Workshop innovativi | Il costo è importato solo al 20% e le attrezzature per l'imballaggio e la stampa di fascia alta del mio paese hanno raggiunto nuove scoperte e un alto grado di localizzazione
Il 3 novembre sono stati annunciati ufficialmente i risultati dei National Science and Technology Awards 2020. Vale la pena notare che nei premi emessi questa volta, anche le persone che stampano e confezionano sono nella lista: il secondo premio del National Science and Technology Progress Award- packaging di fascia alta e attrezzature di stampa tecnologia chiave e sviluppo di prodotti di serie.
Interpreti principali: Mei Xuesong, Li Yanfeng, Xu Wencai, Zhao Fei, Xue Zhicheng, Huang Xiaojun, Wang Yiming, Chen Liang, Tao Tao, Han Jian.
Unità principali: Xi'an Jiaotong University, Shaanxi Beiren Printing Machinery Co., Ltd., Beijing Institute of Graphic Communication, Xi'an Aerospace Huayang Electromechanical Equipment Co., Ltd., Weinan Kesai Electromechanical Equipment Co., Ltd.
Le attrezzature per l'imballaggio e la stampa di fascia alta sono l'attrezzatura principale per la stampa ad alta precisione e verde, che svolge un ruolo indispensabile nella circolazione e nella tracciabilità delle merci. Per molto tempo, le attrezzature di imballaggio e stampa di fascia alta del mio paese si sono tutte basate sulle importazioni. È di grande importanza vincere il secondo premio del National Science and Technology Progress Award per lo sviluppo di tecnologie chiave e serie di imballaggi di fascia alta e attrezzature di stampa. Ha raggiunto un alto grado di localizzazione delle attrezzature di imballaggio e stampa di fascia alta del mio paese e ha reso "Made in China" un "sigillo cinese".
In questo articolo, entriamo nell'Università di Xi'an Jiaotong per capire come il team rappresentato dal professor Mei Xuesong, dal professor Tao Tao e dal ricercatore Zhao Fei ha risolto molteplici problemi tecnici di imballaggi e attrezzature di stampa di fascia alta, ha superato le difficoltà e ha contribuito a realizzare un altro dispositivo. Localizzazione.
L'inversione dalla dipendenza dalle importazioni a un elevato grado di localizzazione
Con il rapido sviluppo dell'economia di mercato, il cibo, le medicine, le necessità quotidiane e altri prodotti che hanno requisiti rigorosi sui residui di stampa, hanno una crescente domanda di stampa di fascia alta. Resta inteso che il valore totale della produzione dell'industria degli imballaggi e della stampa di fascia alta del mio paese si è avvicinato a un trilione di yuan e il gran numero di applicazioni di prodotti di imballaggio intelligenti causate dalla tecnologia Internet negli ultimi anni è un urgente bisogno di attrezzature di imballaggio e stampa di fascia alta e rispettose dell'ambiente.
A causa dell'elevato consumo energetico e della facile generazione di gas nocivi, l'industria degli imballaggi e della stampa è sempre stata elencata come un'industria chiave per il monitoraggio della protezione ambientale da parte del paese. Questo risultato non solo affronta la precisione e l'accuratezza della stampa, fornisce servizi di rilevamento dei guasti online e cloud, ma affronta anche i problemi tecnici dell'essiccazione dell'inchiostro per recuperare tempestivamente il calore di scarto, l'odore particolare, il gas organico, ecc. Generato dopo il riscaldamento dell'inchiostro. L'industria degli imballaggi riduce le emissioni di carbonio nel suo complesso, si rende conto che l'obiettivo del "doppio carbonio" del mio paese e l'imballaggio sicuro di alimenti e farmaci è di grande importanza.
Il professor Mei Xuesong, il professor Tao Tao e il ricercatore Zhao Fei hanno guidato il team nella ricerca di problemi chiave per molti anni e hanno completato il progetto di "Key Technology and Series Product Development of High-end Packaging Printing Equipment".
Il progetto ha risolto molti problemi tecnici di attrezzature di imballaggio e stampa di fascia alta, ha costruito una teoria e un sistema tecnico di controllo elettronico degli assi ad alta velocità e ad alta precisione, ha sviluppato un sistema di controllo elettronico degli assi distribuito che integra sincronizzazione, controllo della tensione e rilevamento dei difetti e ha inventato l'aria calda Il sistema di essiccazione dell'inchiostro a risparmio energetico per il riciclaggio dell'energia ha proposto un metodo di diagnosi dei guasti online basato su sensori integrati e macchine vettoriali di supporto, e ha sviluppato una piattaforma di gestione e controllo del funzionamento e della manutenzione a due livelli del cloud di servizio del produttore e del cloud dell'utente.
Fino ad ora, il team ha sviluppato due tipi di attrezzature per l'imballaggio e la stampa di fascia alta, gli indicatori principali sono al livello leader di prodotti simili nel mondo e, per la prima volta al mondo, è stato realizzato il controllo intelligente del processo di funzionamento e manutenzione delle attrezzature di imballaggio e stampa di fascia alta, riducendo i costi operativi e di manutenzione aziendali di oltre il 40% .
