基于Pro/E的自動(dòng)絲網(wǎng)印花機(jī)烘干裝置設(shè)計(jì)

王健偉

基于Pro/E的自動(dòng)絲網(wǎng)印花機(jī)烘干裝置設(shè)計(jì)

王健偉

（武漢紡織大學(xué) 機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院，湖北 武漢 430073）

在目前研究和分析絲網(wǎng)印花機(jī)的文獻(xiàn)中，主要研究自動(dòng)絲網(wǎng)印花機(jī)及其定位裝置和運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，而對(duì)印花設(shè)備的烘干裝置研究分析較少。本文介紹了絲網(wǎng)印花機(jī)的工藝流程及烘干裝置的工作特點(diǎn)，提出一種新型的自動(dòng)烘干裝置。

絲網(wǎng)印花；新型裝置；疊放；持續(xù)烘干

絲網(wǎng)印刷是指用絲網(wǎng)作為版基，并通過感光制版方法，制成帶有圖文的絲網(wǎng)印版稱為“絲網(wǎng)印”，絲網(wǎng)印技術(shù)在紡織印染行業(yè)則稱之為絲網(wǎng)印花[1]。作為一種傳統(tǒng)的印刷形式，絲網(wǎng)印花有色彩鮮艷、價(jià)格便宜、批量大、保存期長以及交貨快等優(yōu)勢(shì)[2]，實(shí)用性強(qiáng)并延伸到各個(gè)領(lǐng)域。

絲網(wǎng)印花的基本原理是通過一定的印刷壓力將油墨通過印版轉(zhuǎn)移到承印物上形成圖像或文字。利用特色材質(zhì)的絲網(wǎng)制成花版，印花時(shí)花版覆于織物上，并在花版上加印花色漿，色漿在刮刀的多次擠壓的作用下透過網(wǎng)孔印到織物上，從而使織物獲得想要的文字或圖像[2-3]。絲網(wǎng)印花常用的工藝流程為：圖案設(shè)計(jì)→底版制作→感光膠涂網(wǎng)→曬版→顯影→干燥→修版→印刷→干燥→成品檢查[4]，可分為軟件排版、印刷和烘干三個(gè)階段。在制版及印刷完成后，印好的織物必須經(jīng)過烘干才能達(dá)到固色目的，對(duì)于特殊的印花工藝，需反復(fù)通過烘箱進(jìn)行烘烤[5]，使得印好的織物的油墨快速干燥，以提高印刷效率，達(dá)到印刷效果。

1 常用絲網(wǎng)印花烘干裝置

1.1 絲網(wǎng)印花烘干裝置特點(diǎn)

紡織品的絲網(wǎng)印花工藝中，印后加工處理十分重要，即印好的產(chǎn)品必須經(jīng)過烘干裝置進(jìn)行干燥。烘干的目的主要有[2]：第一，確保色澤牢度，通過高溫進(jìn)行固色，使染料與紡織纖維結(jié)合；第二，為了防止搭色，為印另一面準(zhǔn)備條件；第三，使得印好織物的油墨快速干燥，提高印刷效果和工作效率。烘干裝置的基本要求有：①智能調(diào)控，工作過程中，能無級(jí)調(diào)整烘干溫度和時(shí)間，避免使織物變形、過分干燥，從而影響印花效果；②滿足油墨干燥要求，且不能改變油墨的性能和顏色；③節(jié)能降耗，確保熱能的利用率高、擴(kuò)散少；④安全生產(chǎn)，烘干裝置工作時(shí)應(yīng)能很快進(jìn)入工作狀態(tài)，停止時(shí)能立即終止工作。

1.2 常用絲網(wǎng)印花烘干裝置

絲網(wǎng)印花品的干燥方法大致可以分為[6]：自然晾干、熱風(fēng)吹干和高溫烘干。絲網(wǎng)印花是服裝印花的主要手段之一，早在上世紀(jì)90年代，我國就開始從西方發(fā)達(dá)國家進(jìn)口烘干機(jī)。隨著科技的快速發(fā)展，以及人們生活水品、生活質(zhì)量的逐步提高，絲網(wǎng)印花的干燥技術(shù)要求也隨之不斷提升。常用烘干裝置在結(jié)構(gòu)上一般為封閉或半封閉的烘干箱，且兩端各有一個(gè)進(jìn)出口，利用高溫對(duì)織物進(jìn)行近距離直接烘烤[7-8]，如圖1所示。

