1. Trục in, Máy in và Tổng quan về công nghệ in ấn:

Máy in, trục in và Ngành In đã có một lịch sử hình thành và phát triển lâu đời, sự phát triển mạnh mẽ trong thế kỷ 20 đã làm thay đổi bộ mặt của Công nghệ In thế giới.

Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển vượt bậc của các ngành vật lý, hoá học và Công nghệ thông tin đã góp phần thúc đẩy sự tiến bộ của ngành in cũng như làm thay đổi hoàn toàn bộ mặt của ngành Công nghiệp này.

Hiện nay xu thế này vẫn tiếp tục diễn ra. Cùng với đòi hỏi ngày càng cao của sự phát triển về kinh tế và xã hội, các loại ấn phẩm và bao bì cũng đòi hỏi phải đáp ứng được nhiều hơn về số lượng và đẹp hơn về mỹ thuật.

Chính vì thế đã đưa đến nhiều sự cải tiến mang tính cách mạng trong ngành In về trang thiết bị và Công nghệ như hệ thống in Kỹ thuật số, các phương pháp in NIP, sự kết hợp nhiều phương pháp in trên cùng một hệ thống….

1.1. Công nghệ in ấn là gì?

In có nghĩa là tái tạo các từ hoặc hình ảnh trên giấy, thẻ, nhựa, vải hoặc vật liệu khác. Nó có thể liên quan đến bất cứ điều gì, từ việc tái tạo một bức tranh vô giá cho đến chạy ra hàng triệu bản Harry Potter mới nhất.

Tại sao gọi là in? Từ “in” có nguồn gốc từ tiếng Latin, Premĕre, có nghĩa là nhấn; chỉ về mọi loại hình in ấn liên quan đến việc nhấn một thứ trên một thứ khác.

Mặc dù có nhiều biến thể khác nhau, điển hình là in bao gồm chuyển đổi từ gốc hoặc tác phẩm nghệ thuật của bạn thành dạng có thể in được, được gọi là tấm in, được phủ bằng mực và sau đó được ép vào các mảnh giấy, thẻ, vải hoặc bất cứ thứ gì để chúng trở thành bản sao trung thực của bản gốc.

Một số hình thức in phổ biến, chẳng hạn như photocopy và in phun và in laser, hoạt động bằng cách chuyển mực sang giấy bằng nhiệt hoặc tĩnh điện và chúng tôi sẽ không thảo luận về chúng ở đây, phần còn lại của bài viết này được dành cho in ấn truyền thống với máy in và mực.

In ấn là công việc khó khăn, vật lý nên thường được thực hiện với sự trợ giúp của máy gọi là máy in. Loại máy ép đơn giản nhất (và lâu đời nhất) là một cái bàn lớn được trang bị vít trên không và cơ cấu đòn bẩy buộc tấm in chắc chắn vào giấy.

Máy ép cầm tay như thế này thỉnh thoảng vẫn được sử dụng để sản xuất khối lượng nhỏ vật liệu in.

Ở đầu kia của thang đo, các máy ép hiện đại được sử dụng để in sách, báo và tạp chí sử dụng các cơ chế hình trụ quay với tốc độ cao để tạo ra hàng ngàn bản sao mỗi giờ.

1.2. Các phương pháp công nghệ in ấn phổ biến:

Dù có nhiều thay đổi về thiết bị nhưng các phương pháp in về cơ bản vẫn không có sụ thay đổi lớn, các phương pháp in sử dụng phổ biến trong lĩnh vực bao bì và ấn phẩm hiện nay là:

Các phương pháp in truyền thống : In Offset, In ống Đồng, In Flexo & in Lưới
Các phương pháp in NIP: In Laser, in phun.
Các phương pháp in đặc biệt: In tiền, in trên các vật liệu không truyền thống.

Đây là các phương pháp in chủ yếu của Công nghệ in hiện nay, nó bao gồm cả các phương pháp in truyền thống và các phương pháp in mới.

