Papierveredelung der Extraklasse

Printerzeugnisse verändern sich im Zeitalter der Digitalisierung besonders schnell und müssen permanent neue Herausforderungen meistern. Statt früheren Massenprodukten in hohen Auflagen sind immer öfter nahezu personalisierte, auf individuelles Nutzerverhalten zugeschnittene Medien gefragt und deshalb auch spezielle Maschinen zu deren Herstellung. Eine solche Lösung bietet Matti Technology mit seiner hochpräzisen Beschichtungsanlage zur Papierveredelung. Der neue anspruchsvolle „GP Tinter SG-150“ färbt Papier ein- oder doppelseitig, während intelligent eingesetzte Pneumatik für den richtigen Anpressdruck der Walzen, die Ansteuerung der Tintenpumpen und Sicherheitskontrollen sorgt.


„Ihre Vision ist unsere Mission“, heißt es bei der Matti Technology AG in Sulgen, Kanton Thurgau. Kunden mit großen Visionen im Druckbereich, denen das schweizerische Unternehmen mit seinen Maschinen zur Verwirklichung verhilft, gibt es mehr und mehr. Dem gegenüber stehen nur wenige Anbieter weltweit, die solche Lösungen bieten können, weshalb die jüngste Maschine der Baureihe GP Tinter SG-150 auch gleich nach Südafrika geliefert wurde. Der Endanwender ist eine staatliche Behörde, die auf dem Tinter Formulare für verschiedene Anwendungen einfärben wird.
Tinter sind Universalmaschinen zur Beschichtung von Papier mit Schichtdicken im Mikrometerbereich. Sie werden aufgrund des veränderten Nutzerverhaltens mit steigender Nachfrage nach individuellen Medien vermehrt im Digitaldruck eingesetzt, wo sie bereits bekannte Coater bei der Papierveredelung ergänzen. Matti Technology konstruiert und baut solche Tinter, die als Stand-alone-Lösung oder integriert in Digitaldruckanlagen eingesetzt werden können. Je nach Kundenwunsch erfolgen Farbwechsel sowie Wasch- und Reinigungsprozesse automatisch.

Bild 1 Breite Papierrollen von 1540 mm erfordern bei der Beschichtung im Mikrometerbereich eine präzise Druck- verteilung, so dass die vier eingesetzten Farben gleichmäßig aufgetragen werden und sich nicht vermischen.

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Breite Papierrollen von 1540 mm erfordern bei der Beschichtung im Mikrometerbereich eine präzise Druck- verteilung, so dass die vier eingesetzten Farben gleichmäßig aufgetragen werden und sich nicht vermischen.

Geschwindigkeit und Anpressdruck qualitätsentscheidend

Die vor kurzem neu konstruierte kundenspezifische Maschine stellt nicht nur aufgrund ihres Gewichts mit 9 t ein Novum für die Schweizer dar. Das Papier wird in einer Breite von 1540 mm auf eine Geschwindigkeit von 100 m/min beschleunigt und über verschiedene Rollen durch den Tinter geführt.

Der Endanwender färbt Rollenpapier beidseitig mit vier Farben, wobei der Farbwechsel automatisch erfolgt. Die einzelnen Farben müssen in absolut präziser Menge aufgetragen werden und dürfen sich nicht vermischen. Aufgrund der hohen Geschwindigkeit muss das nasse Papier innerhalb einer kurzen Strecke getrocknet werden.

Bild 2  Einem Schweizer Uhrwerk gleich sind die Aventics-Zylinder im Maschineninneren sauber angeordnet. Die Zylinder der Baureihe PRA sorgen für gewünschte Farbdicke und Kontrast, indem sie den Anpressdruck der Walzen regeln.

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Einem Schweizer Uhrwerk gleich sind die Aventics-Zylinder im Maschineninneren sauber angeordnet. Die Zylinder der Baureihe PRA sorgen für gewünschte Farbdicke und Kontrast, indem sie den Anpressdruck der Walzen regeln.


Thomas Amrein, seit Januar 2015 Eigentümer und Geschäftsführer der Matti Technology AG, erläutert die Aufgabenstellung: „Die Geschwindigkeit und der Anpressdruck der Rollen sind ausschlaggebend für die Druck- und damit für die Produktqualität. Eine große Herausforderung besteht jedoch darin, dass gewisse Teile der Beschichtungsanlage aufgrund der vom Kunden eingesetzten alkoholbasierten Farben explosionsgefährdete Bereiche sind, deren Risiken ausgeschlossen werden müssen.“
Matti Technology entschied sich deshalb für den Einsatz von Pneumatik und führte in enger Kooperation mit Aventics zunächst Versuche durch. Zudem war die Abstimmung der Pneumatik auf die Elektrik und Mechanik, die sich bereits in anderen Tintern bewährt haben, eine echte Herausforderung. „Wir mussten deshalb im Laufe der Projektphase noch eine Reihe von Änderungen am System vornehmen, haben aber dank der Kompetenz der Aventics-Mitarbeiter und deren aus- gezeichneter technischer Beratung schnell ein optimales Zusammenspiel aller Technologien verwirklichen können. Bei der Integration der Pneumatik hat uns Aventics einen echten Mehrwert geboten, und wir haben in sehr kurzer Zeit unseren GP Tinter auf den neuesten Stand gebracht“, sagt Sinan Özonar, Projektleiter, über die Zusammenarbeit bezüglich des neuen Steuerungskonzeptes für den GP-Tinter SG-150.