I risultati del progetto hanno notevolmente migliorato la competitività sul mercato delle attrezzature nazionali per l'imballaggio e la stampa di fascia alta, riducendo la quota di prodotti stranieri simili nel mercato cinese dal 95% a meno del 10% e realizzando l'inversione delle esportazioni rispetto alle importazioni. L'unità di applicazione tecnologica dei risultati del progetto è stata premiata con la National Technology Innovation Demonstration Enterprise 2019 e il primo lotto di "Manufacturing Individual Champion Cultivation Enterprises", guidando lo sviluppo dell'industria delle attrezzature per l'imballaggio e la stampa del mio paese e raggiungendo l'obiettivo delle attrezzature di imballaggio e stampa della Cina per la Cina.
Risolvi molteplici problemi tecnici di imballaggi e attrezzature di stampa di fascia alta
Il professor Mei Xuesong ha introdotto: "Il controllo elettronico degli assi è la tecnologia di base chiave nelle apparecchiature di stampa. I punti chiave di tutto il nostro progetto sono principalmente focalizzati su tre aspetti. Fornire servizi online di rilevamento dei guasti e cloud."
I materiali di stampa sono generalmente carta molto sottile e film plastico. Attualmente, i paesi di tutto il mondo hanno requisiti sempre più elevati per il risparmio energetico e la riduzione delle emissioni nel settore degli imballaggi e della stampa, e l'imballaggio e la stampa verdi sono diventati il mainstream del futuro sviluppo dell'industria della stampa globale. Pertanto, la carta e il film plastico utilizzati nella stampa stanno diventando sempre più sottili e il film plastico più sottile è anche inferiore a 10 micron, il che pone requisiti tecnici estremamente elevati per l'imballaggio e le attrezzature di stampa.
La macchina da stampa a trasmissione elettronica ad albero ha molti vantaggi come alta velocità, alta precisione, struttura semplice, buona flessibilità, basso consumo energetico, forte capacità anti-interferenza e così via. Ogni colore che appare sul materiale stampato è controllato da un asse elettronico. Dopo che diversi colori sono stati "mescolati e abbinati" stampati in proporzioni diverse, verrà formato materiale stampato con imballaggio colorato.
"La stampa richiede 8 bit per la profondità di colore delle immagini digitali a colori. Vale a dire, le apparecchiature di stampa di imballaggi di fascia alta hanno generalmente almeno 8 assi. Più ricco è il colore, più sono necessari assi elettronici. Come realizzare ogni asse elettronico Può non solo completare le proprie 'azioni prescritte', ma anche raggiungere 'connessione senza soluzione di continuità' con altri assi elettronici, e realizzare la sincronizzazione di più assi elettronici. Questo è un problema che le attrezzature di imballaggio e stampa di fascia alta devono risolvere".
Mei Xuesong ha introdotto che affinché l'apparecchiatura stampi modelli squisiti, è necessario controllare l'errore entro 0,1 mm su un film plastico lungo più di 100 metri sull'asse elettronico quando la velocità online supera i 350 metri al minuto. Altrimenti, ci saranno deviazioni nei modelli stampati, portando a problemi come "faccia grande" e persino sfocatura.
Al fine di risolvere il problema della precisione di stampa, il team ha contrassegnato i modelli di stampa di diversi alberi elettronici dal punto di vista di "misurazione + feedback", ha trovato i segni del gruppo di colori attraverso il software di misurazione e ha adottato un metodo di controllo distribuito. Ogni albero elettronico comunica tra loro. Con una rete gigabit come framework, le prestazioni in tempo reale possono raggiungere 1 millisecondo, che può garantire la velocità di risposta di ciascun asse elettronico; ogni asse elettronico può controllare la propria precisione di stampa e il proprio processo e può anche utilizzare algoritmi di controllo per monitorare la pellicola in tempo reale. Indipendentemente dal numero di alberi elettronici sovrapposti, l'errore di precisione della posizione di stampa è inferiore a 0,1 mm.
L'essiccazione dell'inchiostro è anche un collegamento chiave per garantire modelli di stampa chiari. Quando la macchina da stampa funziona ad alta velocità, l'asciugatura dell'inchiostro deve essere completata in un tempo molto breve dopo il gruppo di colori, al fine di garantire che ogni colore "ritorni al suo posto". Mei Xuesong ha introdotto che il sistema di essiccazione dell'inchiostro a risparmio energetico che utilizza il riciclaggio dell'energia ad aria calda può non solo asciugare l'inchiostro entro 0,3 millisecondi, ma anche recuperare tempestivamente il calore di scarto, l'odore particolare e il gas organico generato dall'inchiostro dopo il riscaldamento. La riduzione complessiva delle emissioni di carbonio, la realizzazione dell'obiettivo "dual-carbon" del mio paese e il confezionamento sicuro di alimenti e farmaci hanno un significato molto positivo.
