Đồ án kiểm soát chất lượng in tem nhãn flexo tại Công ty Mã Vạch Nam Việt - ĐH SPKT TPHCM

Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng chất lượng và xây dựng quy trình kiểm soát in tem nhãn flexo tại Công ty Cổ phần XSTMDV Mã Vạch Nam Việt.

• Tác giả: Nguyễn Thanh Thùy
• 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: Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng chất lượng và xây dựng qui trình kiểm soát chất lượng in tem nhãn flexo tại Công ty CPXSTMDV Mã Vạch Nam Việt
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan kiểm soát chất lượng in tem nhãn flexo

Công nghệ in flexo đóng vai trò then chốt trong ngành sản xuất bao bì hiện đại. Ngành in nhãn decal đòi hỏi độ chính xác cao về màu sắc lẫn chi tiết. Doanh nghiệp cần xây dựng hệ thống kiểm soát chất lượng bài bản nhằm duy trì uy tín thương hiệu. Tại Công ty Cổ phần Sản xuất Thương mại Dịch vụ Mã Vạch Nam Việt, mô hình in flexo khổ hẹp dạng inline được khai thác tối đa. Thiết bị này mang lại khả năng xử lý liên tục từ in ấn đến gia công sau in. Quy trình bao gồm cán màng, bế demi và chia cuộn thành phẩm. Việc quản lý các thông số kỹ thuật giữ vai trò quyết định đối với chất lượng lô hàng. Quy trình kiểm chuẩn giảm thiểu tối đa tỷ lệ phế phẩm phát sinh trên từng mét giấy. Sự biến động về độ nhớt mực, áp lực in hay nhiệt độ sấy đều gây ra lỗi in. Kiểm soát chất lượng giúp nhà xưởng giữ vững độ lặp lại màu sắc qua nhiều đợt in. Hoạt động này nâng cao hiệu suất thiết bị và tiết kiệm chi phí nguyên vật liệu đáng kể.

1.1. Đặc trưng của hệ thống in flexo inline

Hệ thống máy in flexo inline sở hữu cấu trúc các trạm in bố trí nối tiếp theo phương nằm ngang. Thiết kế dạng mô-đun cho phép tích hợp linh hoạt nhiều công đoạn kỹ thuật trên cùng một đường băng giấy. Chiều rộng khổ in tiêu chuẩn thường dao động từ 178 mm đến 609 mm, rất phù hợp cho tem nhãn cuộn. Máy in dạng này cung cấp không gian thao tác mở giúp thợ in tiếp cận từng cụm in nhanh chóng. Khả năng tích hợp trạm sấy UV và bộ phận bế tròn tạo ra chu trình khép kín hoàn chỉnh. Tốc độ kéo màng ổn định giữ cho sức căng bề mặt luôn đồng đều. Nhờ đó, sản phẩm nhãn decal sau khi in đạt được độ bám mực tốt và mép cắt chuẩn xác.

1.2. Áp dụng tiêu chuẩn kỹ thuật FIRST 5.1

Tiêu chuẩn FIRST do Hiệp hội Kỹ thuật Flexographic quốc tế ban hành đóng vai trò kim chỉ nam cho kiểm soát sản xuất. Bản quy chuẩn FIRST 5.1 định lượng các chỉ số then chốt về tái tạo hình ảnh. Tài liệu xác lập ngưỡng mật độ quang học tối ưu cho hệ màu CMYK trên chất liệu giấy. Bên cạnh đó, tỷ lệ cân bằng xám tại các phân vùng 25%, 50% và 75% được kiểm soát gắt gao. Độ sai lệch màu Delta E theo tiêu chuẩn không được vượt quá ngưỡng ba đơn vị. Ngoài ra, chỉ số độ tương phản in cho từng màu phải đạt mức tối thiểu từ 15% đến 25%. Việc tuân thủ bộ tiêu chuẩn này giúp nhà xưởng loại bỏ phán đoán cảm quan chủ quan.

