精密印刷品厂房工艺设计分析

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随着生活水平的提高，产品档次不断提高，印刷品的精密性得到了广泛的关注和研究，复杂多样化的精密印刷产品和工艺给厂房设计带来了新的要求。

-.精密印刷品的定义直线法示意图圆心法示意图工业技术啊 I精密印刷品多指套荧度高，有-定防伪要求的印刷品。常见的精密印刷品包括有价证券和商业烟包等。

有价证券主要包括钞票、彩票、税务发票等 由于钞票在国家经济地位中的特殊性，因此对钞票印刷生产的保密陛、防伪性要求居各类印刷品之首；税务发票作为国家及地方政府的税收凭证，对防伪要求较高，同时由于产品形式为多联单形式，其芋工序较多·彩票作为国家公益事业的销售终端介质，具有套色多、印刷方式多、防伪要求高等特点。 。

商业烟包主要是指用于烟盒包装，-般多为精美的图文、华丽的美工设计，具有实地、色块、线条居多等印刷特点，因此承印物对环境温湿度要求较高。

精密印尉昌工艺分析三 层I二 层 譬 立 I 电柏体鐾 库 仁 厂 ]以立体库为核心的生产工艺流线图三.高压变颇原理介绍1.工作原理：由电网送来的三相高压交流电经过隔离移相变压器供给每相5个共计15个单相IGBT逆变器功率单元，主控柜和功率柜之间采用光纤隔离技术，防止了电磁干扰。功率单元采用交-直-交变频技术，单相输出，拈化设计，大大提高了的工作可靠性。

通过每相上的5个功率单元输出的SPWM波相叠加后，可得到正弦波形。这种波形正弦度好，dv/dtlb，即使在低速下也能保持很好的波形。因此对电缆和电机的绝缘无特殊要求，适用于常规的电缆和电机。且电机不需要降额使用。同时，电机的谐波损耗大大减小，避免了由于输出谐波电流引起的电机发热，和转矩脉动引起的电机振动。

2.功率单元原理输入端R、S、T接变压器二次侧绕组低压输出端，经过三相全波整流桥后，经电容滤波后，供给由IGB嘞 率拈组成的H桥逆变电路，通过接收光纤触发信号，经过PWMK制技术，控制A、A-、B、B-的导通和关断，使其输出单相脉宽调制波形。 。

散热装置采用先进高效的热管散热技术，大大提高了功率器件的工作安全可靠性。另外，每个变频功率单元都能显示自己的中间直流电压值、工作状态和故障信息等3.二次回路及控制控制柜由高速微处理器、工控PC机和PLc共同构成。微处理器用于实现开环或闭环控制、PWM波生成控制、快速保护及网络控制等功能。

工控Pc提供友好的全中文WINDONWS控和操作界面，同时可以实现远程监控和网络化控制。

内置PLCU用于开关量信号的逻辑处理，运行和故障联锁，可以和用户现场灵活接口，满足用户的特殊需要。

控制柜与变频功率单元之间采用光纤传导技术，低压部分和高压部分完全可靠隔离，系统具有极高的安全性，同时具有很好的抗电磁干扰陛能，可靠性大大提高四.变频改造后新系统具有如下特点1.系统稳定可靠，保证生产连续性，可长时间低速(1m/s)j行。

2.实现低速到额定转速的连续可调，能实现根据负载调整速度。

3.转矩和速度控制精确平滑，保持皮带动态张力最小，减少对负载机械的冲击。

4.变频装置输出正弦的电压和电流波形给电机，对电网设备不会产生任何影响。

6.控制系统配置通讯接口，可很方便的与上位机进行通讯联系，实现信息上传等功能。而且胶带机的胶带运行张力变化曲线能够实时的在显示屏上显示，并可上传到集控室(张力传感器的数据能够接收，留出4-20rnA的信号传输接口)。

7.系统对电网电压波动应有极强的适应能力，在85%-1l 额定电压波动范围内能满载 输出并正常运行8.调速系统的加减速时间在30-1200可设定，零到额定转速时间及高转速到低转速时间现成调整。 。

