Automatisierung in der Flexodruckplatten-Herstellung

Die Corona-Krise hat in der Weltwirtschaft Schockwellen hinterlassen, deren Auswirkungen noch einige Zeit spürbar sein werden. Über das Ausmaß und Details kann man trefflich spekulieren, doch lassen sich bereits einige (Mega-)Trends erkennen. 

Damit ist weit mehr als das Arbeiten im Homeoffice gemeint, das sicherlich in Zukunft zunehmend beansprucht wird. Telework beinhaltet darüber hinaus die Art und Weise der betriebsinternen Kommunikation, als auch die externe Kommunikation mit Kunden und Partnern. Betriebsintern wird die Einhaltung von Abstandsregeln und die Vermeidung von größeren Versammlungen neue Formen der Kommunikation begünstigen. Dienstreisen wurden bislang unter Kosten-/Nutzen-Aspekten betrachtet, die sich hauptsächlich auf Zeitaufwand, Reisekosten und zu erwartendem Geschäftserfolg bezogen. Nun kommt zusätzlich eine Betrachtung der gesundheitlichen Risiken hinzu. Diese betreffen nicht nur den Reisenden, sondern auch die erweiterte Belegschaft, denn wenn eine Corona-Infektion eingeschleppt wird, kann ein weiterer Covid-19-Ausbruch nur durch Betriebsschließungen, persönlicher Quarantäne und damit erheblichen Auswirkungen auf die Mitarbeiter und auch auf die Geschäftsentwicklung unter Kontrolle gehalten werden.

Automatisierung

Selbstverständlich ist dieser Trend nicht neu, die Automatisierung von Geschäftsprozessen durch verbesserte Software ist ein stetiger Trend. Doch insbesondere auf der Ebene von physischen Arbeitsschritten wird die Automatisierung durch die Corona-Pandemie einen neuen Schub erleben. Während in den zurückliegenden wirtschaftlichen Wachstumszeiten Automatisierung häufig bei Kapazitätserweiterungen und damit Neuinvestitionen in Betracht gezogen wurde, geht es nun um Risikominimierung und Wettbewerbsfähigkeit. Dies betrifft nicht nur die reine Kostenoptimierung, sondern auch die Möglichkeit, mit reduziertem Personal den Geschäftsbetrieb aufrecht zu erhalten. Zudem ist bei überwachenden Tätigkeiten die Einhaltung von Sicherheitsabständen einfacher zu gewährleisten als bei manuellen Tätigkeiten, die eine enge räumliche Zusammenarbeit voraussetzen.

Digitalisierung

Auch dieser Trend erfährt einen neuen Schub, und im Zusammenhang mit dem Thema „Automatisierung in der Flexodruckplattenfertigung“ ist mit diesem Begriff die Konvergenz der beiden erst genannten Trends gemeint. Wenn Online-Konferenzen und Telework zur neuen Normalität werden, so sollte eine Online-Kontrolle der Flexoplattenfertigung ebenso dazugehören wie Online-Zugriff auf Produktionsdaten und Online-Unterstützung bei Wartung. Das bedeutet, dass die Automatisierung von einzelnen Plattenfertigungsschritten nicht ausreicht. Die Automatisierung muss zusätzlich auch durch Sensoren überwachbar, extern steuerbar und jederzeit kontrollierbar sein.

Werden sich diese Trends auch in der Flexoplattenfertigung zeigen, und wie kann das in der Praxis aussehen?

Xeikon arbeitet schon seit geraumer Zeit an neuen, visionären Lösungen für die Flexodruckvorstufe. Angefangen mit den hochproduktiven ThermoFlexX Flexoplattenimagern und der neuen Woodpecker nano Oberflächenstrukturierungstechnologie, hat Xeikon Prepress in den letzten Monaten neue Geräte für die Verarbeitung von Flexodruckplatten vorgestellt. Unter dem Namen Catena wurde eine neue Produktlinie eingeführt, die folgende Module für die Verarbeitung von Flexodruckplatten umfasst:

• Catena-E: UV LED-Belichter
• Catena-W: Prozessor für das lösemittelbasierte Auswaschen
• Catena-DL: Trockner-/ Lichtnachbehandler
• Catena-DLS: Trockner-/Lichtnachbehandler-/Stacker-Modul, für die Kombination mit Catena-W

Jedes dieser Module hat einzigartige Eigenschaften, um eine optimale Verarbeitung von Flexoplatten sicherzustellen. Ein intelligentes Design und eine durchdachte Software-Architektur erlauben es zudem, die Module ohne größeren Aufwand in unterschiedlichen Kombinationen zusammenzuschalten. So können die Arbeitsschritte Plattenbebilderung und –belichtung durch die Kombination von ThermoFlexX Imager und Catena-E UV LED-Belichter, die Arbeitsschritte Waschen, Trocknen und Lichtnachbehandlung durch die Kombination Catena-WDLS teilautomatisiert werden.

Solche teilautomatisierten Verarbeitungsgeräte sind im Markt seit längerem von verschiedenen Anbietern bekannt. Sie bedeuten jedoch nicht den Durchbruch in der vollautomatischen Flexoplattenfertigung, oder gar eine Antwort auf die eingangs beschriebenen Herausforderungen.

Xeikon stellt mit dem ThermoFlexX Catena+ System nun erstmals eine durchgängige, vollständig automatisierte Lösung aus einer Hand vor, die eine integrierte Flexoplattenverarbeitung mit höchsten Ansprüchen an Qualität, Zuverlässigkeit und Arbeitssicherheit garantiert.

Produktivität

Alle Arbeitsschritte sind aufeinander abgestimmt. Der komplett neu konstruierte Catena-E UV LED Belichter weist im Allgemeinen die gleiche Produktivität auf wie der ThermoFlexX Imager und der Catena-W Wascher, so dass im Rahmen üblicher Auflösungen und Relieftiefen kaum ein Produktionsstau entsteht. Einmalig auf dem Markt ist die Möglichkeit, alle Plattendicken zu verarbeiten. Somit gibt es nahezu keine Einschränkung bei der Auswahl an digital bebilderbaren Flexodruckplatten.

Variabilität

Wie bereits erwähnt, können nahezu alle am Markt erhältlichen digital bebilderbaren Flexoplatten mit dem Catena System verarbeitet werden. Zudem sind verschiedene Stellen vorgesehen, an denen auch spezielle Plattentypen in die Verarbeitungslinie eingespeist werden können. So ist eine Zuführung nach dem Imager möglich, um ab dem Catena-E Belichter Platten vollautomatisch weiterverarbeiten zu können. Auch nach dem Belichter besteht die Möglichkeit, Platten in den Catena-Wascher einzuführen und so zumindest die Prozessschritte nach dem Waschen automatisiert zu halten. Die seitliche Einführung von Platten hat jedoch einen Nachteil: die nicht mit dem Catena System durchgeführten Prozessschritte werden naturgemäß nicht erfasst und fehlende Verarbeitungsdaten müssen entweder manuell eingepflegt werden oder sind schlicht nicht vorhanden. Doch dazu später mehr.

Qualität

Alle Catena Geräte haben ein robustes Design, zu dem auch der enorme Erfahrungsschatz des Equipment Service Teams von Flint Group Flexographic beigetragen hat. Es werden ausschließlich hochwertige Komponenten verwendet, die eine geringe Verschleißanfälligkeit aufweisen und zudem eine ferngesteuerte Kontrolle und Überwachung ermöglichen. Ebenfalls im Design berücksichtigt ist eine einfache Zugänglichkeit für Wartung, sowie die leichte Austauschbarkeit von Verbrauchsmaterialien wie Filter, UV LEDs, Bürsten etc. Dabei wurden viele neue Detaillösungen gefunden, wie z.B. die Trennung von Transportmechanismus und Plattenauswaschzone im Catena-W, um eine Kontaminierung mit feststoffbeladenem Lösungsmittel zu vermeiden und somit Wartungszyklen zu verlängern.