II. Yếu tố ảnh hưởng kiểm soát chất lượng in tem nhãn flexo

Nhiều biến số kỹ thuật đan xen tác động trực tiếp đến độ đồng đều của ấn phẩm nhãn mác. Cấu trúc đàn hồi của bản in photopolymer dễ gây ra biến dạng vật lý dưới áp lực lớn. Trục anilox bị tắc nghẽn tế bào mực làm giảm thể tích truyền mực dẫn đến hiện tượng nhạt màu. Độ nhớt của mực in thay đổi nhanh theo nhiệt độ môi trường xung quanh xưởng sản xuất. Hiện tượng mực khô sớm trên bản in thường gây bít trame và lem bẩn chi tiết mảnh. Băng keo dán bản có độ cứng không phù hợp sẽ làm biến đổi kích thước điểm trame khi ép in. Bề mặt vật liệu decal giấy có sức căng và độ thấm hút không ổn định gây loang mực cục bộ. Cơ chế căng màng không chuẩn khiến đường biên giấy bị lệch làm trượt các lớp màu chồng. Khi các trạm màu in lệch bước, hình ảnh mất đi độ sắc nét và sinh ra viền bóng mờ. Việc thiếu hụt quy trình đo lường định lượng khiến người thợ chỉ điều chỉnh máy dựa theo thói quen. Những nguyên nhân tiềm ẩn này là nguồn cơn chính làm gia tăng tỷ lệ sản phẩm lỗi.

2.1. Biến động cơ học và thông số vật tư in

Sự phối hợp cơ học giữa trục mang bản và hệ thống bánh răng ảnh hưởng sâu sắc đến độ chính xác. Bánh răng bị mòn sinh ra hiện tượng rung lắc tạo nên các sọc ngang trên bề mặt in. Lực ép in dư thừa khiến các phần tử in bị biến dạng nén nghiêm trọng. Việc chọn sai độ dày băng keo xốp đệm làm sai lệch đường kính ăn khớp chuẩn. Băng keo quá mềm làm suy giảm độ đậm đặc của các mảng màu bệt diện rộng. Ngược lại, băng keo quá cứng gây bẹt điểm trame vùng sáng khiến hình ảnh bị gắt. Ngoài ra, độ bám dính của lớp keo decal nhạy áp có thể giảm sút nếu gặp nhiệt sấy quá cao. Lực căng cuộn không đều dễ làm giãn màng giấy nền dẫn đến lệch bước bế thành phẩm.

2.2. Lỗi gia tăng tầng thứ và sai màu quang học

Gia tăng tầng thứ dot gain là trở ngại quang học phổ biến trong kỹ thuật in flexo. Hiện tượng này làm mở rộng kích cỡ hạt trame khiến hình ảnh mất tương phản. Nguyên nhân xuất phát từ áp lực tiếp xúc giữa bản in photopolymer và vật liệu nhận mực. Mực in quá loãng hoặc bay hơi dung môi mất kiểm soát cũng khiến hạt trame phình to. Bên cạnh đó, sai lệch màu Delta E phát sinh khi mật độ quang học biến thiên ngoài mức cho phép. Tỷ lệ cân bằng xám CMY bị phá vỡ làm chuyển dịch tông màu tổng thể của nhãn mác. Khi mắt thường không thể phát hiện vi sai quang học nhỏ, sản phẩm lỗi dễ lọt qua kiểm định. Sai hỏng màu sắc kéo dài gây lãng phí vật tư và tổn hại uy tín xưởng in.

III. Quy trình chuẩn kiểm soát chất lượng in tem nhãn flexo

Thiết lập quy trình chuẩn hóa là chìa khóa duy trì chất lượng ổn định tại xưởng in. Kỹ thuật viên cần chuẩn hóa từng công đoạn trước, trong và sau chu kỳ vận hành máy. Bước đầu tiên đòi hỏi tính toán hệ số bù dãn bản in distortion chính xác theo chu vi trục mang bản. Thiết bị dán bản quang học hỗ trợ định vị các điểm canh chữ thập khớp hoàn hảo. Việc lựa chọn thông số trục anilox phải căn cứ theo từng mẫu nhãn riêng biệt. Nhân viên kỹ thuật pha chế mực in theo đúng công thức và kiểm tra độ nhớt trước khi đổ vào máng. Máy đo quang phổ phân tích mật độ màu thực tế và đối chiếu mẫu số với bản in ký duyệt. Khi phát hiện sai lệch màu, thợ in lập tức căn chỉnh trục vít và lưu lượng truyền mực. Môi trường phòng in duy trì nhiệt độ 22 đến 25 độ C nhằm hạn chế mực biến tính. Việc ghi chép nhật ký vận hành giúp đội ngũ kỹ thuật phát hiện sớm các nguy cơ sai hỏng. Kiểm tra định kỳ toàn bộ hệ thống trục và gạt mực đảm bảo dây chuyền luôn vận hành ổn định.

