یکی از کاستی‌های سیستم چاپ گراور در مقایسه با فلکسو فرآیند پیچیده و کند تولید سیلندر گراور است. مهم‌ترین عاملی که باعث این پیچیدگی و کندی می‌شود، کنترل کیفیت عملیات حکاکی و دیگر مراحل تولید سیلندر است.
فرایند تولید سیلندر سازی همواره با مشکلاتی همراه است که سیلندر سازان ترجیح می‌دهند از آن صحبتی نکنند.
مشکلات سیلندرسازی
– درصدی از سیلندرهای ساخته شده به طور معمول باید بار دیگر ساخته شوند.
بسیاری از سیلندرسازان آمار و ارقام دقیقی از تعداد سیلندرهای معیوب و دلایلی که آنها را مجبور کرده بار دیگر سیلندر را از نو حکاکی کنند، در اختیار دارند.
در مجموع حدود ۵ درصد از کل سیلندرهای ساخته شده، معیوب از کار درمی‌آیند.
این امر دلایل متعددی دارد که شامل سوء تفاهم میان مشتری و سیلندر ساز و مشکلاتی به هنگام آبکاری و یا حکاکی می‌شود.
در فرایند گراور، مهم‌ترین معضل سیلندر معیوب است، زیرا تنها هنگامی که سیلندر روی دستگاه نمونه‌گیری نصب شد و اولین نمونه از دستگاه بیرون آمد، سیلندر ساز متوجه معیوب بودن سیلندر می‌شود. برخی مواقع نیز حتی سیلندر تحویل مشتری شده و تنها هنگامی که مشتری آن را روی دستگاه نصب می‌کند، به خراب بودن آن پی می‌برد.
در سال‌های اخیر افزایش اتوماسیون باعث شده تا دخالت اپراتور در فرایند سیلندرسازی تا حد زیادی کاهش یابد. با این حال اتوماسیون چندان به بخش کنترل کیفیت تسری پیدا نکرده است. به همین خاطر در حال حاضر برای تولید سیلندر به افراد زیادی نیاز نیست، در حالی که برای معاینه سیلندر به چندین اپراتور ورزیده و متخصص نیاز است.
مشکل نمونه‌گیری توسط ماشین چاپ Press Proof
کنترل کیفیت سیلندر گراور و نمونه گیری توسط ماشین چاپ مزایای فراوانی دارد. در این روش از همان سیلندر، مرکب و سطح چاپ‌پذیری که قرار است در چاپ نهایی به کار رود، برای انجام عملیات نمونه‌گیری استفاده می‌شود. این نمونه همواره به عنوان نمونه نهایی قبل از امضای قرارداد یا Contract Proof مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این حال استفاده از این روش هزینه‌ها و مشکلاتی نیز در بر دارد.
- این فرایند به صورت دستی انجام می‌شود و نیاز به نیروی انسانی و ساعات کار فراوان دارد.
- در این روش شما باید کلیه سیلندرهای مربوط به یک کار چاپی را گردآوری کرده تا یک نمونه تهیه کنید. از سوی دیگر پروف و کنترل نهایی آن زمانی انجام می‌شود که سیلندر باید به مشتری تحویل داده شود. به همین خاطر اشتباهات و عیب‌ها در مرحله آخر آشکار می‌شوند. در برخی از موارد سیلندر ساز خیلی زودتر و با هزینه کمتر می‌تواند به این اشتباهات پی برده و آنها را اصلاح کند.
- این روش هنوز به تایید، مشاهده و قضاوت اپراتور نیاز دارد.
- در برخی موارد (چاپ جعبه‌های سیگار) به یک مرحله دیگر تهیه نمونه از هر سیلندر توسط دستگاه نمونه‌گیری یا دستگاه چاپ با استفاده از یک مرکب ویژه (به این نوع نمونه به اصطلاح نمونه سبز می‌گویند) نیاز است. این نمونه‌گیری جهت تشخیص میزان دانسیته، خراش روی سیلندر و مواد دیگر انجام می‌شود.
- پرسش اینجا است، چرا در حالی که دیگر فرایندهای چاپی خود را از سیستم نمونه‌گیری توسط ماشین چاپ
- (Press Proof) رها کرده‌اند، فرایند گراور هنوز نتوانسته خود را از بند این روش زمان‌بر و پرهزینه رها کند؟ حالا افست را در نظر بگیرید. این فرایند در زمینه روش‌ها و تکنولوژی های نمونه‌گیری به طور مدام در حال توسعه و پیشرفت بوده است.