La miscelazione dell'inchiostro è un compito importante nel processo di stampa a colori, che è direttamente correlato alla qualità di stampa del prodotto. Colori brillanti, buona luminosità e tonalità accurata sono i requisiti di base dei prodotti per la stampa a colori. Per soddisfare questo requisito, gli inchiostri di stampa di ciascun gruppo di colori devono essere distribuiti con precisione. In passato, il lavoro di miscelazione degli inchiostri doveva essere completato da tecnici esperti, il che era più difficile, richiedeva molto tempo per il debug e sprecava molti materiali di stampa. Con la piattaforma cloud, le conoscenze professionali come l'inchiostro e le attrezzature possono essere archiviate sulla piattaforma cloud per consentire agli utenti di macchine per l'imballaggio e la stampa di interrogare e utilizzare. Inoltre, ogni macchina può essere connessa a Internet e il lavoro di funzionamento e manutenzione è completato dalla piattaforma cloud.
localizzazione di attrezzature di aiuto, il costo è solo del 20% importato
Prima del 2007, le attrezzature per l'imballaggio e la stampa di fascia alta del mio paese si basavano principalmente sulle importazioni da Germania, Svizzera, Giappone e altri paesi. Il prezzo di un imballaggio e di un'attrezzatura di stampa di fascia alta importati è di circa 50 milioni di yuan, causando l'inondazione del mercato di attrezzature di fascia bassa, con scarsa qualità di stampa, elevato consumo energetico e alto inquinamento.
Con lo sviluppo economico e il progresso sociale, la domanda del mio paese di imballaggi di fascia alta e attrezzature per la stampa è in aumento. Mei Xuesong ha detto: "Usa i soldi per comprare metà di un aereo per comprare una macchina da stampa. Il costo è troppo alto e vogliamo abbassarlo".
Dal 1993, il team del professor Mei Xuesong è impegnato nella ricerca e nello sviluppo della tecnologia di controllo del movimento per le apparecchiature CNC e ha collaborato con i principali leader del settore per avviare il processo di ricerca e sviluppo della localizzazione di imballaggi di fascia alta e attrezzature di stampa.
"Abbiamo principalmente adattato l'architettura hardware dell'apparecchiatura. Ad esempio, l'apparecchiatura precedente era un "cervello" che doveva controllare 8 assi elettronici. Potrebbe esserci un ritardo del segnale e alcuni assi elettronici hanno risposto "mezzo battito lentamente". Ora è smantellato. Separatamente, ogni asse elettronico è controllato dal proprio "cervello", e la trasmissione del segnale ad alta velocità tra i molteplici assi elettronici garantisce la connessione, in modo da garantire che possano non solo completare la sincronizzazione e la cooperazione, ma anche possano regolare i propri processi. Ogni asse elettronico può regolare i propri parametri di processo nel tempo attraverso il feedback dell'errore di registrazione, in modo da completare il lavoro di stampa in modo più accurato." Mei Xuesong ha detto.
Inoltre, il team ha anche effettuato un gran numero di esperimenti sulla struttura del forno, sulla temperatura di riscaldamento, sulla velocità del vento, sul rapporto di consumo energetico e su altri fattori e ha proposto un metodo di diagnosi dei guasti online basato su sensori integrati e macchine vettoriali di supporto. Ogni apparecchiatura può essere collegata a Internet per realizzare produttori Doppio controllo del funzionamento e della manutenzione con gli utenti aziendali.
Nell'agguerrita contestazione della concorrenza di mercato, è proprio in virtù dell'eccellente livello tecnico che le attrezzature di imballaggio e stampa di fascia alta sviluppate dal team sono state favorite da molti utenti aziendali nazionali ed esteri.
"Al giorno d'oggi, le aziende di stampa hanno detto addio alla storia dell'acquisto di una macchina da stampa con 50 milioni di yuan. Possono acquistare imballaggi e attrezzature di stampa nazionali di fascia alta a un quinto del prezzo. Secondo statistiche approssimative, oltre il 70% della stampa di imballaggi di fascia alta nazionale I prodotti sono fabbricati utilizzando i nostri prodotti. In altre parole, la maggior parte dell'imballaggio e della stampa degli articoli che vedi al supermercato sono realizzati con attrezzature domestiche. Abbiamo raggiunto l'obiettivo di "Made in China" con "Print in China"! "Mei Xuesong ha detto.
Le attrezzature per l'imballaggio e la stampa di fascia alta sono il risultato dell'intersezione di "controllo elettromeccanico complesso e imballaggio e stampa di fascia alta". "Tecnologia di controllo del movimento ad alta velocità e alta precisione" è la principale direzione di ricerca scientifica a lungo termine del team di innovazione guidato dal professor Mei Xuesong. Nella fase successiva, un team composto da 23 insegnanti e quasi 200 studenti continuerà a lavorare sulla combinazione approfondita di controllo del movimento ad alta velocità e alta precisione e tecnologia di elaborazione laser, e svilupperà attrezzature di lavorazione CNC di fascia alta e produzione intelligente per importanti industrie in risposta alle principali esigenze nazionali. sistema.
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