3.1. Hiệu chỉnh trục anilox và công nghệ CTP

Lựa chọn trục anilox chính xác quyết định lượng mực cấp lên bề mặt bản in. Dòng nhãn nền chữ nhỏ yêu cầu anilox có số dòng trame cao và thể tích cell mực nhỏ. Ngược lại, mảng bệt đòi hỏi trục có dung tích lớn nhằm đảm bảo độ phủ mực đồng đều. Khâu chế bản CTP flexo sử dụng công nghệ ghi laser loại trừ hoàn toàn sai số quang học. Kỹ thuật viên áp dụng công thức tính bù dãn bản nhằm khử độ cong khi gắn lên trục in. Quy trình ngâm rửa trục anilox bằng sóng siêu âm giúp làm sạch cặn mực bám sâu. Biện pháp này phục hồi nguyên vẹn thể tích truyền mực thiết kế ban đầu. Bảo dưỡng định kỳ anilox giúp duy trì độ ổn định màu sắc lâu dài.

3.2. Đo lường quang học bằng thiết bị X Rite

Ứng dụng máy đo quang phổ X-Rite giúp số hóa hoạt động kiểm tra chất lượng. Thiết bị đo đạc chính xác mật độ quang học từng cụm màu CMYK trong quá trình in. Thợ in tiến hành lấy mẫu kiểm tra trực tiếp trên dải màu chuẩn. Máy tính toán ngay lập tức độ lệch màu Delta E giữa mẫu in và mẫu duyệt gốc. Nếu Delta E nhỏ hơn ngưỡng 2, sản phẩm đạt tiêu chuẩn xuất xưởng nghiêm ngặt. Thiết bị phân tích độ tương phản in nhằm làm rõ các chi tiết vùng tối. Tỷ lệ cân bằng xám ba màu được xác nhận thông qua biểu đồ thông số trực quan. Dữ liệu đo đạc lưu trữ trên phần mềm giúp theo dõi độ ổn định màu sắc lâu dài.

IV. Hiệu quả ứng dụng kiểm soát chất lượng in tem nhãn flexo

Ứng dụng hệ thống kiểm soát chất lượng toàn diện mang lại bước chuyển mình lớn cho cơ sở sản xuất tem nhãn. Doanh nghiệp ghi nhận tỷ lệ lỗi in giảm rõ rệt qua từng tháng vận hành. Sản phẩm tem nhãn decal luôn duy trì độ sắc nét cao và chuẩn màu thương hiệu khách hàng. Các dòng sản phẩm như nhãn nước giặt, nước lau sàn hay thức ăn thú cưng đều đáp ứng chuẩn cơ lý hóa. Nhãn thành phẩm chịu được điều kiện ma sát, độ ẩm cao và bảo quản lạnh khắt khe. Thời gian canh chỉnh bài in được rút ngắn đáng kể giúp tăng năng suất máy in inline. Đội ngũ thợ in hình thành thói quen kiểm tra định lượng thay vì đánh giá cảm tính. Lượng nguyên liệu giấy và mực in hao hụt trong quá trình chạy thử giảm xuống mức tối thiểu. Hiệu quả kinh tế tăng trưởng song hành cùng sự tín nhiệm của các đối tác lớn. Mô hình quản lý chất lượng này tạo nền tảng vững chắc cho quá trình chuyển đổi số ngành in ấn bao bì.

4.1. Tối ưu chất lượng hồ sơ sản phẩm thực tế

Hồ sơ kỹ thuật chi tiết cho từng mã hàng là cơ sở bảo đảm chất lượng thành phẩm. Đối với nhãn nước giặt xả, công thức in yêu cầu độ bám dính cao và khả năng kháng hóa chất kiềm. Tem nhãn thực phẩm thú cưng lại ưu tiên độ bền màu dưới ánh sáng và độ tương phản của mã vạch QR. Quá trình kiểm soát độ nhớt mực và áp lực ép in giúp từng lô hàng đạt chuẩn đồng nhất. Các bước gia công như phủ bóng bề mặt và ép nhũ nhiệt được đồng bộ hóa trực tiếp trên máy in inline. Nhờ việc chuẩn hóa hồ sơ sản xuất, tỷ lệ sản phẩm hư hỏng khi bế demi giảm rõ rệt. Đơn vị in dễ dàng đáp ứng những tiêu chuẩn kiểm định nghiêm ngặt từ các thương hiệu bán lẻ lớn.