- از نمونه‌گیری کرومالاین توسط دوپونت گرفته تا سیستم آیریس از سایتکس. سیستم Approval از کداک، سیستم‌های جوهرافشان اپسون و سیستم‌های نمونه‌گیری نرم‌افزاری امروزی همه و همه قادرند نمونه‌های قابل اعتماد و دقیقی ارائه دهند. شاید یک دلیل این باشد با وجود این‌که عملیات نمونه‌گیری و کنترل و بازبینی، بخش جداناپذیر فرایند سیلندرسازی هستند، فرایند نمونه‌گیری توسط ماشین چاپ هنوز مثل یک «جزیره» تک افتاده است. تلاش‌های فراوانی که در زمینه اتوماسیون فرایند سیلندرسازی رخ داده است، همه و همه در مرحله آبکاری کروم متوقف می‌شود. بسیاری از سیلندر سازان مایلند پس از مراحل آبکاری، از صحت عملیات انجام شده اطمینان داشته باشند، ولی چنین اطمینانی تنها پس از مرحله نمونه‌گیری ماشینی که ساعت‌ها به طول می‌انجامد، به دست خواهد آمد.
یک راه‌حل جایگزین
راه‌حلی که در اینجا پیشنهاد می‌شود می‌تواند تا حد زیادی هزینه‌ها و زمان بالای آماده‌سازی سیلندر را کاهش دهد. این روش قادر است عیب‌ها و مشکلات سیلندر را به طور خودکار در ابتدای فرایند سیلندرسازی تشخیص داده و راهی برای کاهش استفاده از نمونه‌گیری با استفاده از ماشین چاپ یا ماشین نمونه‌گیری ارایه دهد.
با تشخیص ۷۰ تا ۸۰ درصد از عیب‌ها در مراحل اولیه می‌توان درصد سیلندرهایی را که دوباره باید تولید شوند به ۲ تا ۳ درصد کاهش داد و از این طریق در هزینه و زمان صرفه‌جویی خوبی به عمل آورد. پیشنهادی که دراین مقاله ارایه می‌شود، آمیزه‌ای از معاینه سیلندر توسط ماشین (Machine based inspection) همراه با نمونه‌گیری دیجیتال است.
نمونه‌گیری دیجیتال با استفاده از داده‌هایی انجام می‌شود که در نتیجه اسکن سیلندر به دست آمده است.
کنترل و نظارت ماشینی Machine Based Inspection
کنترل کیفیت سیلندر گراور و نظارت در چاپ گراور فراوان انجام می‌شود. با این حال نظارت تنها به هنگام عملیات چاپ رخ می‌دهد. آنچه عجیب است کنترل و وارسی کار چاپی است در حالی که سیلندری که این کار را چاپ کرده، به هیچ وجه قبل از انجام عملیات چاپ معاینه و کنترل نمی‌شود. کیفیت سیلندرها پس از این‌که تحویل مشتری شده‌اند، مورد ارزیابی قرار می‌گیرد و نه پس از این‌که از قفسه انبار- جایی که احتمال آسیب دیدن آن می‌رود بیرون آورده می‌شوند.
پدیده عجیب دیگر در صنعت سیلندرسازی این است که تاکنون دست کم ۴ شرکت ژاپنی، سیستم معاینه و نظارت سیلندر گراور را مدت‌ها است به بازار عرضه کرده‌اند، ولی این سیستم‌ها خارج از ژاپن (به جز یک مورد در کشور آلمان) مورد استفاده قرار نمی‌گیرد.
به نظر می‌رسد شرکت K-Walter تا حدی نیاز صنعت گراور در زمینه کنترل و عیب‌یابی سیلندر را در طول فرایند سیلندرسازی برآورده کند. یک سیستم کنترل و عیب‌یابی خوب می‌تواند سیلندرها را حین خروج از مرحله آبکاری اولیه و قبل از شروع عملیات حکاکی، به دقت مورد وارسی و بازبینی قرار دهد تا اگر روی سطح سیلندر خراش یا سوراخ‌های بسیار ریزی وجود داشت، آنها را شناسایی کند. شکل سیلندر و ابعاد آن را نیز چنین سیستمی می‌تواند تعیین و اندازه‌گیری کند.
پس از انجام فرایند حکاکی و آبکاری کروم احتمالا به یک مرحله کنترل و بازبینی مجدد نیز احتیاج است. برای این کار سطح سیلندر اسکن شده و تصویر حفره‌های حکاکی شده به دقت با داده‌های اصلی مطابقت داده می‌شود. از این طریق می‌توان اطمینان پیدا کرد که حفره‌ها بر اساس داده‌های مشتری حکاکی شده‌اند.یکی از ابزارهایی که می‌تواند در این فرایند تطبیقی مورد استفاده قرار گیرد، سیستم شبیه‌ساز گراور (Gravure simulator) است.
