CƠ SỞ LÝ THUY Ế T CÔNG NGH Ệ IN OFFSET
ĐẶC ĐIỂM IN OFFSET
Trong các phương pháp in phổ biến, in offset nổi bật với khuôn in phẳng, nơi phần tử in và phần tử không in nằm trên cùng một mặt phẳng Điều này tạo ra nhiều ưu điểm cho in offset so với in typo và in lõm (in ống đồng), giúp cải thiện chất lượng và hiệu quả in ấn.
Khuôn in offset có đặc điểm nổi bật là sự khác biệt về tính chất hóa lý giữa phần tử in và phần tử không in, với phần tử in bắt mực và không bắt nước, trong khi phần tử không in bắt nước và không bắt mực Việc chế tạo khuôn in offset hoàn toàn chỉ bắt mực hoặc chỉ bắt nước là rất khó khăn, do đó, quá trình in cần phải điều chỉnh để đạt được sự cân bằng mực và nước tối ưu Nước, được coi là dung dịch ẩm, cần được chà lên khuôn trước khi chà mực Để khắc phục nhược điểm này, công nghệ bản in offset khô đã ra đời, giúp giảm bớt khó khăn trong việc điều chỉnh cân bằng mực và nước, mặc dù quy trình chế tạo bản in offset khô vẫn rất phức tạp.
In offset là một phương pháp in gián tiếp, trong đó mực được truyền từ bản in sang tấm cao su offset trước khi in lên giấy Điều này cho phép in trên nhiều loại giấy với định lượng nhỏ hơn, đồng thời tăng độ bền của bản in và lô máy in, dẫn đến tốc độ in nhanh hơn và nâng cao năng suất lao động Tuy nhiên, việc sử dụng lớp cao su trung gian cũng tạo ra hạn chế về lượng mực truyền sang giấy, khiến độ dày lớp mực khó tăng lên Nếu cố gắng tăng độ dày mực quá mức, có thể dẫn đến hiện tượng nhòe và bẹt mực ra ngoài vùng in.
Hiện tượng bít T'ram trong in offset dẫn đến việc phục chế các bản ấn phẩm màu không đạt chất lượng như in lõm và in cao Tuy nhiên, công nghệ chế tạo khuôn in offset hiện nay đã trở nên đơn giản và nhanh chóng hơn nhiều so với in lõm và in cao, nhờ vào ứng dụng công nghệ máy tính và các thành tựu tin học Điều này giúp quy trình chế tạo khuôn in offset diễn ra nhanh chóng mà vẫn đảm bảo chất lượng Công nghệ in offset cũng rất nhạy cảm với sự phát triển của khoa học, đặc biệt trong lĩnh vực công nghệ in, cho phép áp dụng nhanh chóng các thành tựu mới, từ đó phát triển mạnh mẽ và trở thành lựa chọn lý tưởng cho việc in tạp chí, báo hàng ngày và các loại ấn phẩm trên máy in cuốn với tốc độ cao.
THIẾT BỊ IN OFFSET
1 2.1 Cấu tạo cơ bản máy in offset
Máy in offset tờ rời bao gồm các bộ phận chính như bộ phận cung cấp giấy, nhiều đơn vị in, thiết bị trung chuyển giấy, bộ phận ra giấy và bàn điều khiển Mỗi đơn vị in có ba trục chính cùng hệ thống làm ẩm và chà mực lên khuôn in Ống bản là trục kim loại, nơi phần tử in bắt mực và phần tử không in bắt nước Ống cao su mang tấm cao su offset, được cấu tạo từ lớp vải bọc cao su tổng hợp, giúp truyền hình ảnh từ khuôn in lên bề mặt vật liệu in.
Hình 1.1 Cấu tạo máy in offset tờ rời
Ống ép là một trục quay liên tục tiếp xúc với ống cao su, có nhiệm vụ chuyển giấy và các vật liệu in khác Hệ thống làm ẩm bao gồm các lô làm ẩm sử dụng dung dịch chứa phụ gia như axit, gôm arabic, cồn isopropyl và các tác nhân làm ẩm khác.
Hệ thống cấp mực là một phần quan trọng trong quy trình in ấn, bao gồm các lô chà mực cho bản in Ngoài các đơn vị in, máy in offset, dù là một màu hay nhiều màu, còn được trang bị thêm nhiều bộ phận thiết yếu khác để đảm bảo chất lượng in ấn tốt nhất.