4.2. Xu hướng tự động hóa quy trình quản lý chất lượng

Ngành công nghiệp in ấn đang chuyển dịch mạnh mẽ theo hướng tự động hóa. Camera kiểm tra tốc độ cao được tích hợp trực tiếp trên cụm thu cuộn máy inline. Hệ thống cảm biến tự động quét toàn bộ dải băng và cảnh báo ngay khi phát hiện đốm lỗi. Dữ liệu quang học từ máy đo phổ được đồng bộ thời gian thực về máy chủ trung tâm. Người quản lý phân tích biểu đồ sai số màu sắc để điều chỉnh thông số từ xa. Sự kết hợp giữa trí tuệ nhân tạo và thiết bị quang trắc giúp tối ưu công thức pha mực. Quy trình này giảm bớt sự phụ thuộc vào tay nghề cá nhân của thợ in. Doanh nghiệp nhờ đó bảo đảm tính đồng nhất và uy tín cho toàn bộ lô nhãn xuất xưởng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. Lý do chọn đề tài Ngày nay, cơ cấu sản phẩm in đã thay đổi nhiều, các sản phẩm sách, báo, tạp chí in trên giấy giảm xuống đáng kể và chắc chắn tiếp tục giảm trong tương lai, trong khi đó sản phẩm tem nhãn, bao bì hàng hóa ngày càng phát triển. Công ty tư vấn Smithers đưa ra một xu hướng quan trọng cho năm 2023: “Khi dân số tăng lên và số lượng hộ gia đình nhỏ hơn tăng lên, số lượng bao bì cũng tăng theo.” Bao bì thực phẩm – khá nhiều trong số này cần có nhãn và Smithers ước tính giá trị của thị trường nhãn hàng toàn cầu khoảng 12,6 tỷ đô-la vào năm 2022. Tại Việt Nam, tăng trưởng bình quân của ngành bao bì được dự báo trên 13%/năm, trong đó bao bì đóng gói cho ngành thực phẩm luôn đạt mức tăng trưởng bình quân 15-20%; riêng bao bì nhựa đã đạt mức tăng trưởng 25%.

Thị trường bao bì giấy Việt Nam dự kiến sẽ đạt trên 3,1 tỷ USD vào năm vào năm 2027 với tốc độ CAGR là 7,5% trong giai đoạn 2021-2027. Ngoài ra, nhu cầu in từ bao bì và nhãn cho dược phẩm, sản phẩm thuốc lá và đồ uống có cồn dự kiến sẽ tăng lên do các công ty phải tuân thủ các quy định năng động của chính phủ và bảo vệ chống hàng giả. Nhãn với chức năng cung cấp thông tin, nhận diện thương hiệu và khuếch trương sản phẩm đến người dùng một cách nhanh nhất. Tuy nhiên nhãn hàng là dòng sản phẩm cần sản xuất nhanh và hàng loạt do phụ thuộc vào sản phẩm chính tiêu thụ để đáp ứng kịp xu hướng và nhu cầu thị trường.

In Flexo, một công nghệ quan trọng trên thị trường bao bì, tiếp tục được hưởng lợi từ sự tăng trưởng ổn định và đáng kể trong bao bì và nhãn hàng, đồng thời chiếm khoảng 14% khối lượng in toàn cầu. Công nghệ in ấn này đang được sử dụng rộng rãi và có nhiều tiềm năng phát triển nhờ có ưu điểm là đáp ứng được tiến độ sản xuất với quy mô lớn và có thể in ấn trên các vật liệu dạng cuộn dành cho các dòng máy dán tự động. Đặc biệt, công nghệ này có hệ thống bế tự động ngay sau quá trình in. Nếu vật liệu in là các loại decal thì các phần dư thừa của sản phẩm cũng sẽ được bóc tách rời khỏi phần đế dán.

Phương pháp in ấn này là lựa chọn thích hợp để in label, in tem QR code, nhãn, mác, sticker, bao bì, vỏ thùng carton,…Và để cho ra được một sản phẩm in đạt chất lượng cao về cả mẫu mã lẫn chi tiết màu sắc đòi hỏi trong quá trình in phải đáp ứng và kiểm soát được các yếu tố về vật liệu in, mực in, máy in. Tuy vậy, việc kiểm soát chất lượng sản phẩm in bằng phương pháp in Flexo có rất nhiều khó khăn vì: - Gia tăng tầng thứ lớn hơn các phương pháp in khác như Offset, Ống đồng… - Phải thay đổi độ dày và độ đàn hồi của bản in tùy thuộc vào loại vật liệu in. 1 - Cần thay đổi trục Anilox (phải lựa chọn phù hợp tần số; góc xoay; thể tích chứa mực…) phù hợp với tính chất liệu và tính chất hình ảnh in (tram; tram kết hợp với nét nhỏ; đường; mảng lớn…). - Đòi hỏi chính xác ở công đoạn dán bản in Vì tính phức tạp trong quy trình sản xuất, để có được một tờ in ổn định và chất lượng in được cải thiện chúng ta cần phải kiểm soát toàn bộ điều kiện in, vật tư đầu vào để có thể tái tạo hình ảnh tốt nhất phục vụ cho quá trình in và thành phẩm.