Ateliers innovants | Le coût n’est que de 20% importé, et l’équipement d’emballage et d’impression haut de gamme de mon pays a réalisé de nouvelles percées et atteint un haut degré de localisation.
Le 3 novembre, les résultats des Prix nationaux de la science et de la technologie 2020 ont été officiellement annoncés. Il convient de noter que dans les prix décernés cette fois-ci, les personnes de l’impression et de l’emballage sont également sur la liste: le deuxième prix du National Science and Technology Progress Award - équipement d’emballage et d’impression haut de gamme technologie clé et développement de produits de série.
Interprètes principaux : Mei Xuesong, Li Yanfeng, Xu Wencai, Zhao Fei, Xue Zhicheng, Huang Xiaojun, Wang Yiming, Chen Liang, Tao Tao, Han Jian.
Unités principales: 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.
L’emballage haut de gamme et l’équipement d’impression sont les équipements de base pour l’impression de haute précision et verte, qui joue un rôle indispensable dans la circulation et la traçabilité des marchandises. Pendant longtemps, les équipements d’emballage et d’impression haut de gamme de mon pays ont tous dépendu des importations. Il est très important de remporter le deuxième prix du National Science and Technology Progress Award pour le développement de technologies clés et de séries d’équipements d’emballage et d’impression haut de gamme. Il a atteint un haut degré de localisation de l’équipement d’emballage et d’impression haut de gamme de mon pays, et a fait de « Made in China » un « sceau chinois ».
Dans cet article, entrons dans l’Université Xi’an Jiaotong pour comprendre comment l’équipe représentée par le professeur Mei Xuesong, le professeur Tao Tao et le chercheur Zhao Fei a résolu de multiples problèmes techniques d’emballage et d’équipement d’impression haut de gamme, surmonté des difficultés et aidé à réaliser un autre appareil. Localisation.
Le passage d’une dépendance à l’égard des importations à un degré élevé de localisation
Avec le développement rapide de l’économie de marché, la nourriture, les médicaments, les nécessités quotidiennes et d’autres produits qui ont des exigences strictes sur les résidus d’impression, ont une demande croissante pour l’impression haut de gamme. Il est entendu que la valeur totale de la production de l’industrie de l’emballage et de l’impression haut de gamme de mon pays a approché un billion de yuans, et le grand nombre d’applications de produits d’emballage intelligents apportées par la technologie Internet ces dernières années est un besoin urgent d’équipements d’emballage et d’impression haut de gamme haute fidélité et respectueux de l’environnement.
En raison de sa consommation d’énergie élevée et de la production facile de gaz nocifs, l’industrie de l’emballage et de l’impression a toujours été répertoriée comme une industrie clé de surveillance de la protection de l’environnement par le pays. Cette réalisation s’attaque non seulement à la précision et à l’exactitude de l’impression, fournit des services de détection de défauts et de cloud en ligne, mais s’attaque également aux problèmes techniques du séchage de l’encre pour récupérer en temps opportun la chaleur perdue, l’odeur particulière, le gaz organique, etc. générés après le chauffage de l’encre. L’industrie de l’emballage réduit les émissions de carbone dans son ensemble, réalise l’objectif de « double carbone » de mon pays et l’emballage sûr des aliments et des médicaments est d’une grande importance.
Le professeur Mei Xuesong, le professeur Tao Tao et le chercheur Zhao Fei ont dirigé l’équipe pour étudier des problèmes clés pendant de nombreuses années et ont achevé le projet de « Technologie clé et développement de produits de série d’équipements d’impression d’emballages haut de gamme ».
Le projet a résolu de nombreux problèmes techniques d’emballage et d’équipement d’impression haut de gamme, construit une théorie et un système technique de contrôle d’axe électronique à grande vitesse et de haute précision, développé un système de contrôle d’axe électronique distribué intégrant la synchronisation, le contrôle de la tension et la détection des défauts, et inventé l’air chaud Le système de séchage d’encre économe en énergie pour le recyclage de l’énergie a proposé une méthode de diagnostic des défauts en ligne basée sur des capteurs intégrés et des machines à vecteurs de support, et a développé une plate-forme de gestion et de contrôle de l’exploitation et de la maintenance à deux niveaux du cloud de service du fabricant et du propre cloud de l’utilisateur.
Jusqu’à présent, l’équipe a développé deux types d’équipements d’emballage et d’impression haut de gamme, les principaux indicateurs sont au premier niveau de produits similaires dans le monde et, pour la première fois au monde, le contrôle intelligent du processus d’exploitation et de maintenance des équipements d’emballage et d’impression haut de gamme a été réalisé, réduisant les coûts d’exploitation et de maintenance de l’entreprise de plus de 40%.
