Офсетная полуротация Wanjie

Хорошо забытое старое

Идея использования рулонного офсета для производства этикетки и картонной коробки не нова даже в России. Как и его конкуренции с офсетом листовым. Лет 20 назад тема была на пике интереса, как раз на те годы пришлась революция в технологических процессах флексографии. И российский рынок пошел по европейскому пути. Сейчас, на новом витке, интерес к узкорулонному офсету возрождается. Автор хотел бы заранее извиниться перед теми читателями, кому изложение в чем-то покажется очевидным. Но тема интересна и специалистам и в офсете, и во флексо. А «специалист подобен флюсу: полнота его односторонняя», сказал Козьма Прутков.

Китай и Европа

В отечественной полиграфии распределение задач для технологий печати сложилось исторически. И в этикетке-упаковке для офсета в этом раскладе нашлось три основных применения. Это печать сухой этикетки, картонной упаковки и запечатка лайнера, кашируемого затем на гофрокартон. Во всех случаях — с использованием листовых машин большого или сверхбольшого формата. Производство же других видов этикетки и гибкой упаковки — царство флексографии, на малых тиражах несколько теснимой цифровой, а на огромных — глубокой печатью. Места для рулонного офсета вроде бы и нет. В пользу этого свидетельствовала и судьба западных производителей узкорулонных офсетных машин: Drent, Gobel, Muller Martini. В Китае ситуация сложилась иначе. За большие по китайским понятиям тиражи издательской продукции отвечает глубокая печать, за малые — рулонная цифровая, так что листовой офсет оказался нишевой технологией. А национальный рулонный офсет процветает. Как можно видеть на любой отраслевой китайской выставке, в стране существует сразу несколько успешных производителей рулонных офсетных машин для производства этикетки и упаковки. Часть из них, как и герой этой статьи компания Wanjie, сфокусирована именно на рулонном офсете, часть выпускает такие машины параллельно с основным бизнесом на флексомашинах.

Одна из причин, почему китайцы преуспели там, где европейцы потерпели фиаско — ценовая политика. На одной из выставок Labelexpo Europe я плотно общался со счастливым покупателем последней узкорулонной машины Muller Martini. Счастливым потому, что получил неимоверную, раза в два, скидку. Но даже с ее учетом сравнимую флексомашину ведущего производителя он мог бы купить значительно дешевле. В Китае такой огромной разницы нет.

Вторая, еще более важная причина, снова экономическая. Не в стартовых, а в переменных затратах. Западный производитель грезит о некой экосистеме, в которой потребитель максимально к нему привязан. Отсюда использование нестандартных расходных материалов, типоразмеров оснастки и проч. С другой стороны, у китайского потребителя, как и у российского, настороженное отношение к такому подходу. Нам ближе стандартные решения, работающие на широко доступных материалах. В описываемой области это привело к тому, что на Западе доминировали машины сухого офсета, под которые требуются особые формы, особые краски и т. д. Плюс удорожающее конструкцию точное поддержание температурных режимов. А в Китае — машины с традиционным спиртовым увлажнением, работающие на широко распространенных хорошо знакомых формах, красках и прочей химии. И в результате конкуренции — относительно дешевых.

Полу- и полная ротация

Большинство используемых в полиграфии и производстве упаковки рулонных печатных машин работают в режиме полной ротации (rotation, реже full rotation), однако как раз многие узкорулонные офсетные машины представляют собой важное исключение и работают в полуротационном режиме (semi rotation, intermittent). В режиме полной ротации валы и цилиндры вращаются с постоянной скоростью, с постоянной скоростью транспортируется и полотно. Это обеспечивает высокую производительность и упрощает конструкцию машины. Основной недостаток связан с тем, что в производстве упаковки и этикетки размер готовой продукции не стандартизован и может быть любым. А на печатное поле по длине (раппорте на отраслевом языке) необходимо уложить строго целое число этикеток или разверток. В полной ротации это достигается изготовлением формных, вырубных и других цилиндров нужного диаметра. Таким образом машине при работе требуется значительный набор такой дорогостоящей оснастки. Проблема усугубляется тем, что оснастка для машин разных производителей чаще всего не взаимозаменяема. Вторая проблема состоит в том, что не любой цилиндр можно изготовить непрерывным, без технологического шва. Впрочем, производство этикетки и упаковки в меньшей степени страдает от этой проблемы, т. к. шов удается расположить на стыке этикеток. Да и флексофомы технически возможно изготовить без шва вообще, это так называемые гильзы или рукавные формы (sleeves). Для офсета рукавных форм не существует, но конструкторам удается уменьшить ширину шва до 2–3 мм — как это сделано для ротационных машин Wanjie. В-третьих, некоторые востребованные технологические операции требуют применения плоских форм или штампов, что практически несовместимо с полной ротацией. Примеры — плоское тиснение или шелкография.