9.系统在显示操作台的人机界面上显示变频器的电流、电压、频率、力矩、功率、变频器自身的温度等显示功能运行参数、报警细节、故障分析结果∩在控制柜上对变频器进行系统调试、各种控制操作及参数设置等。

l0.满足带式输送机各种运行工况的要求，包括软启动、控制变速或定速带载运行、正常停机以及紧急停机等。在零转速时，起动力距应大于额定力距的150%。

11.变频系统采用标准化的元件和拈化的设计，方便更换维护。IPLC、中间继电器、开关、指示灯等用于保护、控制、联锁与报警的部件，全部选用质量好、动作准确与可靠的产品。

科技 博览 l 327工业技术I1、工艺流程1)印钞工艺流程钞票印制工艺流程远复杂于-般印刷，其涉及工艺流程较多，相关配套辅助内容多，工序间联系紧密。产品数量在印钞过程中是最重要的-项数据，在工艺流程的每道工序前后都要在相应的库房进行过数，因此库房面积较多。主要生产工艺流程如下 ：白纸准备-胶英凹印-印码-封装-装箱。

2)彩票类产品工艺流程彩票类产品形式主要包括即开型彩票、电脑热敏票、电脑投注单等。设备自动化程度较高，其中喷印为典型工序。以电脑热敏票为例：制版-上版-印前准备-开卷-热敏涂层面印刷-非涂层面印刷-复卷- 全自动许分切-自动封包-自动装箱-喷印物流管理代码或贴标。

3)发票类产品工艺流程发票类产品形式为多联票，如三联票、四联票、五联票等，芋配页工序为典型工序。以税务发票为例，主要生产工艺流程如下：卷筒纸准备-印刷-折页-配页、印码-成品检验-装箱入库4)烟包类产品工艺流程高档商业烟包主要以凹印为主，产品设计上以实地、色块、线条居多，主要生产工艺流程如下：卷筒纸凹版印刷-切边-裁切-单张纸凹版印刷-烫金-模切压痕-检验-包装2、工艺特点分析1)原材料对环境温湿度要求高原材料主要指纸张、油墨。纸张的固有杼陛是在不同的温度、不同相对湿度条件下，含水量会发生变化。如果其表面含水量不均匀，纸张表面会产生变形，起荷叶边，这种纸张进入压印区，图文位置无法套印准确。

油墨在高温环境下易出现凝固、硬化等现象，将直接影响印刷质量。因此多存储在25度以下的阴暗处。

2)工艺设备集成化根据产品的工艺要求和产量，从经济性、通用性、可靠性等角度，工艺设备配置各有不同。产品品种相对单-，产量大的可选用集成化程度高的设备用于生产，产品品种多的可选用集成化程度低的设备用于生产。

用于发票生产的十色票据印刷机上集成了印刷、折页、裁切等内容，用于彩票生产的十九色印刷机上集成了印刷、烫金、裁切、剥离等内容。设备集成化直接导致设备数量减少、设备体量变大、工序数量减少，生产面积相对减校用于烟包生产的设备主要包括胶英凹英丝英模切、烫金，需根据产品的具体要求进行设备搭配。设备以单机为主，灵活性大，生产面积相对较大。

同-产能下的工艺设备配置方式不同，生产面积也随之变化，需要根据具体情况进行分析。

三.工艺设计需求分析1、工艺布局分析1)总体布局精密印刷品厂房的工序基本遵循不走回头路”原则，即产品物流与生产物流基本同步。主要布置方法有直线法和圆心法两种设计思路。

直线法为传统布局设计，适用于设备集成化程度高的生产模式，如彩票印制、发票印制等 这种方法是以工艺生产为主线，库房作为辅助配套，生产是工艺物流的核心。该方法具有工艺布局易调整等特点，但库房较多、存储面积较大。

圆心法是以库房为圆心，生产车间围绕其布置并进行生产交互，适用于生产工序多的生产模式，如钞票印制。这种方法多结合现代化立体存储模式，将生产过程中的原纸库、中间半成品库、成品库等整合到立体库中，将物料的垂直运输消化在其内部。立体存储成为工艺物流的交通核心。该方法将零散的库房集中起来，优化存储面积，实现多库房同时管理，生产与库房之间运输距离最短，但丙类立体库具有-次性投资较大，对空调、消防等专业提出较高要求，同时立体库本身的控制系统专业设计难度大等特点2)库房布局印制生产过程中，库房扮演着非常重要的角色。产生库存的原因主要有：①物料的采购周期客观，②回避涨价风险的策略性库存；③回避质量风险的保障性库存；④回避断货风险的策略性库存。

