Workshop inovador | O custo é de apenas 20% importado, e os equipamentos de embalagem e impressão de ponta do meu país alcançaram novos avanços e alcançaram um alto grau de localização
Em 3 de novembro, os resultados do Prêmio Nacional de Ciência e Tecnologia 2020 foram anunciados oficialmente. Vale ressaltar que nas premiações emitidas desta vez, pessoas de impressão e embalagem também estão na lista: o segundo prêmio do Prêmio Nacional de Desenvolvimento de Ciência e Tecnologia- equipamentos de embalagem e impressão de alta qualidade, tecnologia e desenvolvimento de produtos em série.
Principais artistas: Mei Xuesong, Li Yanfeng, Xu Wencai, Zhao Fei, Xue Zhicheng, Huang Xiaojun, Wang Yiming, Chen Liang, Tao Tao, Han Jian.
Unidades principais: 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.
Equipamentos de embalagem e impressão high-end são os principais equipamentos para impressão verde e de alta precisão, que desempenha um papel indispensável na circulação e rastreabilidade das commodities. Por muito tempo, os equipamentos de embalagem e impressão de alto nível do meu país dependiam de importações. É de grande importância ganhar o segundo prêmio do Prêmio Nacional de Progresso em Ciência e Tecnologia para o desenvolvimento de tecnologias-chave e séries de equipamentos de embalagem e impressão high-end. Alcançou um alto grau de localização dos equipamentos de embalagem e impressão de alto nível do meu país, e fez do "Made in China" um "selo chinês".
Neste artigo, vamos entrar na Universidade Xi'an Jiaotong para entender como a equipe representada pelo professor Mei Xuesong, professor Tao Tao e pesquisador Zhao Fei resolveu vários problemas técnicos de equipamentos de embalagem e impressão high-end, superou dificuldades e ajudou a realizar outro dispositivo. Localização.
A reversão da dependência das importações para um alto grau de localização
Com o rápido desenvolvimento da economia de mercado, alimentos, medicamentos, necessidades diárias e outros produtos que possuem requisitos rigorosos em resíduos de impressão, têm uma demanda crescente por impressão high-end. Entende-se que o valor total de produção da indústria de embalagens e impressão de ponta do meu país se aproximou de um trilhão de yuans, e o grande número de aplicações de produtos de embalagem inteligentes provocados pela tecnologia da Internet nos últimos anos é uma necessidade urgente de equipamentos de embalagem e impressão de alta fidelidade e ambientalmente corretos.
Devido ao alto consumo de energia e à fácil geração de gases nocivos, a indústria de embalagens e impressão sempre foi listada como uma das principais indústrias de monitoramento de proteção ambiental pelo país. Essa conquista não só aborda a precisão e a precisão da impressão, fornece detecção de falhas on-line e serviços de nuvem, mas também aborda os problemas técnicos de secagem de tinta para recuperar oportunamente o calor de resíduos, cheiro peculiar, gás orgânico, etc. gerado após o aquecimento da tinta. A indústria de embalagens reduz as emissões de carbono como um todo, percebe que a meta de "carbono duplo" do meu país e a embalagem segura de alimentos e medicamentos é de grande importância.
O professor Mei Xuesong, o professor Tao Tao e o pesquisador Zhao Fei lideraram a equipe a pesquisar problemas-chave por muitos anos, e concluíram o projeto de "Tecnologia chave e desenvolvimento de produtos em série de equipamentos de impressão de embalagens high-end".
O projeto resolveu muitos problemas técnicos de equipamentos de embalagem e impressão high-end, construiu uma teoria de controle de eixo eletrônico de alta velocidade e alta precisão e sistema técnico, desenvolveu um sistema de controle de eixo eletrônico distribuído integrando sincronização, controle de tensão e detecção de defeitos, e inventou o ar quente O sistema de secagem de tinta para reciclagem de energia propôs um método de diagnóstico de falhas on-line baseado em sensores embutidos e máquinas vetoriais de suporte, e desenvolveu uma plataforma de gerenciamento e controle de operação e manutenção de dois níveis da nuvem de serviço do fabricante e da própria nuvem do usuário.
Até agora, a equipe desenvolveu dois tipos de equipamentos de embalagem e impressão high-end, os principais indicadores estão no nível líder de produtos similares no mundo, e pela primeira vez no mundo, o controle inteligente do processo de operação e manutenção de equipamentos de embalagem e impressão high-end foi realizado, reduzindo os custos de operação e manutenção da empresa em mais de 40%.