Với mỗi phương pháp in có lịch sử hình thành và phát triển khác nhau. Sản phẩm của chúng cũng có tính riêng biệt, do đó về bản chất chúng cũng khác nhau.

Các phương pháp in truyền thống đã được sử dụng trong sản xuất In từ rất lâu và hiện nay vẫn là các phương pháp in chiếm ưu thế.

Hầu hết các sản phẩm đều được sản xuất từ các phương pháp In này.

Phương pháp NIP đang được ứng dụng rộng rãi, nhưng chủ yếu là trong các thiết bị văn phòng và in cá nhân, gần đây các phương pháp này được sử dụng nhiều trong in các Poster quảng cáo và nhãn hàng.
Trong các phương pháp in kể trên thì in Offset chiếm tỷ trọng cao nhất, trong hai dạng in Offset là tờ rời và in cuộn thì in Offset tờ rời chiếm tỷ trọng rất cao.

Nếu xét trên số lượng máy in sử dụng và tỷ trọng sản phẩm thì in Offset tờ rời chiếm ưu thế với 80% cơ cấu máy móc và sản phẩm.

Số lượng máy in Offset tờ rời và sản lượng vượt trội là nhờ tính đa dạng của nó về sản phẩm từ các ấn phẩm đến bao bì và khả năng linh hoạt của nó cho phép in được trên nhiều loại giấy có độ dày và kích thước khác nhau.

In Offset tờ rời cho phép in được trên các loại vật liệu in là kim loại, nhựa và các loại màng.

Đáp ứng được các đơn hàng có số lượng nhỏ, chất lượng in cao phù hợp được với hầu hết các yêu cầu của sản phẩm.

So với các máy in sử dụng cho các PP in Flexo, Ống đồng mức đầu tư cho máy tờ rời tương đối thấp hơn.

Các giải pháp nhằm tăng năng suất và kiểm soát chất lượng in tờ rời cũng được đầu tư rất cao.

Các loại máy in Ống đồng, Flexo, in Offset cuộn thường sử dụng để in các mặt hàng chuyên dụng và có sản lượng lớn

1.3. Các sản phẩm của công nghệ in ấn:

Hầu hết các sản phẩm cần trang trí đều là sản phẩm của quá trình in hoặc dưới hình thức này hoặc dưới hình thức khác. Trong ngành in thường chia ra các dạng sản phẩm theo dạng in bao bì, in ấn phẩm và in thương mại.

Sản phẩm in thương mại là những dạng Brochure, Poster, thiệp, các sản phẩm dùng cho quảng cáo…. Những sản phẩm này đòi hỏi chất lượng in cao kèm vào đó là những dạng hiệu ứng như phủ bóng, mờ hay có các hình ảnh đòi hỏi phải gấp, cấn bế phức tạp.

2. Cấu trúc chung của máy in trong công nghệ in ấn, trục in của máy in Offset:

Một máy in bất kỳ sử dụng cho phương pháp in nào thì đều là những tích hợp của các hệ thống sau : Hệ thống cung cấp vật liệu, hệ thống in, hệ thống sấy, hệ thống dẫn và nhận vật liệu.

Các hệ thống này có các đòi hỏi và yêu cầu như nhau nhưng sẽ có thiết kế hoàn toàn khác nhau để phù hợp cho các máy in dạng cuộn hay tờ rời, phù hợp với phương pháp loại máy in sử dụng như in Offset, in Flexo hay in Ống đồng…

2.1. Hệ thống cung cấp vật liệu của máy in ấn

Có 2 dạng: Dạng tờ rời và dạng cuộn. Phải đảm bảo các yêu cầu sau

Cung cấp vật liệu ổn định trong suốt quá trình in.
Có khả năng cung cấp thêm vật liệu mà không cần dừng máy
Sử dụng được cho nhiều loại vật liệu khác nhau

Cấu trúc của hệ thống này khác nhau tùy thuộc vào : máy in cuộn hay máy in tờ rời, vật liệu in là giấy hay các vật liệu khác.