Конструктивным решением этих проблем является полуротационный режим работы печатно-конвертингового оборудования. В этой схеме запечатываемый материал движется циклично, в соответствии с необходимой величиной раппорта. Цилиндры имеют длину рабочей поверхности, превышающую максимальный раппорт, и используется лишь часть этой поверхности, затем цилиндр возвращается в исходное положение. Это позволяет применять один набор цилиндров для всех раппортов и существенно экономить как на оснастке, так на времени переналадки машины. Недостаток — в два-три раза меньшая скорость (не путать с производительностью, в которую входят потери времени на переналадку) по сравнению с полной ротацией. В результате — полная ротация экономически эффективна на больших тиражах, а полуротация — на средних и малых. Кстати, этикеточные машины HP Indigo также работают именно в режиме полуротации.

Wanjie в настоящее время выпускает как полуротационные офсетные машины, так и универсальные, способные работать и в полной, и в полуротации.

Сравнительные преимущества и недостатки офсета и флексо

Если офсет сейчас отвоевывает какую-то часть рынка у флексографии, то у него должны быть значимые преимущества. А раз флексо остается доминирующей технологией в узком рулоне, то свои сравнительные достоинства есть и у флексо. Если кратко и сознательно упрощая: в пользу офсета говорит цена форм и качество печати. В пользу флексо — цена машины и скорость печати. В результате узкорулонный офсет встраивается в область средних тиражей, забирая самые длинные для цифры и самые короткие для флексо тиражи.

Теперь о технической основе преимуществ каждой технологии, не вдаваясь, однако, глубоко в детали.

Скорость печати. Здесь достаточно просто — разница, скорее, не между офсетом и флексо, а между ротацией и полуротацией. Флексомашины практически все ротационные, офсетные доступны как полуротационные, так и универсальные.

Цена машины. Секция флексографской печати устроена достаточно просто. Емкость с краской (кипсейка), которой непосредственно или через промежуточный валик касается растрированный анилоксовый вал и соскребающий лишнюю краску ракель — это красочный аппарат. Эластичная форма (отсюда флексо в названии) получает краску с анилокса и непосредственным контактом передает ее на запечатываемый материал.

Классическая офсетная специя значительно сложнее. Красочный аппарат состоит из множества раскатных цилиндров, обеспечивающих равномерную и строго регулируемую(!) подачу краски. Обычно не только в целом, но и по зонам. Установка красочных ножей может осуществляться вручную или автоматически, в соответствии с созданным на допечатном этапе файлом.

Кроме краски в традиционном офсете используется увлажнение, обычно водно-спиртовым раствором. Правильный баланс краска-вода — важнейшее требование к качественной печати.

Очевидно, что более простая по конструкции флексосекция дешевле более сложной офсетной. Но достаточно простая для офсета регулировка подачи краски во флексо — разве что заменой анилокса, зональная регулировка отсутствует как класс. Поэтому во флексографии широко применяется печать смесевыми цветами — пантонами. Только так можно обеспечить точную передачу важных, часто фирменных цветов. И машина из 12 секций для односторонней печати — рядовое явление. В офсете благодаря точности цветопередачи и возможности тонкой регулировки львиная доля смесевых красок (хотя есть исключения) может быть заменена триадными. Поэтому там, где нужна флексомашина с 10–12 красочными секциями, офсетная машина справится с 6–7. Что, конечно, сильно влияет на цену машины. Интересна и экономия на красках.

Цена, скорость изготовления форм. Согласитесь, веселье — крайне необычная эмоция при получении счетов на оплату. Но именно о весельи при изучении месячного счета за офсетные формы говорили мне флексовики. Действительно, цена формного материала отличается на порядок. А с учетом трудоемкости и стоимости формного оборудования разрыв еще возрастает.