Les résultats du projet ont considérablement amélioré la compétitivité du marché des équipements nationaux d’emballage et d’impression haut de gamme, réduisant la part de produits étrangers similaires sur le marché chinois de 95% à moins de 10% et réalisant le renversement des exportations par rapport aux importations. L’unité d’application technologique des réalisations du projet a reçu l’entreprise nationale de démonstration de l’innovation technologique 2019 et le premier lot de « Manufacturing Individual Champion Cultivation Enterprises », dirigeant le développement de l’industrie de l’emballage et de l’équipement d’impression de mon pays et atteignant l’objectif de l’équipement d’emballage et d’impression de la Chine pour la Chine.
Résoudre de multiples problèmes techniques d’emballage et d’équipement d’impression haut de gamme
Le professeur Mei Xuesong a présenté : « Le contrôle électronique des axes est la technologie de base clé dans les équipements d’impression. Les points clés de l’ensemble de notre projet sont principalement axés sur trois aspects. Fournissez des services de détection des pannes et de cloud en ligne.
Les matériaux d’impression sont généralement du papier très fin et un film plastique. Actuellement, les pays du monde entier ont des exigences de plus en plus élevées en matière de conservation de l’énergie et de réduction des émissions dans l’industrie de l’emballage et de l’impression, et l’emballage et l’impression écologiques sont devenus le courant dominant du développement futur de l’industrie mondiale de l’impression. Par conséquent, le papier et le film plastique utilisés dans l’impression deviennent de plus en plus minces, et le film plastique le plus mince est même inférieur à 10 microns, ce qui impose des exigences techniques extrêmement élevées aux équipements d’emballage et d’impression.
La machine d’impression à transmission d’arbre électronique présente de nombreux avantages tels qu’une vitesse élevée, une haute précision, une structure simple, une bonne flexibilité, une faible consommation d’énergie, une forte capacité anti-interférence, etc. Chaque couleur apparaissant sur l’imprimé est contrôlée par un axe électronique. Une fois que différentes couleurs sont « mélangées et assorties » imprimées dans différentes proportions, des imprimés d’emballage colorés seront formés.
« L’impression nécessite 8 bits pour la profondeur de couleur des images numériques en couleur. C’est-à-dire que les équipements d’impression d’emballages haut de gamme ont généralement au moins 8 axes. Plus la couleur est riche, plus les axes électroniques sont nécessaires. Comment faire chaque axe électronique Il peut non seulement effectuer ses propres « actions prescrites », mais aussi réaliser une « connexion transparente » avec d’autres axes électroniques et réaliser la synchronisation de plusieurs axes électroniques. C’est un problème que les équipements d’emballage et d’impression haut de gamme doivent résoudre. »
Mei Xuesong a introduit que pour que l’équipement puisse imprimer des motifs exquis, il est nécessaire de contrôler l’erreur dans un rayon de 0,1 mm sur un film plastique de plus de 100 mètres de long sur l’axe électronique lorsque la vitesse en ligne dépasse 350 mètres par minute. Sinon, il y aura des écarts dans les motifs imprimés, entraînant des problèmes tels que le « grand visage » et même le flou.
Afin de résoudre le problème de la précision d’impression, l’équipe a marqué les modèles d’impression de différents arbres électroniques du point de vue de la « mesure + rétroaction », a trouvé les marques de groupe de couleurs grâce à un logiciel de mesure et a adopté une méthode de contrôle distribuée. Chaque arbre électronique communique entre eux. Avec un réseau gigabit comme cadre, les performances en temps réel peuvent atteindre 1 milliseconde, ce qui peut assurer la vitesse de réponse de chaque axe électronique; chaque axe électronique peut contrôler sa propre précision d’impression et son propre processus, et peut également utiliser des algorithmes de contrôle pour surveiller le film en temps réel. Quel que soit le nombre d’arbres électroniques superposés, l’erreur de précision de la position d’impression est inférieure à 0,1 mm.
Le séchage de l’encre est également un maillon clé pour garantir des motifs d’impression clairs. Lorsque la presse à imprimer fonctionne à grande vitesse, le séchage de l’encre doit être terminé en très peu de temps après le groupe de couleurs, afin de s’assurer que chaque couleur « revient à sa place ». Mei Xuesong a présenté que le système de séchage d’encre économe en énergie utilisant le recyclage de l’énergie de l’air chaud peut non seulement sécher l’encre en 0,3 millisecondes, mais aussi récupérer en temps opportun la chaleur perdue, l’odeur particulière et le gaz organique générés par l’encre après le chauffage. La réduction globale des émissions de carbone, la réalisation de l’objectif « double carbone » de mon pays et l’emballage sûr des aliments et des médicaments ont une signification très positive.