Với mỗi loại máy in nó có tính đặc thù khác nhau. Một yếu tố quan trọng để bảo đảm năng suất là nó phải cho phép khi thay đổi cuộn (với máy in cuộn) hay thay đổi bàn giấy (với máy in tờ rời) mà máy in không được dừng.

Hầu hết việc cung cấp thêm vật liệu cho máy in đều ở dạng liên tục (non-stop) ngay cả khi máy in hoạt động ở tốc độ cao.

2.2. Hệ thống in của mấy in ấn

Một hệ thống in tiêu biểu là cấu thành của các bộ phận sau : Cấp mực ổn định và liên tục, bộ phận in đảm bảo truyền mực tốt nhất mà không làm hỏng vật kiệu in, bộ phận cấp ẩm (chỉ có ở in Offset). Đây là bộ phận chính để truyền hình ảnh lên vật liệu in. Bao gồm:

Cố định bản in
Cung cấp mực
Tạo áp lực để truyền mực

Đây là bộ phận ảnh hưởng lớn đến chất lượng in vì nó trực tiếp truyền mực vào vật liệu in.

Việc truyền mực phụ thuộc vào áp lực in vì thế đây là nơi đòi hỏi có tính chính xác cao nhưng cũng có thể điều chỉnh dễ dàng tương ứng với từng loại Vật liêu in Bộ phận này gồm hệ thống cấp mực đảm bảo cấp mực đều, ổn định và giữ cân bằng về tính chất của mực trong suốt quá trình in.

Nó cũng cho phép điều chỉnh lượng mực cung cấp tùy theo sự cần thiết của bản in.

Một yếu tố quan trọng khác là nó phải cố định bản in , bảo đảm các điều kiện truyền mực và các yếu tố khác (tiếp xúc với dao gạt, hệ thống làm ẩm) ở trạng thái bền vững trong suốt quá trình in. mặt khác nó cũng được thiết kế để có thể thay bản in một cách nhanh chóng và dễ dàng khi thay đổi sản phẩm in.

2.3. Hệ thống sấy của máy in ấn

Dùng nhiệt độ để làm dung môi trong mực bay hơi hoặc kích thích mực tạo phản ứng Oxy hóa. Tao màng trên bề mặt vật liệu.

Rất cần thiết với máy in bao bì
Với mỗi PP in có các loại máy in tương ứng do đó cũng cần có hệ thống làm khô thích hợp. Hệ thống này còn được thiết kế để phù hợp với loại mực in tương ứng. Các dạng làm khô thông dụng là Dùng đèn UV, IR, dùng không khí nóng, chùm tia điện tử, phun bột…
Với in Ống đồng có tốc độ in cao và mực in loãng vì thế sau mỗi đơn vị in đều có một hệ thống sấy sử dụng luồng khí nóng để làm bay hơi dung môi trong mực. Tương tự như vậy là các máy in Flexo cũng được làm khô bằng khí nóng, nếu mực in là mực UV thì sau mỗi đơn vị in là hệ thống sấy bằng đèn chiếu tia UV.

Ngược lại, in Offset có mực đặc hơn thì hệ thống sấy khô được đặt sau đơn vị in cuối cùng.

Hệ thống làm khô dùng UV hay IR tùy theo sản phẩm và mực in. Ngoài ra in Offset cũng có thể đặt hệ thống sấy sau mỗi đơn vị in nếu in mực UV.

Trong khi in lụa với lớp mực in dày thì được làm khô bằng cách phơi trong nhiệt độ bình thường nếu sử dụng mực in thông thường.

Một số máy in lụa được thiết kế thêm hệ thống sấy UV. Làm khô là một yếu tố quan trọng trong Quá trình in, nó tùy thuộc vào loại mực in và thiết kế của máy in cũng như sản phẩm cần in.

