凹印技术的发展现状和未来趋势

我国软包装行业经过近30年的不断发展，成果辉煌，目前已经成为全球规模最大、发展最快的行业。而庞大的人口基数是软包装产品消费的强力支撑。许多全球数一、数二的软包装企业正是看到这一点，纷纷在中国设立机构，以独资或合资的形式参与市场，以期占有一定的市场份额。与此同时，与软包装行业配套的装备制造、版辊加工、基材、油墨等行业也取得了蓬勃发展。

近两年，随着规模的扩大，无序的竞争、品质的低劣、材料价格的上涨、环保问题的凸显、人工成本的高企等问题显露无疑，软包装行业微利时代提前到来。市场需求的多样化、个性化，导致软包装市场竞争进一步加剧，10万米以上的香饽饽订单已经很少，1万米以下的小订单成为软包装企业生产经营的常态，故而企业对产品综合成本的关注度越来越高，努力降低生产过程中的废品损耗，降低整机综合能耗，降低单位产品成本，从而提高自身的市场竞争力。市场变化对印刷设备的综合技术性能，尤其是在生产效率、生产损耗、绿色环保、节能减排、人身安全、人员素质依赖性等功能性方面提出了更高的要求。

凹印机作为软包装行业的主力印刷机型，每年在中国市场的销售量在1000台左右，而以上市场变化预示着国产凹印机将面临重大转型升级，将顺应市场需求，朝着“智能化、人性化、数字化、柔性化、绿色化”方向发展。

凹印技术的发展现状

在过去的发展阶段，国产凹印机在以下几方面取得了很大的进步，已经逐步与欧美发达国家和地区接轨，齐头并进。

1.减少生产准备时间，提高生产效率

随着短版活儿的常态化，控制并不断减少生产准备时间对于软包装企业而言越来越重要。

为了减少生产准备时间，提高生产效率，国内凹印机制造企业急终端用户之所急，加大科研开发力度，加快产业化步骤，研发出了一系列新技术，如套筒式胶辊、快换刮刀、无轴传动、风嘴可拆卸式高效节能烘箱、多功能服务小车、版辊在线自动清洗装置等。

这些技术的开发应用为进一步减少总时间、降低总成本起到了很大的推动作用。通过上述技术的使用，软包装企业可以将换单时间控制在1小时左右，大大提高设备的使用率。

2.减少材料损耗，节约成本

随着软包装行业微利时代的到来，基材、油墨和胶黏剂等材料成本几乎占到软包装印品售价的75%左右。由此可见，任何一种材料消耗量的增减都会对软包装企业的利润产生很大影响。因此，通过降低材料损耗来保证利润是十分必要且可行的。

在凹印过程中，影响材料损耗的因素主要有以下几方面：换单过程中的套印损耗、接换料过程中的套印损耗、升降速过程中的套印损耗、设备故障引起的停机维修损耗、油墨槽结构引起的油墨和溶剂的额外损耗等。针对以上各项损耗，目前可采取以下技术解决。

(1)换单过程中套印损耗的减少措施

生产管理系统(一键恢复功能)记录每个订单以往的最佳印刷状态(印刷张力、印刷温度、刮刀位置、印刷压力等)，换单时直接调用即可，能够大大减少损耗。

(2)接换料过程中套印损耗的减少措施

①控制高速不停机裁切中的料尾长度，以≤400mm为宜。

②优化裁刀结构，升级裁切动作控制程序，减少张力变化。

③全自动裁切过程，在保证裁切成功率的基础上，使残卷余料≤10m，减少印刷基材的浪费。

(3)升降速过程中套印损耗的减少措施

①有走料系统导辊速度和印刷基材速度同步。

②导辊动平衡的严格要求和导辊起动力矩≤1g•mm。

③考虑导辊表面刻线对气流的排空以及对印刷基材的扰动性，使设备高速运行下料膜更加平稳。

④提高套印的成品率，传统机械轴传动逐渐退出市场，精度更高的电子轴驱动成为主流。

(4)设备故障引起的停机维修损耗的减少措施

当用户的印刷设备发生故障时，使用远程诊断来降低维修时间。

3.提高设备安全性能，保障人身健康安全

随着国产凹印机出口量的增加，以及国内中高端用户对产品要求的提高，国际用户对EHS(环境、健康、安全)的要求已在国产凹印机上得到一定程度的普及，原来对速度和套印精度的追求已经上升为设备要减小或消除对环境的危害，设备对操作人员的健康和人身意外伤害降到最低，国外用户要求的EHS FIRST也慢慢被国内中高端用户接受并转化为他们对设备的要求。现在的国产凹印机技术水平就是基于这些要求被不断提高的。例如，二氧化碳灭火、电气柜防爆、墨槽周围防爆电机、防爆窗口、风道风压检测、安全防护栏、收放料安全光栅等一系列安全保护技术已在国产凹印机上实现应用。