圖1 常用烘干裝置

盡管這些常用印花設(shè)備能夠滿足市場(chǎng)需求，但是其烘干裝置存在以下缺點(diǎn)：第一，烘干裝置與印刷設(shè)備分離，設(shè)備操作者往往需要把承印物移動(dòng)到加熱烘箱中，其移動(dòng)過程會(huì)因漿料的流動(dòng)、灰塵顆粒的污染等因素，影響絲印質(zhì)量。第二，烘干比較單一，不能進(jìn)行分色分層烘烤；第三，能耗大且利用率低，近90%的熱能散發(fā)到大氣中[9]，影響工作環(huán)境、污染大；第四，采用大功率的快速烘干（閃烘）方式，溫度控制誤差大，極易將布料烤黃。第五，干燥速度過快，容易造成印花網(wǎng)孔結(jié)膜，堵塞網(wǎng)孔，為后續(xù)印花增加難度。

2 新型自動(dòng)烘干裝置

2.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)

印花烘干過程直接決定了印花產(chǎn)品的質(zhì)量，不同的布料和漿料要選擇不同的烘干工藝：烘干溫度和烘干時(shí)間[9]。為適應(yīng)市場(chǎng)需求，確?？椢镉凶銐虻暮娓蓵r(shí)間、滿足烘干要求、達(dá)到干燥效果，特設(shè)計(jì)出一種疊放式持續(xù)烘干裝置。如圖2所示，是在Pro/E三維仿真軟件下設(shè)計(jì)的自動(dòng)絲網(wǎng)印花機(jī)，該設(shè)備的烘干裝置與印花設(shè)備裝置相連，織物印好后直接被送進(jìn)烘箱進(jìn)行烘干，其烘箱呈封閉狀態(tài)，分Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)部分，每一側(cè)最多可以放置6塊臺(tái)板，整個(gè)烘箱可以安置12塊臺(tái)板。放有織物的臺(tái)板沿著導(dǎo)軌進(jìn)入烘箱后，先沿著烘箱的第Ⅰ部從下往上運(yùn)動(dòng)至烘箱頂端，被推向第Ⅱ部分后，再從上往下運(yùn)動(dòng)至烘箱底部并回到軌道。

圖2 疊放式持續(xù)烘干裝置Pro/E三維建模

2.2 運(yùn)動(dòng)分析

放有印好的織物臺(tái)板在烘箱內(nèi)的運(yùn)動(dòng)[10]，主要依靠鏈條和烘箱托板的實(shí)現(xiàn)，如圖3所示。烘箱每側(cè)都有兩對(duì)鏈條，鏈條上固定多塊烘箱托板，鏈條在Ⅰ、Ⅱ兩部分分別做從下往上和從上往下的運(yùn)動(dòng)，速度大小相等、方向相反。烘箱Ⅰ、Ⅱ兩部分鏈條的動(dòng)力由一個(gè)獨(dú)立的電機(jī)提供，可根據(jù)實(shí)際來調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)速度，確保臺(tái)板在烘箱內(nèi)有足夠的干燥時(shí)間。鏈條的運(yùn)動(dòng)速度大小相等、方向相反，由三個(gè)圓錐齒輪來控制實(shí)現(xiàn)，如圖4所示。三個(gè)圓錐齒輪完全相同，其中主動(dòng)輪1跟電機(jī)的傳動(dòng)軸相連，從動(dòng)輪2和3分別控制烘箱兩側(cè)的運(yùn)動(dòng)軸。當(dāng)電機(jī)帶動(dòng)主動(dòng)輪1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)輪2和從動(dòng)輪3兩者運(yùn)動(dòng)角速度相等、方向相反，從而達(dá)到運(yùn)動(dòng)目的。