2.4. Hệ thống vận chuyển vật liệu in:

Phụ thuộc loại máy tờ rời hay cuộn:

Với máy in tờ rời nó sẽ nhận lại dạng tờ rời như ở đầu vào.
Với máy in dạng cuộn nó có thể thu về theo dạng cuộn, tờ rời, chia thành những cuộn nhỏ, sản phẩm đã cân bế hoặc gấp, đóng cuốn…

Cấu tạo của bộ phận này hoàn toàn phụ thuộc vào dạng máy in cuộn hay tờ rời. Với máy in cuộn vật liệu là một băng dài đi xuyên suốt qua các đơn vị in – sấy – đầu ra bằng hệ thống các lô dẫn.

Động lực để kéo băng vật liệu đi nhờ sự tiếp xúc tại vùng ép in và các lô dẫn có gắn thêm moto động lực.

Trong khi các dạng tờ rời, vật liệu đuợc dẫn xuyên suốt máy nhờ các trục trung chuyển có gắn các “nhíp” đễ giữ giấy, khi nhận giấy các nhíp này kẹp chặt lại, khi truyền giấy qua Ống kế tiếp nó mở ra để nhíp của ống sau nhận và chuyển giấy đi. Các hoạt động này phải rất chính xác và đồng bộ.

3. Những điểm cần lưu ý của trục in, máy in trong công nghệ in ấn:

Máy in đóng một vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất in. Trong quá trình in chúng truyền mực cho vật liệu in hay giấy in tại nơi mà thông tin là chữ và hình ảnh cần được tái tạo.

Trong những kỹ thuật in truyền thống sự tách biệt có thể nhận biết rõ ràng giữa phần tử in và phần tử không in trên khuôn in (bản in), được tạo ra bằng các phương pháp phù hợp với kỹ thuật in tương ứng.

Vì vậy đối với quá trình in này (các KT in truyền thống) thông tin là chữ và hình ảnh được lưu trên bản in sẽ không thay đổi được, những bản này sẽ được lắp lên máy in tại mỗi đơn vị in phù hợp với mỗi ấn phẩm nhất định.

3.1. Các phương thức truyền mực của máy in:

Hình ảnh dưới đây cho thấy ba phương thức chính để truyền mực lên vật liệu trong các máy in với trục in truyền thống.

Áp lực trong máy in được tạo ra ở vùng ép in là nơi mà hai bề mặt ép vào nhau, giữa vật liệu in và bản in đã được phủ mực. Kỹ thuật phát triển tạo bước tiến từ bàn ép dạng phẳng sang dạng trục và từ bản in phẳng sang bản in trục.

Do yêu cầu phải in trên cả vật liệu dạng tờ rời và dạng cuộn, nên cả máy in tờ rời và máy in cuộn đều được phát triển.

Trong các máy in dạng rotary, đòi hỏi phải có sự linh hoạt trong tất cả các quá trình in, nên một trong h ai ống phải có một ống mềm và một ống cứng, để bổ sung cho sự dày mỏng khác nhau của bản in cũng như chuyển động lệch tâm của các trục, một lớp lót được thêm vào Ống ép in tạo ra sự đàn hồi khi in, do đó có thể in được trên những giấy in có bề mặt thô. Hình dạng các lớp lót ở hình dưới đây.

Trong dạng máy in Typô (letterpress) ống ép in được bọc bằng nhiều lớp giấy và carton, có độ dày từ 1.25-1.75 mm để bổ sung cho sự không bằng phẳng của bản in.

Trong in Flexo bản in bằng photopolyme hoặc cao su nên rất mềm, do đó có thể bị biến dạng, gần đây nhờ kỹ thuật phát triển nên có thể làm được những bản cứng hơn và mỏng hơn (nhỏ hơn 1 mm), được dán lên ống bản, dưới đó một lớp lót mỏng chịu nén.