4.VOCs废气处理装置在凹印机上的应用

在国家环保政策的大力推动下，绿色环保成为印刷包装业的主旋律，凹印所采用的废气处理主要有两种技术。对于混合溶剂，主要采用RTO蓄热式燃烧装置;对于单一溶剂或单一种类溶剂，主要采用回收装置，在溶剂总用量超过1000吨时不仅可以实现环保功能，回收的溶剂还可以实现循环使用，经济效益非常可观。

为了降低废气处理的投资成本，凹印机的干燥系统需要加入减风增浓装置或LEL循环系统。

凹印技术的发展趋势

在过去几年中，凹印机取得了令人瞩目的成就，今后凹印机的开发理念正在发生重大转变，产品设计将追求“短版化、人性化、环保化”，产品结构将向“柔性化、模块化、智能化”方向发展。

1.高精度、高效率发展

通过系统优化升级、结构调整改进，使凹印机张力控制精确在0.1N范围内。同时，配置高精度光纤电眼识别，减少繁琐过程，满足凹印高精准套印。

实现重复订单的调取，只需一键复位，即可将版辊、刮刀、张力、压力等相关参数直接恢复到最佳状态，替代人工反复操作，减少中间过程，实现高效操作。

2.自动化、智能化发展

随着互联网时代的到来，工业水平的不断提高，高速凹印机必将在自动化、智能化方面实现阶梯性提升和突破，主要体现在以下几方面。

(1)智能色彩控制系统的应用

凹印机的色彩打样是当前阶段的难点，全自动色彩控制系统将引入凹印机，从油墨配方生成到调整将一次完成，全自动配墨机、色彩控制系统及色密度检测等均由智能化模块连接并控制，仅此一项即可为用户节约1000多米材料损耗。

(2)工业机器人的应用

印刷包装业属于有害工种，愿意操作设备的人员越来越少，导致整个行业用工难、用工成本高，企业负担重，节省劳动力对于印刷包装企业而言越来越重要，故而采用工业机器人替代人工操作是凹印机发展的方向。

换单过程中，印刷版辊、油墨槽的清理、更换，递墨辊的清洗等工作非常繁重，且危害操作人员的身体健康。全自动洗版机、油墨槽清洗机的工业化、自动化普及，将设备标配的4人操作减少至2人，为企业大大节省了人员投入、减少了人员伤害。未来，此类工作有望采用工业机器人进行替代。

(3)设备与智能生产系统的互联

凹印机配备网口PLC和大量智能传感装置，从而实现与智能生产系统的互联，为产品工艺参数的自动采集、下发及分析提供支持，使产品质量得到保证。同时，智能生产系统也能实时监控设备的运行状态(设备故障、质量报警等)，统计分析设备能耗(水、电、气)。

此外，凹印机配套附件(版辊、胶辊等)可利用RFID技术实现快速识别，通过配套设备实现自动更换。

(4)设备与印品智能缺陷检测的互联

印品智能缺陷检测近两年越来越受到青睐，但自动化、智能化水平不高，而且对操作人员的技能要求较高，不能和设备联动处理问题，仅仅停留在发现缺陷的层面上，从发现到处理也会产生约几百米的废品。将印品智能缺陷检测和设备互联，发现缺陷后，设备自动处理缺陷，并对缺陷种类进行分析。从快速处理缺陷到提前预防，大幅调高印品的成品率。

(5)设备与云端远程运维的互联

目前，凹印机已逐步并入网络，与云端远程运维系统实现互联，通过工业软件的运行分析判断、检查设备的运行状态，不仅能够解决已经发生或正在发生的问题，而且可以提前预告问题发生的可能性。对于复杂的技术服务问题，可由专业的技术专家通过云端进行处理。

(6)新卷准备的自动化应用

全自动上下卷装置：机台上下卷装置控制信号与工厂的生产制造执行系统(MES)连接，系统自动触发上下料任务，仓库自动匹配物料并调度AGV运送至上下卷工位，通过信号对接实现全自动上下卷，减少人员参与和准备时间，提高生产效率。

工业机器人自动识别新卷料头，粘贴胶带，实现无人化的接卷准备，MES下达生产任务，设备根据指令完成全自动裁切。

3.设备功能多元化发展

凹印机具备更加多元化的功能，如连线涂布、复合、可变数据印刷、模切、横切、压痕等。

在新的市场形势下，国内凹印机制造企业将面临重大转型升级，期待协同产业链各环节一起实现“绿色环保、节能高效、自动智能”的凹印机之梦。