این سیستم تصویری مجازی بر اساس داده‌های به کار رفته برای عملیات حکاکی می‌سازد. سپس این تصویر با تصویری که در نتیجه اسکن سطح سیلندر به دست آمده، مقایسه می‌شود. از این طریق می‌توان به دقت حفره‌های حکاکی شده پی برد. تصویر اسکن شده با تصویر مجازی که توسط سیستم شبیه‌ساز گراور تهیه شده، مورد مقایسه قرار می گیرد.تصویر مجازی حتی جابه‌جایی حفره‌ها را نیز در نظر می گیرد.
عملیات اسکن سطح سیلندر باید با رزولوشن بالا و در حد ۷ تا ۱۰ میکرون انجام شود. زمان مورد نیاز برای اسکن یک متر مربع از سطح سیلندر بدون در نظر گرفتن نصب و پایین آوردن سیلندر، حدود ۱۰ دقیقه است.
نمونه‌گیری دیجیتال
نمونه‌گیری دیجیتال دومین مورد پیشنهادی در این مقاله است. در حال حاضر تکنولوژی جوهرافشان به کانون توجه صنعت چاپ تبدیل شده است. طی چند سال گذشته واژه گراور نیز به بروشورهای تبلیغاتی سازندگان سیستم‌های جوهرافشان از جمله اپسون، میماکی و رولند که برای عملیات نمونه‌گیری به کار می‌روند راه پیدا کرده است. استفاده از مرکب‌های سفید و متالیک و همچنین چاپ روی انواع مواد و سطوح چاپ‌پذیر با استفاده از چاپگرهای جوهرافشان تخت، موقعیت‌ها و امکاناتی را به وجود آورده که تاکنون در اختیار سیلندرسازان نبوده است. سیستم‌های پیشرفته مدیریت رنگ باعث شده تا کار چاپی نهایی تا حد زیادی با آنچه مشتری از لحاظ کیفیت رنگ انتظار دارد، مطابقت پیدا کند. پروف‌های دیجیتال سریع‌تر به دست آمده، در عین حال این امکان را به چاپکار می‌دهند تا نمونه‌های بی‌شماری را به سادگی چاپ کند؛ کاری که در فرایند نمونه‌گیری با استفاده از ماشین چاپ یا نمونه‌گیر گراوور امکان‌پذیر نیست. تعداد نمونه‌ها به ۲ یا ۳ عدد محدود می‌شود.
آنچه در سیستم پیشنهادی این مقاله منحصر به فرد است، استفاده از داده‌های به دست آمده در نتیجه اسکن سطح سیلندر برای عملیات نمونه‌گیری است. از این طریق نمونه به دست آمده، بازنمایی کامل و دقیق تصویری است که روی سیلندر حکاکی شده است.
به نظر می‌رسد معاینه و بازبینی اتوماتیک سیلندر همراه با نمونه‌گیری دیجیتال با استفاده از داده‌های حاصل از اسکن سطح سیلندر می‌تواند جایگزین نمونه‌گیری توسط ماشین چاپ شود. مزایای این راه‌حل ترکیبی عبارتند از:
-یافتن معایب و مشکلات سیلندر در همان مراحل اولیه
-عدم نیاز به دخالت و قضاوت اپراتور برای شناسایی اشکالات سیلندرسازی
-کاهش هزینه‌های تولید سیلندر و افزایش کیفیت
این راه‌حل ترکیبی برای سیلندرسازان آسایش خیال و اعتماد به نفس به ارمغان می‌آورد.
قدم بعدی سیلندرسازی
بر اساس نظرسنجی که چند سال پیش انجام شد، سیلندرسازان از چنین سیستمی استقبال می‌کنند. به همین خاطر یک نمونه اولیه از این سیستم ساخته و روی یک دستگاه حکاکی Ohio 720 نصب شد. نرم‌افزارهای ویژه‌ای نیز برای این عملیات ساخته شدند. سپس یک سیلندر کامل اسکن شد و داده‌های به دست آمده در قالب یک فایل Tiff حجیم با رزولوشن ۷ میکرون ارایه شد. اسکن سیلندر با این دقت و ظرافت، به ما اطمینان داد که می‌توان با سرعت و دقت بالا عملیات اسکن را انجام داد.
سیستم معاینه سیلندر در ماشین یا جدا از آن
سیستم‌های کنترل کیفیت پیوسته با ماشین inline مزایای فراوانی دارند از جمله:
از سیستم‌های حکاکی موجود به عنوان پلات‌فورم مورد نیاز برای سیستم معاینه سیلندر می‌توان استفاده کرد و در هزینه‌ها و فضای مورد نیاز برای عملیات کنترل و نظارت بر کیفیت صرفه‌جویی کرد.زمان نصب و باز کردن سیلندر برای عملیات نمونه‌گیری به طور کامل حذف شده یا کاهش فراوان پیدا می‌کند.