Важна и оперативность. И там и там сейчас используются CtP-технологии. Но вывод комплекта офсетных форм занимает минуты, перфорация и проявка в линию вообще не требуют отдельного времени, загибка занимает секунды. Экспонирование в CtP флексоформы несколько дольше, но важно не оно, а время последующих операций — многие часы. Если все идет по плану, с этим можно жить. А вот если по какой-то причине надо форму перевывести…

Качество печати. И самое главное мы оставили напоследок. Да, качество флексографской печати за последние десятилетия выросло неимоверно. Но офсет все равно способен обеспечить более высокое качество печати и кардинально более стабильное от тиража к тиражу цветовоспроизведение при печати триадными цветами. Далеко не всегда эта разница в качестве продаваема. Но есть немало случаев, когда — да.

Один из уже упомянутых важных примеров — возможность замены значительной части пантонов на триадные цвета. С экономией на формах, краске, приладке.

Наконец, этикетка и упаковка — это не только печать цветными красками. И здесь у полуротационного офсета не только полный спектр возможностей, имеющихся у флексографии, но больше. Из-за относительно невысокой скорости можно эффективно использовать в линию также не особо быстрые техники, зато обеспечивающие особо привлекательные эффекты — трафарет, плоское горячее тиснение, силкфойл. Во флексо это часто требует отдельного прогона через финишную линию.

Но о не-офсетных возможностях офсетных машин поговорим ниже.

История и современность Wanjie

Hebei Wanjie Machinery Technology — один из ведущих китайских производителей офсетных рулонных машин с широкими возможностями дооснащения, от 350 до 1050 мм шириной. В отличие от ряда конкурентов фокусируется именно на офсете. Машиностроительная корпорация с интеграцией исследований и разработок, производства, продаж и обслуживания. Базируется в Китае, в охватывающей столичный Пекин провинции Hebei (Хэбэй), уезд Yutian (Юйтянь) городского округа Tangshan (Таншань). Wanjie основана в 1999 г. как Yutian Wanjie Полом Ху, на тот момент конструктором-механиком фабрики печатных машин Yutian. Видение основателя, по-прежнему руководящего бизнесом, во многом определяет приоритеты компании, они инженерно-конструкторские и технологические. А коммерческий успех рассматривается как закономерное следствие технологического лидерства.

За прошедшие годы под руководством основателя компания из предприятия с тремя сотрудниками и 100 м2 площадей выросла на несколько порядков, неоднократно расширяла производственные мощности. Введенный в эксплуатацию в 2021 г. комплекс включает в себя производственные цеха площадью 21 000 м2 и офисное здание — 12 000 м2. Компания сообщает о годовых продажах на уровне USD 100 млн и инвестициях в разработки на уровне 8% от прибыли.

Wanjie удостоена званий «Инновационно-ориентированное предприятие провинции Хэбэй», «Высокотехнологичное предприятие провинции Хэбэй», «Надежное предприятие провинции Хэбэй». Компания Hebei Wanjie Machinery Technology официально включена в список третьего совета Пекина. Удостоена статуса демонстрационного предприятия машиностроительных инноваций провинции Хэбэй и Таншань, основанных на науке и технологиях национального уровня. В 2012 г. Wanjie получила сертификат ISO 9001:2008, в 2020 г. — сертификаты системы экологического менеджмента ISO 14001 и системы охраны труда и техники безопасности ISO 45001.

Продуктовый ряд

WJPS 350/450/550

Основа бизнеса Wanjie — линейка узкорулонных полуротационных офсетных машин WJPS 350/450/550. Напомню, в производстве упаковки узким считается рулон шириной примерно до 600 мм, средним — до ~1200 мм и широким — то, что еще шире. Соответственно, машина с шириной 550 мм — узкорулонная. На практике рулон шириной 330 и 450 мм наиболее востребован для производства этикетки. 550 мм, как и более широкорулонные модификации, часто используются для производства упаковки из легкого картона, благо любая машина WJPS может быть оснащена, кроме флексо для нанесения лака, трафаретом и плоской и ротационной фольгой и высечкой. Таким образом на выходе — готовая к отгрузке коробка.

Еще в Китае крайне популярно оснащение рулонных машин (любых!) опциональной рубкой в лист на выходе и конвейером. Возможно использование, к примеру, 8-секционной машины с переворотом после 4-й секции. Такая конфигурация с успехом заменяет листовой перфектор, причем обеспечивает большие возможности и производительность труда. Крайне важное обстоятельство в условиях запредельной китайской ценовой конкуренции.