Le mélange d’encre est une tâche importante dans le processus d’impression couleur, qui est directement liée à la qualité d’impression du produit. Des couleurs vives, une bonne luminosité et une teinte précise sont les exigences de base des produits d’impression couleur. Pour répondre à cette exigence, les encres d’impression de chaque groupe de couleurs doivent être déployées avec précision. Dans le passé, le travail de mélange des encres devait être effectué par des techniciens expérimentés, ce qui était plus difficile, prenait beaucoup de temps à déboguer et gaspillait beaucoup de matériaux d’impression. Avec la plate-forme cloud, les connaissances professionnelles telles que l’encre et l’équipement peuvent être stockées sur la plate-forme cloud pour que les utilisateurs de machines d’emballage et d’impression puissent les interroger et les utiliser. De plus, chaque machine peut être connectée à Internet et les travaux d’exploitation et de maintenance sont effectués par la plate-forme cloud.
aider à la localisation de l’équipement, le coût n’est que de 20% importé
Avant 2007, les équipements d’emballage et d’impression haut de gamme de mon pays reposaient principalement sur des importations en provenance d’Allemagne, de Suisse, du Japon et d’autres pays. Le prix d’un emballage et d’un équipement d’impression haut de gamme importés est d’environ 50 millions de yuans, ce qui provoque une inondation du marché des équipements bas de gamme, avec une mauvaise qualité d’impression, une consommation d’énergie élevée et une pollution élevée.
Avec le développement économique et le progrès social, la demande de mon pays en équipements d’emballage et d’impression haut de gamme augmente. Mei Xuesong a déclaré: « Utilisez l’argent pour acheter la moitié d’un avion pour acheter une machine à imprimer. Le coût est trop élevé et nous voulons le réduire. »
Depuis 1993, l’équipe du professeur Mei Xuesong s’est engagée dans la recherche et le développement de technologies de contrôle de mouvement pour les équipements CNC et a coopéré avec les leaders de l’industrie concernés pour lancer le processus de recherche et développement de localisation d’équipements d’emballage et d’impression haut de gamme.
« Nous avons principalement ajusté l’architecture matérielle de l’équipement. Par exemple, l’équipement précédent était un « cerveau » qui devait contrôler 8 axes électroniques. Il peut y avoir un décalage du signal, et certains axes électroniques ont répondu « à moitié un battement lentement ». Maintenant, il est démantelé. Séparément, chaque axe électronique est contrôlé par son propre « cerveau », et la transmission de signaux à grande vitesse entre les multiples axes électroniques garantit la connexion, de manière à ce qu’ils puissent non seulement compléter la synchronisation et la coopération, mais également ajuster leurs propres processus. Chaque axe électronique peut ajuster ses propres paramètres de processus dans le temps grâce au retour de l’erreur d’enregistrement, afin de terminer le travail d’impression avec plus de précision. Dit Mei Xuesong.
En outre, l’équipe a également réalisé un grand nombre d’expériences sur la structure du four, la température de chauffage, la vitesse du vent, le rapport de consommation d’énergie et d’autres facteurs, et a proposé une méthode de diagnostic des défauts en ligne basée sur des capteurs intégrés et des machines à vecteurs de support. Chaque équipement peut être connecté à Internet pour réaliser les fabricants Double contrôle de fonctionnement et de maintenance avec les utilisateurs d’entreprise.
Dans l’environnement de concurrence féroce du marché, c’est précisément en raison de l’excellent niveau technique que l’équipement d’emballage et d’impression haut de gamme développé par l’équipe a été favorisé par de nombreux utilisateurs d’entreprises nationales et étrangères.
« De nos jours, les imprimeries ont fait leurs adieux à l’histoire de l’achat d’une machine d’impression avec 50 millions de yuans. Ils peuvent acheter des équipements d’emballage et d’impression haut de gamme nationaux à un cinquième du prix. Selon des statistiques approximatives, plus de 70% de l’impression d’emballages haut de gamme domestique Les produits sont fabriqués à l’aide de nos produits. En d’autres termes, la plupart de l’emballage et de l’impression des articles que vous voyez au supermarché sont fabriqués à partir d’équipements domestiques. Nous avons atteint l’objectif du « Made in China » avec « Print in China » ! « Mei Xuesong a dit.
L’emballage haut de gamme et l’équipement d’impression sont le résultat de l’intersection du « contrôle électromécanique complexe et de l’emballage et de l’impression haut de gamme ». « Technologie de contrôle de mouvement à haute vitesse et haute précision » est la principale direction de recherche scientifique à long terme de l’équipe d’innovation dirigée par le professeur Mei Xuesong. Dans la prochaine étape, une équipe composée de 23 enseignants et de près de 200 étudiants continuera à travailler sur la combinaison en profondeur de la technologie de contrôle de mouvement et de traitement laser à haute vitesse et haute précision, et à développer des équipements d’usinage CNC haut de gamme et une fabrication intelligente pour des industries importantes en réponse aux principaux besoins nationaux. système.
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