Os resultados do projeto melhoraram consideravelmente a competitividade do mercado de equipamentos domésticos de embalagem e impressão high-end, reduzindo a participação de produtos estrangeiros similares no mercado chinês de 95% para menos de 10%, e percebendo a reversão das exportações sobre as importações. A unidade de aplicação de tecnologia das conquistas do projeto foi premiada com a National Technology Innovation Demonstration Enterprise 2019 e o primeiro lote de "Empresas de Cultivo De Campeões Individuais de Manufatura", liderando o desenvolvimento da indústria de equipamentos de embalagem e impressão do meu país e alcançando o objetivo dos equipamentos de embalagem e impressão da China para a China.
Resolva vários problemas técnicos de equipamentos de embalagem e impressão high-end
O professor Mei Xuesong introduziu: "O controle do eixo eletrônico é a tecnologia central chave nos equipamentos de impressão. Os pontos-chave de todo o nosso projeto estão focados principalmente em três aspectos. Fornecer detecção de falhas on-line e serviços em nuvem."
Os materiais de impressão são geralmente papel muito fino e filme plástico. Atualmente, países em todo o mundo têm requisitos cada vez mais elevados para conservação de energia e redução de emissões na indústria de embalagens e impressão, e as embalagens verdes e a impressão tornaram-se o mainstream do desenvolvimento futuro da indústria de impressão global. Portanto, o papel e a película plástica utilizada na impressão estão ficando cada vez mais finos, e a película plástica mais fina é ainda menor que 10 mícrons, o que coloca requisitos técnicos extremamente elevados em embalagens e equipamentos de impressão.
A máquina de impressão de transmissão de eixo eletrônico tem muitas vantagens, como alta velocidade, alta precisão, estrutura simples, boa flexibilidade, baixo consumo de energia, forte capacidade anti-interferência e assim por diante. Cada cor que aparece na matéria impressa é controlada por um eixo eletrônico. Depois que diferentes cores forem "misturadas e combinadas" impressas em diferentes proporções, a embalagem colorida impressa será formada.
"A impressão requer 8 bits para a profundidade de cor das imagens de cores digitais. Ou seja, o equipamento de impressão de embalagens high-end geralmente tem pelo menos 8 eixos. Quanto mais rica a cor, mais eixos eletrônicos são necessários. Como fazer cada eixo eletrônico Pode não só completar suas próprias "ações prescritas", mas também alcançar a "conexão perfeita" com outros eixos eletrônicos, e realizar a sincronização de múltiplos eixos eletrônicos. Esse é um problema que os equipamentos de embalagem e impressão high-end devem resolver."
Mei Xuesong introduziu que para que o equipamento imprima padrões requintados, é necessário controlar o erro dentro de 0,1 mm em uma película plástica que tem mais de 100 metros de comprimento no eixo eletrônico quando a velocidade on-line excede 350 metros por minuto. Caso contrário, haverá desvios nos padrões impressos, levando a problemas como "cara grande" e até mesmo desfoque.
Para resolver o problema da precisão da impressão, a equipe marcou os padrões de impressão de diferentes eixos eletrônicos sob a perspectiva da "medição + feedback", encontrou as marcas do grupo de cores através de software de medição e adotou um método de controle distribuído. Cada eixo eletrônico se comunica uns com os outros. Com uma rede gigabit como estrutura, o desempenho em tempo real pode chegar a 1 milissegundo, o que pode garantir a velocidade de resposta de cada eixo eletrônico; cada eixo eletrônico pode controlar sua própria precisão de impressão e processo, e também pode usar algoritmos de controle para monitorar o filme em tempo real. Não importa quantos eixos eletrônicos sejam sobrepostos, o erro de precisão da posição de impressão é inferior a 0,1 mm.
A secagem de tinta também é um elo-chave para garantir padrões de impressão claros. Quando a impressora estiver funcionando em alta velocidade, a secagem de tinta deve ser concluída em um curto espaço de tempo após o grupo de cores, a fim de garantir que cada cor "retorne ao seu lugar". Mei Xuesong introduziu que o sistema de secagem de tinta que economiza energia usando a reciclagem de energia de ar quente pode não apenas secar a tinta dentro de 0,3 milissegundos, mas também recuperar oportunamente o calor desperdiçado, o cheiro peculiar e gás orgânico gerado pela tinta após o aquecimento. A redução global das emissões de carbono, a realização da meta de "carbono duplo" do meu país e a embalagem segura de alimentos e medicamentos têm um significado muito positivo.