Bộ phận nạp giấy: làm nhiệm vụ hút giấy và các vật liệu in khác từ bàn cung cấp giấy lên và đưa xuống đơn vị in đầu tiên
Các bộ phận trung chuyển: (thông thường là các trục ống có nhíp kẹp giấy): có khả năng vận chuyển giấy đi qua máy in
Bộ phận ra giấy: là bộ phận nhận giấy ra và vỗ giấy đều thành cây giấy trên bàn ra giấy
Hệ thống làm ẩm trong in offset tờ rời sử dụng dung dịch làm ẩm gốc nước để làm ướt bề mặt khuôn in trước khi mực được chà lên Dung dịch này giúp giữ cho các phần tử không in trên khuôn luôn ẩm, ngăn chặn việc mực bám vào những khu vực không mong muốn Quá trình này được thực hiện trên toàn bộ bản in để đảm bảo chất lượng sản phẩm in ấn.
Các phần tử không in trên khuôn được tạo ra bằng cách hút bám một lớp mỏng gôm arabic, tạo nên tính ưa nước (hydrophilic), trong khi các phần tử in lại có tính đẩy nước (hydrophobic) Nước có thể được sử dụng để làm ẩm bản in, và một số máy in offset tờ rời có thể chỉ sử dụng nước cho các ấn phẩm số lượng ít Tuy nhiên, lớp đẩy mực này sẽ dần bị lột ra khi khuôn in tiếp tục hoạt động, và các hóa chất trong dung dịch làm ẩm sẽ bổ sung thêm độ đẩy mực cho lớp này.
Hệ thống truyền mực trong máy in offset tờ rời thực hiện bốn chức năng cơ bản: dẫn mực từ lô máng mực đến khuôn in, tách lớp mực dày thành lớp mỏng đồng đều trên các lô truyền, chà mực lên các phần tử in trên bản, và loại bỏ mực in tái lập trên lô chà từ các công việc in trước đó.
Máng mực: chứa mực in cần cung cấp trong quá trình in
Lô chấm là một lô trong hệ thống cấp mực, có chức năng truyền luân phiên tiếp xúc giữa lô máng mực và lô đầu tiên Thông thường, lô chấm được xác định là lô tán trong hệ thống cấp mực.
Lô tán và lô sàn là các bộ phận chuyển động được thiết kế với bánh răng và dây, cho phép chúng không chỉ quay tròn mà còn di chuyển qua lại theo phương ngang dọc theo trục ống từ trái sang phải.
Máng mực là một phần quan trọng trong quá trình in, bao gồm hai thành bên, dao gạt và lô máng mực, có nhiệm vụ chà dàn mỏng lớp mực in lên các lô và xóa các lớp mực in cũ Các lô trung gian, nằm giữa lô truyền và lô chà, chuyển động nhờ sự tiếp xúc với các lô khác và có vai trò định lượng mực cho quá trình in Chúng thường được gọi là lô định lượng khi tiếp xúc với hai lô khác, hoặc lô dằn khi chà với một lô như lô tán.
Các lô chà bản in: gồm 3 - 4 lô chà bản thường có đường kính khác nhau, tiếp xúc và chà mực lên bản in
Phương pháp in Offset là một kỹ thuật in phẳng và gián tiếp, trong đó bản in được phủ một lớp cảm quang có tính háo mực Khi bị chiếu sáng, phần tử không in sẽ bị rửa trôi, để lộ lớp đế, trong khi phần tử in giữ lại hình ảnh Hình ảnh trên bản in là hình ảnh thuận, được truyền qua ống cao su trước khi in lên vật liệu Các phần tử in có tính háo mực và đẩy nước, trong khi phần tử không in có tính háo nước và đẩy mực Nguyên lý này dựa trên sự khác biệt về sức căng bề mặt giữa dung dịch cấp ẩm và mực in đối với các phần tử in và không in.
