TRANG BỊ CÔNG NGHỆ UV LED CHO MÁY IN OFFSET VỚI MỰC IN AN TOÀN, CHẤT LƯỢNG CAO

Giải pháp do thạc sỹ Cao Xuân Vũ và nhóm cộng sự tại Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM triển khai thành công không chỉ giúp rút ngắn thời gian hoàn thiện sản phẩm in offset trên các loại vật liệu không thấm hút, mà còn giúp doanh nghiệp giảm đến 1/5 chi phí đầu tư so với khi sử dụng giải pháp tương tự nhập ngoại.

Cùng với sự phát triển kinh tế xã hội, ngành in ấn nói chung và in ấn bao bì, vật tư quảng cáo nói riêng cũng bước vào giai đoạn phải không ngừng nâng cao chất lượng để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàng. khách hàng. Tuy nhiên, hiện nay, hầu hết các công ty in đều sử dụng mực tự khô, thời gian khô khoảng 5-6 tiếng; và điều này khiến thời gian hoàn thành đơn hàng bị chậm, thậm chí không đáp ứng được tiến độ với những đơn hàng gấp.

Để giải quyết nút thắt này, thời gian qua, phương pháp sấy khô mực in bằng tia cực tím đã được nhiều đơn vị in ấn sử dụng, bởi nó có nhiều ưu điểm vượt trội so với các phương pháp khác.

“Một trong những yêu cầu từ các DN sản xuất là nguồn nguyên liệu phải dồi dào, đa dạng để không bị động trong kế hoạch sản xuất. Do đó, hầu hết các DN sản xuất bao bì trên nguyên liệu không hấp dẫn đều chọn phương pháp sấy khô mực in bằng tia UV vì nó phù hợp với quy mô sản xuất tại Việt Nam”, ông Cao Xuân Vũ, Chủ nhiệm nhiệm vụ KHCN “Nghiên cứu, thiết kế, hệ thống sấy UV LED trong ngành in bao bì” thông tin.

Một số doanh nghiệp in có vốn đầu tư lớn đã mạnh dạn đầu tư hệ thống sấy mực in bằng đèn phóng điện UV, tuy nhiên phương pháp này vẫn còn một số hạn chế như sinh nhiệt quá cao. ảnh hưởng lớn đến tính chất bề mặt vật liệu in (nhãn decal bị hư keo..), tiêu hao năng lượng điện lớn, sinh ra lượng lớn khí ozon gây ảnh hưởng đến sức khỏe người lao động.

Trong khi đó, hệ thống đèn LED UV có nhiều ưu điểm và là công nghệ của tương lai, công nghệ xanh – thân thiện với môi trường. Nói cách khác, việc ứng dụng công nghệ UV LED vào quá trình làm khô mực in là yêu cầu bắt buộc đối với các công ty in, vừa tiết kiệm năng lượng, vừa đảm bảo chất lượng sản phẩm in, tăng năng suất. vừa an toàn cho môi trường và người lao động. Đây là định hướng phát triển của tất cả các ngành, thân thiện với môi trường và tiết kiệm năng lượng.

Theo Thạc sĩ Cao Xuân Vũ, UV LED là một trong những công nghệ mới được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, trong đó có ngành in ấn, bao bì, ứng dụng chủ yếu trong các sản phẩm in, đặc biệt là các sản phẩm in ấn. các loại giấy không thấm nước như màng nhựa hoặc phim tráng kim hoặc các loại giấy mỹ thuật, giấy cao cấp có độ thấm hút thấp. Đáng chú ý, so với công nghệ sấy khô bằng đèn UV truyền thống, công nghệ UV LED giúp tiết kiệm đến 80% điện năng tiêu thụ.

Sau 18 tháng nghiên cứu nghiêm túc, nhóm khoa học công nghệ trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM đã hoàn thành, lắp ráp và đưa vào vận hành thử nghiệm giải pháp UV LED với các thông số. ban đầu tính cho máy in offset tờ khổ 52x72cm. Cụ thể, đó là cụm đèn sấy sử dụng chip UV LED (của hãng Nichia, Nhật Bản) gồm 286 chip LED (tương ứng 3×96 chip LED). Cụm module UV LED được thiết kế 3 hàng 4 cột thuận tiện cho việc bảo trì bảo dưỡng; và được làm mát bằng hệ thống làm mát sử dụng chất lỏng tuần hoàn.

Kết quả của nhiệm vụ là hệ thống UV LED làm khô mực trên các vật liệu in không thấm nước như nhựa, decal PVC, giấy ép kim… Trọn bộ giải pháp bao gồm cụm đèn sấy, cụm điều khiển, giám sát vận hành và đồng bộ với máy in offset nhiều màu; và tủ điều khiển tích hợp bo mạch HMI (9 inch) và màn hình cảm ứng.