امکان ضمیمه کردن سیستم کنترل و نظارت به سیستم خط تولید تمام اتوماتیک سیلندر وجود دارد.از سوی دیگر استفاده از سیستم‌های معاینه سیلندر به صورت جداگانه (Off Line) باعث می‌شود تا نیازی به همکاری سازندگان سیستم‌های حکاکی با تولیدکنندگان سیستم‌های کنترل و نظارت سیلندر نباشد. علاوه بر آن، با استفاده از یک دستگاه می‌توان سیلندرهایی را که توسط تجهیزات حکاکی مختلف – چه به صورت الکترومکانیکی و چه به صورت لیزری و شیوه‌های دیگر- حکاکی شده اند مورد کنترل و بازبینی قرار داد.
دو بعدی یا سه بعدی؟
چاپ گراور فرایندی مبتنی بر حجم است و به همین خاطر استفاده از سیستم‌های کنترل و نظارت سه بعدی برای معاینه سیلندر امری طبیعی به نظر می‌رسد. با این حال تا به امروز هیچ‌گونه روش کاربردی و عملی برای انجام عملیات اسکن سه بعدی از یک سطح بزرگ فلزی با سرعت قابل قبول ارایه نشده است. پژوهش‌های گسترده‌ای در این زمینه انجام شده، ولی هنوز هیچ راه‌حل عملی عرضه نشده است.
جان کلام
شکی نیست که فرایند گراور با رقابت شدیدی از طرف دیگر روش‌های چاپی به ویژه فلکسو روبه‌رو است. در سال‌های آینده تکنولوژی دیجیتال نیز به رقیبی جدی برای سیستم گراور تبدیل خواهد شد.
در دروپا ۲۰۱۲ نمونه‌ای از سیستم‌های دیجیتال برای چاپ گراور توسط شرکت Landa Labs به نمایش گذاشته شد.
یکی از مهم‌ترین توانایی‌های سیستم گراور، امکان چاپ در تیراژهای بسیار بالا و با کیفیت است. البته با در نظر گرفتن این واقعیت که تیراژهای چاپی در مجموع رو به کاهش است، این مزیت می‌تواند به یک کاستی تبدیل شود.مزیت کیفیت که چاپ گراور در مقابل فلکسو داشت، طی چند سال اخیر تا حدی رنگ باخته است. در سال ۲۰۰۶ طی یک نظرسنجی بسیاری اعتقاد داشتند که فلکسو هرگز به کیفیت گراور دست پیدا نخواهد کرد، ولی به تازگی سازندگان سیستم‌های چاپ فلکسو ادعا می‌کنند که قادرند چنین کیفیتی ارایه کنند.
چگونه است که فلکسو توانسته طی چند سال گذشته از لحاظ کیفیت چنین گام‌های بلندی بردارد، ولی گراور در حال درجا زدن است؟ برای پاسخ به این پرسش باید در نظر داشت تعداد سازندگان طراز اول سیستم‌های فلکسو در مقایسه با گراور بسیار بیشتر است و به هیچ وجه قابل مقایسه نیست؛ شرکت‌هایی چون اسکو، کداک، دوپونت، گروه فلینت و بسیاری دیگر. به همین خاطر در عرصه فلکسو پویایی بیشتری به چشم می‌خورد.
متاسفانه موضوع جایگزین کردن یک روش بهتر به جای نمونه‌گیری توسط ماشین چاپ هنوز به دغدغه اصلی سازندگان سیستم‌های گراور تبدیل نشده است. در همین حال سیلندرسازان از چنین سیستمی به خوبی استقبال کرده و با آغوش باز آن را می‌پذیرند.
بازار تجهیزات گراور برای سرمایه‌گذارانی که در خارج از حیطه این صنعت فعالیت می‌کنند، بسیار محدود است. به همین خاطر سرمایه‌گذاری برای توسعه این سیستم باید در درون صنعت انجام شود. این خود سازندگان سیستم‌های گراور و چاپکاران گراور هستند که باید برای بهبود و توسعه سیستم‌های چاپ گراور تلاش کنند. توسعه و تکوین سیستم‌های عیب‌یابی و کنترل اتوماتیک سیلندر نیز در گرو تلاش و نظر مساعد همین گروه است.
منبع: ماهنامه صنعت چاپ – شماره ۳۷۲ (آذر ۱۳۹۱ ) – مترجم: اسکندر جهانبانی
دیدگاهتان را بنویسید