Phương pháp Zisman chỉ ra rằng để một chất lỏng có thể che phủ bề mặt chất rắn, sức căng bề mặt của chất lỏng đó phải thấp hơn sức căng bề mặt của chất rắn Do đó, dung dịch cấp ẩm cần có sức căng bề mặt thấp hơn phần tử không in, trong khi mực in phải có sức căng bề mặt thấp hơn phần tử in Mực in Offset, với tính chất gốc dầu và kỵ nước, trải qua quy trình in ấn đặc biệt Đầu tiên, bản in Offset được lô chà nước, khiến phần tử in đẩy nước và phần tử không in hấp thụ nước Tiếp theo, bản in sẽ được lô chà mực, trong đó phần tử in nhận mực và phần tử không in (đã nhận nước) sẽ đẩy mực ra Cuối cùng, mực sẽ bám chắc trên phần tử in của bản in Offset gắn trên ống bản.
8 truyền qua ống cao su Ống cao su nhận mực rồi truyền lên giấy thông qua lực ép in của ống ép
Sơ đồ quy trình thiết, chế bản
Vật tư Chuẩn bị in Bản in
Sơ đồ quy trình in
S ơ đồ quy trình gia công sau in
Tờ in ruột Đếm, dỗ, kiểm tra tờ in
Pha cắt tờ in Đếm, dỗ, kiểm tra tờ bìa
1 2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng in
Các vấn đề ảnh hưởng đến quá trình in bao gồm:
Giấy in đóng vai trò quan trọng trong việc ảnh hưởng đến màu sắc và khả năng phục chế của bài mẫu Việc lựa chọn loại vật liệu phù hợp và hiểu rõ các thông số kỹ thuật của giấy sẽ giúp kiểm soát quá trình in ấn một cách hiệu quả hơn.
Chất lượng in ấn phụ thuộc vào loại mực được sử dụng, vì vậy việc kiểm soát các đặc tính của mực như loại mực, độ nhớt và nhiệt độ là rất quan trọng Điều này giúp đảm bảo khả năng tái tạo mẫu in một cách chính xác và hiệu quả trong quá trình in.
Việc chọn loại cao su phù hợp là rất quan trọng, vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình truyền mực, khả năng chịu nén và chất lượng bề mặt cao su, từ đó quyết định chất lượng của tờ in.
Bản in tái tạo không chính xác có thể dẫn đến sản phẩm không đạt yêu cầu, do đó, việc kiểm soát chất lượng bản in là rất quan trọng để đảm bảo khả năng tái tạo T’ram và phát hiện lỗi trong quá trình in.
Kiểm tra đánh giá chất lượng tờ in
Nhiều yếu tố biến đổi có thể gây ra sự khác biệt giữa tờ in thử và tờ in thật, cũng như giữa các tờ in trong cùng một lần in và giữa các lần in khác nhau.
Sau khi in, các thông số cần kiểm tra về tờ in như:
Độ dày lớp mực (Density)
Gia tăng tầng thứ (Tone value increase)
Cân bằng xám (Gray Balance)
Để đảm bảo việc kiểm tra các thông số tờ in một cách chính xác, việc sử dụng các thiết bị hỗ trợ là cần thiết trong quá trình kiểm tra.
Thông tin Thông số Độ dày bản: 0.3mm Độ dày cao su: 1.75mm
3 Ống ép A.Chiều cao của bản phía trên gờ ống
B Chiều cao của gờ ống bản
Chiều cao của bản cộng tờ lót:
Với độ dày bản là: 0.3mm
Độ dày lớp lót bản là:
C Chiều cao của cao su phía dưới gờ
D Chiều cao của gờ ống cao su
Chiều cao của cao su cộng với tờ lót: D - C = 3,5 – 0,05 = 3,45mm
Với độ dày cao su là: 1,75mm
Độ dày lớp lót cao su là: 3,45 -1,75
= 1,7mm Độ lún tại vùng ép in: 0,15 – 0,05 = 0,1mm
1.3.1 C ác thông số đánh giá chất lượng tờ in a Mật độ vùng tông nguyên (solid ink densities)
Kiểm soát độ dày lớp mực là yếu tố quan trọng để đảm bảo khả năng truyền mực lên tờ in, giúp tránh lỗi in không đủ hoặc thiếu độ dày, từ đó cải thiện chất lượng bản in Đánh giá sự truyền mực ổn định và kiểm soát độ dày lớp mực trên toàn bộ tờ in trong quá trình in là cần thiết Việc so sánh độ dày lớp mực trên tờ in với độ dày lớp mực chuẩn sẽ giúp đạt được màu sắc chính xác Người thợ in cần điều chỉnh độ dày lớp mực để hình ảnh in giống với bài mẫu.