Với kỹ thuật in Offset ống cao su được gắn vào giữa ống bản và ống ép in. lớp cao su có tính chịu nén, làm tăng tính linh hoạt khi in các vật liệu có độ mỏng, dày khác nhau.

Còn trong in Ống đồng, ống ép in được bọc bên ngoài một lớp cao su dày nhờ đó giấy có thể hút mực từ các lỗ chứa mực trên Trục in.

3.2. Sơ đồ máy in trong công nghệ in ấn:

Hình (a) một chồng giấy được đặt trên bàn cấp giấy và được nâng lên dần khi những tờ ở trên cùng được đưa vào bàn nạp nhờ bộ phận tách tờ.

Nhíp trao giấy bắt lấy tờ trên cùng sau khi đã được định vị bởi tay kê đầu và tay kê hông, được gia tốc bằng với chu kỳ quay của Ống bản và truyền tờ giấy qua nhíp của Ống truyền.

Máy in Offset hai đơn vị in gồm có Ống Cao su, Ống Bản và Ống ép in ( hay trục lô in), bản in gắn trên Ống Bản được làm ẩm bởi đơn vị cấp ẩm và chà mực bởi các lô chà mực.

Nhíp của Ống ép in ở đơn vị in cuối cùng đưa tờ giấy đã in đến nhíp hệ thống xích vô tận (nhíp truyền) nhận giấy và đưa đến bàn của đơn vị ra giấy.

Nhíp thả tờ giấy đang chuyển động có hướng xuống, nó được giảm tốc và được thổi ép xuống bởi các ống thổi khí và rơi lên bàn ra giấy thành chồng ngay ngắn.

Còn với hình (b), Máy in cuộn, tuỳ thuộc vào cách dùng có:

Máy in thương mại, trục in công nghiệp
Máy in báo (in ấn phẩm), trục in giấy
Máy in bao bì, trục in bao bì

Máy in và trục in ( thương mại được minh hoạ ở hình (b) bao gồm hai cuộn giấy được xếp ở bộ phận trữ giấy có thiết bị thay cuộn tự động mà không cần ngừng máy.

Đơn vị vào giấy xả cuộn từ từ cho tới khi lực căng giấy ổn định, ngay ngắn trươc khi đi vào đơn vị in.

Máy in thương mại thường có đường đi của cuộn (vật liệu in) dạng nằm ngang.

Ví du, máy in cuộn in hai mặt bốn màu bởi bốn đơn vị in Cao su- Cao su, đơn vị cấp mực và làm ẩm của máy in Offset cuộn không được thể hiện ở đây.

Để tránh làm trầy lớp mực mới in khi gấp, cuộn giấy đi qua đơn vị sấy khô làm cho lớp mực mới in đông cứng lại. Các lô làm lạnh làm giảm nhiệt độ của giấy sau khi được sấy (khoảng 1300 C) và điều chỉnh lại sức căng của cuộn trước khi đưa vào đầu gấp.

Cuộn có thể được cắt theo chiều dọc cuộn ở phần trên của tháp gấp và mỗi phần được dẫn đi bằng các thanh truyền riêng.

Trong đầu gấp, Cuộn có thể được gấp vuông góc hoặc dán keo nếu cần thiết, hoặc gấp nhiều vạch hơn theo yêu cầu thành phẩm.

Trong máy in báo, giấy vào đầu gấp trực tiếp theo thẳng đứng với nhiều băng giấy được cắt, gấp trong cùng một lúc.

Máy in Flexo nhiều trục in (nhiều màu) được gọi là máy in bao bì. Đơn vị cấp giấy đầu tiên kéo xả cuộn đã được định vị và giảm tốc ở cuộn chờ.

Đơn vị cấp giấy thứ hai quyết định sức căng của cuộn cho bốn đơn vị in.

Đơn vị in Flexo sử dụng Ống ép in cứng, trục ống Bản in mềm và đơn vị cấp mực. Cuộn được in trên một mặt được dẫn qua bộ phận sấy trước khi được quấn vào cuộn thu.