Các mô-đun UV LED được gia công lên khối nhôm

Hệ thống UV LED hoàn thiện đã được chạy thử nghiệm tại Công ty in Trực Mỹ (Q.Tân Phú, TP.HCM) với kết quả vượt trội, đáp ứng tốc độ sấy từ 6.400 -7.200 tờ/giờ cho các loại vật liệu. Không thấm nước như nhựa, kim loại, decal. Chất lượng sản phẩm in đạt yêu cầu về độ khô và có thể chuyển sang công đoạn thành phẩm ngay sau khi in, giúp doanh nghiệp giao hàng nhanh chóng.

Theo nhận xét khách quan của một số chuyên gia trong ngành in và kể cả các cơ sở, công ty trong lĩnh vực in ấn thì tốc độ sấy 7.200 tờ/giờ là một con số ấn tượng, có thể so sánh với các giải pháp khác. Hiện đại nhập khẩu từ Đức, Mỹ.

Là một phần của kết quả nghiên cứu, nhóm cũng đã xây dựng các tiêu chuẩn để kiểm soát tài liệu in và kiểm soát chất lượng sản phẩm in.

Phương án bố trí UV LED và kiểm soát bức xạ UV

Đại diện nhóm nghiên cứu cho biết, từ yêu cầu thiết kế bộ nguồn cấp cho chip UV LED là đơn vị nguồn cung cấp được thiết kế nhỏ gọn, khởi động thông minh, dễ dàng mở rộng nên hệ thống UV LED hoàn thiện được triển khai theo phương châm tự động đồng bộ theo chế độ hoạt động của máy in offset tờ rời 5 màu.

Với đặc điểm tắt mở không cần thời gian chờ như đèn UV truyền thống, hệ thống UV LED đảm bảo năng lượng UV ngay sau khi được cấp nguồn. Do đó, nhóm nghiên cứu quyết định chọn tín hiệu “ép in” là tín hiệu đồng bộ khởi động đèn UV LED. Để đảm bảo không ảnh hưởng đến hoạt động của máy in, nhóm nghiên cứu sử dụng 1 rơ le phụ để copy tín hiệu ép in của máy in offset. Ngoài ra, với đặc điểm bàn ra giấy cách xa đơn vị cuối cùng nên đối với tín hiệu “tắt đèn” thì nhóm nghiên cứu từ thực nghiệm cho kết quả thời gian trễ từ lúc ngưng ép in đến lúc đèn UV LED tắt hoàn toàn tùy thuộc vào tốc độ đang vận hành máy in.

Tổng quan mô hình hoạt động của hệ thống đèn sấy UV LED

Đa số sản phẩm ứng dụng công nghệ làm khô UV LED đều là các dòng sản phẩm bao bì cao cấp. Nếu các lỗi như không khô mực xảy ra sẽ gây thiệt hại kinh tế cho doanh nghiệp. Vì vậy, việc đo bức xạ UV của đèn UV LED để đảm bảo quá trình khô mực phù hợp với nhiều loại vật liệu khác nhau và phát hiện lỗi cụm đèn sớm nhất là một vấn đề rất quan trọng. Nhóm nghiên cứu đã thiết kế mô-đun đo bức xạ UV LED và tính toán xử lý để điều khiển và cảnh báo mức bức xạ UV.

Ở mức hoàn thiện, báo cáo trước hội đồng tư vấn nghiệm thu nhiệm vụ khoa học và công nghệ do Sở KH&CN TP.HCM tổ chức trong năm 2021, đại diện nhóm nghiên cứu cho biết hệ thống UV LED làm khô mực in được thiết kế và chế tạo có nguyên tắc hoạt động: hệ thống có cấu tạo gồm 2 cụm đèn đặt ở đơn vị in số 1 và đơn vị in số 5 của máy in offset tờ rời khổ 52x72cm. Tín hiệu điều khiển đèn UV LED có 2 cách: có thể điều khiển bằng tay thao tác trên màn hình HMI hoặc tự động theo tín hiệu ép in của máy in offset. Ngoài ra, năng lượng bức xạ UV được đo bởi cảm biến VEML6075 và dòng điện đầu ra của bộ nguồn cũng được đo để kiểm soát năng lượng bức xạ của cụm UV LED. Điều này giúp tránh được các lỗi ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm in.

Vị trí bố trí 2 cụm đèn sấy UV LED được nhóm nghiên cứu đề xuất

Nhận xét về hiệu quả kinh tế, Thạc sĩ Cao Xuân Vũ khẳng định, so với hệ thống mực sấy UV LED lắp cho máy in 5 màu của Mỹ có giá tham khảo khoảng 5 tỷ đồng (bao gồm thiết bị, chi phí lắp đặt, chi phí chuyên gia chuyển giao công nghệ). ), thành quả của nhiệm vụ sau khi hoàn thành có giá khoảng 1 tỷ đồng. Vì vậy, nhóm nghiên cứu dự kiến sẽ hợp tác với Hiệp hội In Việt Nam và Hiệp hội In TP.HCM để đưa công nghệ UV LED này vào máy in cũng như thương mại hóa sản phẩm.