例如钞票印制过程中，除了原纸存放、成品存放外，各生产环节之间的交接均经过过数工序并存在相应的库房内。因此，印钞厂房的库房面积约占生产总面积的50%左右。又如：彩票、税务发票、烟包等产品的库房不如钞票的库房多，328 l科技博 览但库房面积依然约占生产总面积的3O%～40%。

厂房设计中，库房的布局比较特殊，对楼板载荷的设计以及建筑的防火设计要求较高。

3)厂房疏散布局厂房疏散布局由于原材料和库存物资为易燃固体，因此精密印刷品生产厂房的火灾危险等级为丙类，同时厂房内部设有多个丙类库房。这就要求在工艺设计时需要充分考虑厂房消防疏散和厂房防火分区的设计。

2、对土建设计要求精密印刷品厂房-般采用钢筋混凝土框架结构，厂房跨度多为9m，12m，柱网多为9m。精密印刷设备高度-般在1.5～3.5m之间，厂房高度不低于6m。印后加工设备-般不超过1.5m，厂房高度小于6m。

库房对楼板载荷-般要求是15～20kN/m2，如果采用立体存储形式，需要根据货位数量、货物重量、货架自重、堆垛机重量等参数进行核算。

3、对采暖、通风及空气调节的设计要求1)精密空调要求由于环境温湿度对纸张、油墨本身影响较大，在设计中从纸张拆包开始到成品打包装箱，生产过程和存储区对环境均有较高要求，因此精密印刷品厂房多采用全空气空调系统，在工艺布局时需充分考虑其可行性、经济性以及专业设计的合理性。

印钞厂的主要生产车间均需要大面积的精密空调，这是因为钞票印制过程中采用了压力较大的凹蛹术，如果纸张含水量不均匀，那么在凹印过程中就会出现纸张各部位受压不均匀，变形不-，最终导致套印不准，纸张褶皱和大量报废等情况的出现。因此必须对环境的温度、湿度加以严格控制，保证钞纸含水量的稳定 。

烟包注重图文的精美、华丽的美工设计，以实地、色块、线条居多为主要特点。印制过程中多采用水性凹印油墨用于大面积底色印刷和光油印刷，该种油墨的黏度容易受外界环境的影响。因此厂房的温度应保持在19℃～25℃之间，相对湿度应控制在55%～65%之间，以此来防止水性凹印油墨中的胺类物质的加速挥发。

2)通风要求油墨中含有微量的苯、乙醇、化学物质、甲苯、正丁醇等化学物质，因此成品的voc(挥发性有机物)控制是非常必要的。-般来说，成品根据产品分类间隔放置在恒温恒湿的环境下2～3周，并进行通风处理后，可以降低VOC残留量。

除了成品的VOC控制外，生产过程中也需要进行VOC控制。而凹版印刷、烫金印刷的VOC控制是生产控制中的重点，因为这两种印刷方式的油墨墨层较厚，干燥速度慢，并且设备在运行时处于敞开状态，油墨挥发也是最多的，因此在精密空调的生产车间，还需加设排风装置，在施工图设计中需要对工艺设备进行准确的定位设计，并且在预留工艺设备处，协调通风专业的设计和厂房整体设计的裕度。

4、对弱电设计的要求有价证券因其特殊性，对其生产过程的保密性要求很高。

印钞厂房-般不设外窗，其内部生产实行封闭式管理，对厂房出入口、各通道、各生产车间及库房进行生产监控，除此以外还需对各生产设备进行全面监控，即在设备的上纸单元、设备中部、收纸单元均设监控点。

彩票、税务发票、烟包的生产厂房可设外窗，但生产过程中要求拉上窗帘。

烟包生产因其商业秘密陛，对生产厂房出入口、检查包装等重点工序进行监控。

四.结论本文结合工程设计实例，归纳总结了精密印刷品生产厂房的工艺设计的基本要求，结果表明，结合工艺流程选认适的工艺布局，提出合理的专业设计需求，是保证生产出合格产品的基矗