A mistura de tinta é uma tarefa importante no processo de impressão de cores, que está diretamente relacionada à qualidade de impressão do produto. Cores brilhantes, bom brilho e tonalidade precisa são os requisitos básicos dos produtos de impressão de cores. Para atender a este requisito, as tintas de impressão de cada grupo de cores devem ser implantadas com precisão. No passado, o trabalho de mistura de tintas tinha que ser concluído por técnicos experientes, o que era mais difícil, demorou muito tempo para depurar, e desperdiçou muitos materiais de impressão. Com a plataforma em nuvem, o conhecimento profissional como tinta e equipamentos pode ser armazenado na plataforma de nuvem para usuários de embalagens e máquinas de impressão para consulta e uso. Além disso, cada máquina pode ser conectada à Internet, e o trabalho de operação e manutenção é concluído pela plataforma em nuvem.
ajudar a localização de equipamentos, o custo é apenas 20% importado
Antes de 2007, os equipamentos de embalagem e impressão de ponta do meu país dependiam principalmente das importações da Alemanha, Suíça, Japão e outros países. O preço de um equipamento importado de embalagem e impressão de alta qualidade é de cerca de 50 milhões de yuans, fazendo com que equipamentos de baixo padrão inundem o mercado, com baixa qualidade de impressão, alto consumo de energia e alta poluição.
Com o desenvolvimento econômico e o progresso social, a demanda do meu país por embalagens e equipamentos de impressão de ponta está aumentando. Mei Xuesong disse: "Use o dinheiro para comprar metade de um avião para comprar uma máquina de impressão. O custo é muito alto, e queremos reduzi-lo.
Desde 1993, a equipe do professor Mei Xuesong está comprometida com a pesquisa e o desenvolvimento da tecnologia de controle de movimento para equipamentos CNC, e tem cooperado com líderes relevantes do setor para iniciar o processo de pesquisa e desenvolvimento da localização de embalagens e equipamentos de impressão high-end.
"Ajustamos principalmente a arquitetura de hardware do equipamento. Por exemplo, o equipamento anterior era um "cérebro" que tinha que controlar 8 eixos eletrônicos. Pode haver atraso de sinal, e algum eixo eletrônico respondeu "meia batida lentamente". Agora está desmontado. Separadamente, cada eixo eletrônico é controlado por seu próprio "cérebro", e a transmissão de sinal de alta velocidade entre os múltiplos eixos eletrônicos garante a conexão, de modo a garantir que eles possam não só completar a sincronização e cooperação, mas também podem ajustar seus próprios processos. Cada eixo eletrônico pode ajustar seus próprios parâmetros de processo a tempo através do feedback do erro de registro, de modo a concluir o trabalho de impressão com mais precisão." Mei Xuesong disse.
Além disso, a equipe também realizou um grande número de experimentos na estrutura do forno, temperatura de aquecimento, velocidade do vento, relação de consumo de energia e outros fatores, e propôs um método de diagnóstico de falhas on-line baseado em sensores incorporados e máquinas vetoriais de suporte. Cada equipamento pode ser conectado à Internet para realizar fabricantes Controle de operação e manutenção dupla com usuários corporativos.
No ambiente de concorrência de mercado acirrado, é precisamente em virtude do excelente nível técnico que os equipamentos de embalagem e impressão high-end desenvolvidos pela equipe tem sido favorecidos por muitos usuários de empresas nacionais e estrangeiras.
"Hoje em dia, as empresas de impressão se despediram da história da compra de uma máquina de impressão com 50 milhões de yuans. Eles podem comprar equipamentos domésticos de embalagem e impressão high-end a um quinto do preço. De acordo com estatísticas, mais de 70% da impressão de embalagens high-end domésticas Os produtos são fabricados usando nossos produtos. Em outras palavras, a maioria das embalagens e impressão dos itens que você vê no supermercado são feitos de equipamentos domésticos. Alcançamos o objetivo de "Made in China" com "Print in China"! "Mei Xuesong disse.
Equipamentos de embalagem e impressão high-end são o resultado da intersecção de "controle eletromecânico complexo e embalagem e impressão high-end". "Tecnologia de controle de movimento de alta velocidade e alta precisão" é a principal direção de pesquisa científica de longo prazo da equipe de inovação liderada pelo professor Mei Xuesong. No próximo passo, uma equipe composta por 23 professores e quase 200 alunos continuará trabalhando na combinação aprofundada de tecnologia de controle de movimento e processamento a laser de alta velocidade e alta precisão, e desenvolverá equipamentos de usinagem CNC de ponta e fabricação inteligente para importantes indústrias em resposta às grandes necessidades nacionais. sistema.
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