Ventilsystem erfüllt hohe Präzisionsanforderung

Die pneumatischen Komponenten von Aventics bewirken das Anpressen der Walzen, steuern das Pumpen von Tinte und Reinigungsmittel aus insgesamt sieben Behältern und übernehmen Kontrollfunktionen. Im Mittelpunkt der Ventiltechnik steht das an eine übergeordnete SPS angeschlossene Ventilsystem „Advanced Valve AV03“. Das innovative System mit diagonal eingebautem Schieber erfüllt hier die hohen Anforderungen an die Präzision, die für eine korrekte Druckbe- aufschlagung auf die Papierbahn notwendig ist.

Das AV03 steuert neben Zylindern und Pumpen monostabile Axialventile an, um die jeweiligen Kanäle der Farbbehälter zu öffnen beziehungsweise zu schließen. Des Weiteren kommen Absperrventile und Druckregelventile zur Kontrolle des Drucks sowie Drosselventile zur Durchflusskontrolle zum Einsatz.

Bild 3 An das Ventilsystem der Baureihe „Advanced Valve AV03“ werden in der Beschichtungsmaschine hohe Anforderungen gestellt: Sie dienen zur Ansteuerung aller Pneumatikkomponenten, so dass ihre Funktionsfähigkeit und Präzision unmittelbare Auswirkungen auf die Produktqualität hat.

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An das Ventilsystem der Baureihe „Advanced Valve AV03“ werden in der Beschichtungsmaschine hohe Anforderungen gestellt: Sie dienen zur Ansteuerung aller Pneumatikkomponenten, so dass ihre Funktionsfähigkeit und Präzision unmittelbare Auswirkungen auf die Produktqualität hat.


Eine für die Druckqualität entscheidende Rolle übernehmen die zwölf im Tinter eingesetzten Zylinder der Baureihe PRA: Durch geregeltes Anpressen der Walzen gegeneinander werden sowohl Farbdicke als auch Kontrast bestimmt. Aufgrund dieser zentralen Aufgabe kann jeder Zylinder separat angesteuert werden. Die konsequent weiterentwickelten ISO-Profilzylinder überzeugen mit kurzen Zykluszeiten, leisem Lauf dank elastischem Dämpfungselement, optimierter Endlagendämpfung und geringem Gewicht. Das ausgeklügelte Walzensystem ist eine der großen Innovationen von Matti Technology. Durch Anpassung der Rollenkonfiguration können die Tinter unterschiedliche Substrat-Anforderungen, wie Oberflächenspannung, Emulsionszusätze und Viskosität erfüllen, so dass die neue Maschine auch die gewünschten alkoholbasierten Farben optimal aufbringen kann.
Bild 4 Alles unter Kontrolle: Absperrventile der Wartungseinheit AS1 übernehmen die Druckkontrolle auf der Eingangsseite.

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Alles unter Kontrolle: Absperrventile der Wartungseinheit AS1 übernehmen die Druckkontrolle auf der Eingangsseite.

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Seit Januar 2015 ist Thomas Amrein Eigentümer und Geschäftsführer der Matti Technology AG in Sulgen/CH. Der Elektroingenieur und Betriebswirtschaftler freut sich über die enge Zusammenarbeit mit Aventics: „Das umfangreiche Anwendungs-Know-how hat uns bei der Konstruktion und Weiterentwicklung des neuen GP Tinter sehr geholfen.“

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„Die Prozesse beim Kunden zu verstehen, das ist der erste Schritt der Zusammenarbeit“, sagt Hansjoerg Biefer, Sales Engineer bei Aventics in der Schweiz.

Das Pneumatiksystem wird abge- rundet durch leicht programmierbare Drucksensoren PE5, Druckschalter PM1, die bei steigendem beziehungsweise fallendem Druck schalten sowie durch das Verschraubungsprogramm QR1, dessen Steckanschlüsse mit Kunststoff-Löseringen ein schnelles Verbinden beziehungsweise Lösen von Schlauchleitungen erlauben.
Thomas Amrein fasst den Erfolg der gemeinsam mit Aventics durchgeführten Konstruktion zusammen: „Das neue Pneumatiksystem macht es möglich, dass wir die hohen Erwartungen an diese kundenspezifische Beschichtungsanlage optimal erfüllen können. Außerdem können wir das System standardisieren, so dass wir bei unseren Anfragen nach Sondermaschinen schneller eine Lösung finden und bauen können.“

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Kontakte
Aventics GmbH
Ulmer Straße 4
30880 Laatzen
Tel.: 05 11/21 36-0
E-Mail: info@aventics.com
www.aventics.com

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Industriestr. 9
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