứu thực tế: Quan sát thực tế quá trình thực hiện từ PrePress đến Printing ở công ty Tetra Pak Binh Duong kết hợp với ý kiến của giảng viên hướng dẫn. 3 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN Mục tiêu của chương cơ sở lý luận giúp người đọc nắm được lý thuyết cơ bản về kỹ thuật in Flexo, fingerprint và những yếu tố dẫn đến sự gia tăng tầng thứ trên máy in. Những lý thuyết này có được từ việc nghiên cứu tài liệu từ các giáo trình chuyên ngành và các trang diễn đàn in ấn quốc tế.

Sơ lược về đề tài 2. Lịch sử nghiên cứu vấn đề Trong quá khứ, kỹ thuật in Flexo được xem là một kỹ thuật in với chi phí thấp và chất lượng in cũng khá thấp. Vào năm 1890, máy in Flexo đầu tiên được cấp bằng sáng chế tại Liverpool. Chất lượng in Flexo tại thời điểm đó khá sơ sài cho đến đầu thế kỉ 20 thì kỹ thuật in này mới được bắt đầu sử dụng cho in bao bì thực phẩm.

Tuy nhiên, vấn đề chính được quan tâm rằng làm sao để kỹ thuật in này phải ổn định và đạt chất lượng tốt nhất trong sản xuất. Khi sản xuất, sản phẩm muốn đạt yêu cầu chất lượng không phải dựa vào quyết định chủ quan của người kiểm tra sản phẩm mà phải dựa vào thông số có trong một tiêu chuẩn sản xuất đề ra. Mỗi kỹ thuật in đều có một tiêu chuẩn đặc thù riêng, đối với kỹ thuật in Flexo thì có thể dựa trên các tiêu chuẩn như: FIRST, ISO 126147-6, ISO 15339: CRPC 6, GRACOL, …. Mục tiêu ra đời của các tiêu chuẩn này là giúp cho các nhà in thống nhất theo một tiêu chí, máy in có thể được kiểm soát và duy trì quy trình sản xuất để đạt được sự ổn định và khả năng lặp lại của các sản phẩm được tạo ra.

Từ đó các tiêu chuẩn về bao bì, giấy, mực, … tất cả các thông số nào liên quan đó đã ra đời và có mặt trong ngành in ấn của chúng ta ngày nay. Để kiểm soát sự ổn định của máy in Flexo không đơn giản vì tính chất thay đổi trên máy in Flexo là lớn nhất. Điều này được giải thích từ chính nguyên lý in của phương pháp in này. Sự gia tăng tầng thứ luôn là yếu tố hàng đầu để đánh giá tính ổn định của quy trình in.

Do đó muốn ổn định máy in trước hết cần ổn định được GTTT. Ngoài ra cần hiệu chỉnh máy in định kỳ để năng suất hoạt động của thiết bị đạt mức độ cao nhất. Việc tạo ra đường Curve cho máy in và duy trì trạng thái tốt nhất sau khi sử dụng một thời gian nhằm tránh gây hư hại và muốn ổn định máy in trên thế giới người ta sẽ đặt ra và sử dụng các tiêu chuẩn về bảo trì bảo dưỡng như Reliability-Centered Maintenance (RCM), Total Productive Maintenance (TPM), Reliability-Based Maintenance (RBM). Các tiêu chuẩn này sẽ thực hiện việc bảo trì bằng cách lên kế hoạch bảo trì bảo dưỡng, xác định các hệ thống máy móc thiết bị gây mất ổn định, đưa thiết bị về trạng thái tối ưu trước khi đo lường, đo lường tổng thể thiết bị và xác định các vấn đề xảy ra trên máy, báo cáo và lên kế hoạch thay thế hoặc 4 bảo trì bảo dưỡng.

Trên thế giới họ coi việc hiệu chỉnh, bảo dưỡng và sản xuất là hai mặt của một vấn đề. Một bên là sản xuất và bên kia là bảo dưỡng, hai mặt gắn chặt với nhau. Bảo dưỡng cũng đóng góp lợi nhuận của công ty, ở các nước công nghiệp phát triển với sự cạnh tranh khốc liệt và tính kinh tế chặt chẽ thì việc sử dụng với hiệu quả tối đa trang thiết bị là vấn đề thực tiễn và luôn được cải tiến để hướng tới mục tiêu; “Tăng năng suất, giảm giá thành”. Đối với các doanh nghiệp in của Việt Nam, việc hiệu chỉnh tùy thuộc vào tần suất riêng của mỗi công ty và việc áp dụng tiêu chuẩn trên thế giới là lẽ đương nhiên.