（1）臺(tái)板，（2）烘箱托板，（3）導(dǎo)軌，（4）頂升機(jī)構(gòu)

（1）鏈條,（2）烘烤托板，（3）臺(tái)板

（1）主動(dòng)圓錐齒輪，（2）從動(dòng)齒輪，（3）從動(dòng)齒輪

導(dǎo)軌沿水平方向做間歇性往復(fù)運(yùn)動(dòng)，每次運(yùn)動(dòng)距離相等。印刷完成后，導(dǎo)軌向左運(yùn)動(dòng)將固定在其上面的臺(tái)板運(yùn)送入烘箱第Ⅰ部分后，導(dǎo)軌停止、頂升裝置運(yùn)動(dòng)并將臺(tái)板頂起。隨后頂升裝置停止、烘箱托板運(yùn)動(dòng)并將臺(tái)板托起，而導(dǎo)軌反向運(yùn)動(dòng)返回到原位。臺(tái)板與導(dǎo)軌、烘箱托板、頂升機(jī)構(gòu)位置結(jié)構(gòu)如圖5所示。

3 結(jié)語

隨著我國紡織品市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，絲網(wǎng)印花技術(shù)逐漸被人們所重視。本文設(shè)計(jì)的新型自動(dòng)烘干裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、密封性好，能大大提高熱能的利用率，且能適應(yīng)不同批量、不同花型的印花生產(chǎn)要求，根據(jù)布料、漿料選擇適合的干燥工藝，做到既不損傷布料且能達(dá)到烘干要求，對(duì)今后自動(dòng)絲網(wǎng)印花設(shè)備的研究具有借鑒意義。

[1] 施仲生．絲網(wǎng)印刷與絲網(wǎng)印花初探[J]. 黑龍江科技信息，2003，(5)：59．

[2] 邱璟，張?zhí)O，杜慶華．絲網(wǎng)印花在針織服裝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]．針織工業(yè)，2007,（10）：23－25．

[3] 侯松岳．絲網(wǎng)印花工藝在紡織品中的應(yīng)用研究[J]. 網(wǎng)印工業(yè)，2013, (2): 35-37.

[4] 但?。赑ro/Engineer建模的新型絲網(wǎng)印花裝置分析[J]. 應(yīng)用技術(shù)，2013,（6）：29-30.

[5] 蘇薇薇．絲網(wǎng)印花生產(chǎn)要點(diǎn)[J]. 印染助劑，2016,（9）：1-4.

[6] 李懷貴．印花工藝問答[J]. 絲網(wǎng)印刷，2010, （1）：59.

[7] 李其相．成就高品質(zhì)印花的關(guān)鍵設(shè)備——燃?xì)馐綗犸L(fēng)循環(huán)隧道烘干機(jī)[J]．絲網(wǎng)印刷，2009,（10）：26-27.

[8] 梅順齊，等. 服裝自動(dòng)絲網(wǎng)印花設(shè)備的現(xiàn)狀與關(guān)鍵技術(shù)[J]．絲網(wǎng)印刷，2013,（1）：23-26.

[9] 廣州市藍(lán)坊紡織設(shè)備有限公司. 影響服裝印花干燥過程的幾個(gè)關(guān)鍵因素[J]．網(wǎng)印工業(yè)，2014,（6）：44-46.

[10]王健偉．基于分段式傳動(dòng)的自動(dòng)絲網(wǎng)印花機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]．武漢：武漢紡織大學(xué)，2013．

The Design of Automatic Screen Printing Machine Drying Device based on Pro/E

WANG Jian-wei

（School of mechanical engineering and automation, Wuhan Textile University, Wuhan Hubei 430073, China）

In the current literature of screen printing machine, mainly studies research and analysis the automatic screen printing machine or its positioning device and the motion control system. But there is little research about the drying of printing equipment device. Therefore,this paper introduces the technological process of screen printing machine and the working characteristics of drying device, and lead to a new type of automatic drying device.

Screen printing；New device；Stack up；Continuous drying

王健偉（1986-），男，助教，碩士，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化.

TS194.38

A

2095－414X(2019)04－0007－03