Arbeitssicherheit

Alle Catena Geräte sind, wie bisher schon die ThermoFlexX Imager, mit redundanten Sicherheits­schaltungen versehen, um bei unvorhergesehenen Ereignissen und Unfällen eine sofortige Abschaltung sowie die Vermeidung von Umweltkontamination sicherzustellen. Dabei werden die Anforderungen des CE-Labels für geprüfte Sicherheit bei weitem überschritten und ein Niveau erreicht, das eine TÜV Zertifizierung prinzipiell möglich macht. Die Erfüllung höchster Sicherheitsstandards ist bei einem vollautomatischen Prozess besonders wichtig, um Überwachungstätigkeiten tatsächlich aus der Ferne durchführen zu können und nicht ständig direkt an der Anlage präsent sein zu müssen.

Automatisierung

Die Verarbeitung einer digitalen Flexoplatte erfolgt durch Auflegen auf den Flextray des ThermoFlexX Imagers. Sobald die Jobdaten bereit stehen, wird die Platte automatisch eingezogen und der Bebilderungsprozess gestartet. Nun kann bereits die nächste Platte auf dem Flextray vorbereitet werden. Nach der Bebilderung wird die Platte automatisch über die Catena-B (Bridge) an den UV LED-Belichter übergeben. Mittels eines Sensor-Systems wird der weitere Weg der Flexoplatte in den Catena Verarbeitungsgeräten verfolgt und alle Verarbeitungsparameter automatisch in einer Datenbank abgelegt. Dabei werden neben vorgegebenen Parametern, wie z.B. Belichtungszeit und Auswaschgeschwindigkeit, auch aktuelle Parameter, wie z.B. UV-Intensität, Temperatur, Feststoffgehalt des Auswaschmittels etc., mit dem jeweiligen Job und Design verknüpft und sind jederzeit wieder abrufbar. Damit wird deutlich, warum die seitliche Einführung von Flexoplatten zwar möglich, jedoch mit weniger Komfort verbunden ist.

Nach dem Catena-E UV LED-Belichter wird die Platte mittels Catena-R (ein Roboterarm) in den Catena-W Lösemittelprozessor überführt. Sensoren stellen sicher, dass die automatische Stanzung parallel zur Plattenkante erfolgt und die Flexoplatte problemlos durch den Wascher transportiert wird. Die Trennung von der Transportleiste erfolgt noch im Wascher. Die Transportleiste verbleibt und zirkuliert ausschließlich im Wascher, so dass ein Eintrocknen von Lösemittelresten auf der Transportleiste verhindert und damit aufwändiges Reinigen überflüssig wird. Anschließend wird die Flexoplatte in eine der zehn vorhandenen Trocknerschubladen überführt und nach dem Ende der Trocknungszeit im Lichtnachbehandler gefinisht. Dazwischen kann die Flexoplatte nach Bedarf im Stacker mit individuellen Ruhezeiten abgekühlt werden. Dank des extrem kompakten Designs hat die vollautomatische ThermoFlexX Catena+- Anlage lediglich eine Gesamtlänge von etwa 13 m.

Vernetzung und Datenaustausch

Die Verarbeitung der vorbereiteten Jobdaten erfolgt über die ThermoFlexX-eigene Steuerungssoftware Multiplate. Dabei können TIFF- und LEN-Daten aus verschiedenen Prepress-Workflows verarbeitet werden. Mittels der ThermoFlexX Woodpecker Software können sowohl TIFF-Dateien mit integrierten Mikrooberflächenstrukturen bebildert werden, als auch Mikrostrukturen in vorhandene TIFF-Dateien eingebettet oder über die Xeikon-proprietäre Woodpecker Nano Technologie ausgegeben werden. Damit sind mit dem Catena-System alle Möglichkeiten gegeben, um digital bebilderbare Flexoplatten für höchste Ansprüche in der Druckqualität zu fertigen.