Технические характеристики современных модификаций WJPS 350/450/550 сведены в таблицу ниже. Но надо всегда помнить о разном подходе европейцев и китайцев к неймингу. Если европейская компания разрабатывает существенную модификацию своего продукта, то он получает уникальное имя, чаще с буквенным индексом. Китайцы практически непрерывно совершенствуют свои машины и редко отмечают это изменениями в названиях. Так, современные WJPS 350/450/550 — это уже 5-е поколение этих машин. При появлении 5-го поколения для различия употреб­лялся индекс D. Сейчас этот индекс снова опускают.

Основные особенности машины. Архитектура машин Wanjie — полный сервопривод. В настоящее время используются как сервоприводы печатных секций изделия компании Yaskawa, Япония (низкоскоростные с большим крутящим моментом). Система приводки также базируется на сервоприводе: как только длина печати будет задана на главном блоке управления, каждая секция автоматически перемещается в заданное положение. Каждая секция управляется индивидуально (используются сервоприводы Panasonic) для поперечной и продольной приводки.

В базовой комплектации приводка ручная, по командам с экрана управления, опционально доступна CCD удаленная приводка без остановки печати.

Секция печати использует усовершенствованную систему подачи краски, повышающую стабильность цветопередачи. Первая в Китае низкоскоростная дифференциальная система подачи воды, эффективно обеспечивающая точный баланс краска-вода и стабильность цвета. Система состоит из 20 красочных валиков с 4 формными валиками и 4 увлажняющими валиками (спиртовое увлажнение). Машина предназначена для печати как на пленке, так и на бумаге.

Система смазки: машина использует автоматическую систему подачи масла для обеспечения точности и срока службы машины.

Управляемая компьютером система автоматической и ручной установки и демонтажа формных пластин сокращает время их смены и повышает уровень безопасности машины (для смены пластин на 6 цветов требуется всего 6 мин.).

Пневматическая система регулирования давления производства компании SMC (Япония) обеспечивает плавную и точную работу машины. Двойной захват обеспечивает подачу бумаги, когда и формная пластина и офсетное полотно полностью восприняли краску, что значительно сокращает потери макулатуры на приладке.

Формный и печатный цилиндры оснащены самым передовым в мире японским двойным четырехрядным коническим трехточечным подвесным подшипником Fujikoshi.

Печатный цилиндр использует четырехрядные японские оригинальные конические роликоподшипники P5, специально предназначенные для печатных машин, с почти нулевыми радиальным зазором и биением, что обеспечивает стабильное давление печати.

В машине используется термостатированное спиртовое увлажнение для обеспечения четкости печати.

WJPS-660 и WJPS-1050

Как видно из названия, это среднерулонные машины. Они предназначены для производства картонной упаковки, прежде всего сигаретной пачки, до 400 г/м2. По конструкции и возможностям подобны узкорулонным машинам. WJPS-660 выпускается серийно, WJPS-1050 впервые была продемонстрирована на выставке China Print 2021 и находится на стадии контролируемых продаж.

Универсальный конвертер

В производстве этикетки и упаковки нанесение красок — лишь полдела. Готовую продукцию чаще всего необходимо облагородить (фольга, выборочный лак), защитить (ламинация, сплошной лак) и вырубить, отделив облой. Если в листовом производстве все это — отдельные машины и их операторы, то в рулонном используется одна машина под управлением одного оператора. Машины Wanjie могут быть оснащены автоматической системой совмещения, автоматической системой регулирования подачи краски, секциями флексографской и высокой печати, секцией нанесения лака и ротационной высечки, что обеспечивает многофункциональность машины и повышает конкурентоспособность на рынке.

Плоская горячая фольга

Итого

За прошедшие годы китайское полиграфическое машиностроение совершило буквально квантовый скачок. Во флексографии, еще пару десятилетий назад маргинальной в Китае технологии, национальный производитель полностью захватил отечественный рынок. В рулонном офсете результаты китайского прогресса еще очевиднее. Преуспев там, где западные производители потерпели крах, китайцы не только работают на огромный отечественный рынок, но и вышли на европейский. Интересы Wanjie здесь представляет расположенная в Мадриде (Испания) компания Wanjie Europe.

Впрочем, для россиян сегодня Китай стал гораздо ближе Европы. Так что приглашаем посетить расположенное недалеко от Пекина производство Hebei Wanjie Machinery Technology.