Durch Integration von Softwaremodulen externer Anbieter, wie z.B. Tectonics von Hybrid Software, in Multiplate ist sichergestellt, dass eine effiziente Nutzung der Flexoplatten durch optimale Anordnung von Jobdaten auf einer Platte erfolgt und zusätzlich durch die integrierte Steuerung von Schneidplottern eine Vermeidung von Abfall auf höchstem Niveau möglich ist. Ebenfalls in Kooperation mit Hybrid Software wurde das Catena Cockpit entwickelt, das eine übergeordnete Planung der Arbeitsabläufe inklusive vielfältige Integrationsmöglichkeiten über standardisierte API’s in externe ERP- und MIS-Systeme sicher stellt.

Eine vollautomatische Plattenverarbeitung setzt eine hohe Verfügbarkeit der für die einzelnen Verarbeitungsschritte genutzten Geräte voraus. Zu diesem Zweck sind die Funktionen aller Catena-Module extern zugänglich, um durch Aufschaltung von Servicetechnikern eine sofortige Fehleranalyse und -behebung durchführen zu können. Allerhöchsten Ansprüchen und neuester Technologie entspricht die zusammen mit unserem Kooperationspartner Schneider Electric entwickelte Möglichkeit, sich durch Verwendung einer VR-Brille mit einem virtuellen Schnitt durch die Module eventuelle Fehler optisch aufzeigen zu lassen. Unterstützt durch Videos oder auch die direkte Verbindung mit Servicetechnikern ist es dadurch möglich, auch komplexere Wartungen direkt und unmittelbar durchzuführen.

Die Einspeisung von Daten in eine Datenbank ermöglicht Xeikon Prepress zudem die AI-gestützte Analyse von Maschinendaten aller Installationen weltweit. Somit lassen sich minimale Abweichungen von der Norm in Echtzeit finden, analysieren und entsprechende vorausschauende Serviceaktivitäten vor Ort initiieren. Die Datenanalyse lässt sich zudem zur Steuerung von Produktionsprozessen und damit zur Einführung eines effizienten oder zur Weiterentwicklung eines bestehenden Produktionsmanagements nutzen. Diese neuen Servicemöglichkeiten sind unter der Marke Catena ProServX zusammengefasst.

Die engen strategischen Partnerschaften mit Hybrid Software und Schneider Electric stellen sicher, dass den Anwendern der Catena-Verarbeitungsgeräte auch zukünftig die neuesten web-basierten Netzwerk- und Datenbanktechnologien zur Verfügung stehen werden.

Resümee

Xeikon Prepress bietet somit als erstes Unternehmen eine komplette, vollautomatische Flexoplattenverarbeitungslinie aus einer Hand an. Nach mehrjähriger Entwicklungszeit sind wir stolz, unsere ThermoFlexX Catena-Systemlösung einem breiten Publikum präsentieren zu dürfen. Allerdings ruft der Zeitpunkt der Veröffentlichung auch zwiespältige Gefühle hervor: Zum einen sind wir uns des schwierigen Umfelds durch die Corona-Pandemie bewusst, die neben unsicheren Geschäftsaussichten auch persönliche Schicksale durch Covid-19 Erkrankungen sowie durch die wirtschaftlichen Folgen der Pandemie hervorgerufen hat.

Wir hätten auch gerne die erstmalige Präsentation live auf der Drupa vor Fachpublikum vorgenommen. Zum anderen sind wir uns jedoch sicher, dass die ThermoFlexX Catena Produktlinie in Kombination mit den erweiterten Servicemöglichkeiten und der bekannt hohen Qualität von Flint Group Flexoplatten eine Antwort auf die eingangs erwähnten zukünftigen Herausforderungen liefert, sei es bei Planungen für einen Neustart nach der Corona-Krise unter modifizierten Bedingungen, Planungen für Effizienzsteigerungen, oder auch die Entwicklung neuer Geschäftsmodelle durch die umfassende Softwareintegration. Somit beweist die Flint Group einmal mehr, dass sie nicht nur ein führender Anbieter im Verpackungsdruck, sondern insbesondere dank der engen Zusammenarbeit der Divisionen Xeikon und Flexographic auch der Innovationstreiber in der Flexodruckvorstufe ist.