Theo tiêu chuẩn GRACol 7, mật độ tông nguyên chuẩn cho 4 màu CMYK đo được trên tờ in (đã trừ nền giấy) được khuyến cáo như sau:
Paper/ Substrate Grades #1 & #2 gloss/dull coated
Việc xác định độ dày lớp mực giúp thợ in nhận biết xem sản phẩm in có đủ hay thiếu lượng mực cần thiết cho tờ in.
Việc đánh giá lỗi trong quá trình in giúp xác định và định lượng các thông số cần thiết, từ đó đảm bảo các lần tái bản sau có thể đạt được chất lượng in giống như lần đầu Một yếu tố quan trọng trong quy trình này là gia tăng tầng thứ (tone value increase), góp phần cải thiện độ chính xác và đồng nhất của sản phẩm in.
Gia tăng tầng thứ là sự khác biệt giữa giá trị tông T’ram trên khuôn in và giá trị tông T’ram tờ in, và hiện tượng này là không thể tránh khỏi trong quá trình in ấn Đánh giá mức độ gia tăng tầng thứ ở vùng trung gian cho thấy hạt T’ram thay đổi kích thước cả về mặt vật lý và quang học Ngoài ra, gia tăng tầng thứ cũng tỉ lệ thuận với độ phân giải T’ram, ảnh hưởng đến chất lượng in cuối cùng.
Các yếu tố ảnh hưởng đến gia tăng tầng thứ:
Duy trì mức gia tăng tầng thứ ổn định trong quá trình in là yếu tố quan trọng giúp đảm bảo sự đồng đều màu sắc giữa các tờ in.
Theo tiêu chuẩn GRACol 7, giá trị GTTT ở vùng trung gian (vùng 50%) được chấp nhận tốt nhất là:
Paper/ Substrate Grades #1 & #2 gloss/dull coated
Gia tăng tầng thứ ở vùng trung gian giữa 4 màu CMYK không được lớn hơn 4% đới với offset tờ rời
Mục tiêu của việc chuẩn hóa quá trình in là duy trì giá trị gia tăng tầng thứ ổn định Để đảm bảo in đúng màu như lần đầu, người thợ in cần theo dõi và đo lường giá trị gia tăng tầng thứ, đồng thời giữ cho nó ổn định trong suốt quá trình in và cho các lần tái bản sau trong khoảng dung sai cho phép Độ tương phản in cũng là yếu tố quan trọng cần được chú ý.
Để đạt được độ tương phản cao nhất trên một tờ in, cần sử dụng các tông nguyên với mật độ mực cao và duy trì sự ổn định ở vùng tông T’ram Độ tương phản sẽ tăng lên khi mật độ mực được cải thiện Nó được xác định bằng mối quan hệ giữa mật độ in ở vùng 75% và mật độ vùng tông nguyên Ngoài ra, độ tương phản in rất nhạy cảm với các yếu tố như áp lực in, sự lăn ép, loại cao su, tờ lót, độ ẩm và chất lượng mực in.
Giá trị độ tương phản không giống như gia tăng tầng thứ, mà phụ thuộc chủ yếu vào sự gia tăng mật độ của tông nền, do đó nó được coi là một biến số quan trọng trong quá trình chuẩn hóa.
Theo tiêu chuẩn GRACol 7, độ tương phản in trung bình tại vùng trung gian được khuyến cáo trong quá trình kiểm soát theo bảng số liệu sau
Paper/ Substrate Grades #1 & #2 gloss/dull coated
Độ tương phản cao (trên 30+) giúp hình ảnh có chiều sâu và tái tạo màu sắc tốt hơn Để đánh giá mức độ tương phản của bản in, người thợ in cần sử dụng thiết bị đo màu Điều này cho phép họ kiểm soát hiệu quả chất lượng in ấn, đảm bảo màu sắc được thể hiện chính xác.
Để đảm bảo lớp mực in bám chắc lên lớp mực in trước, việc xác định thứ tự chồng màu chính xác là rất quan trọng Thông thường, thứ tự chồng màu được xác định dựa trên độ nhớt, độ che phủ và giá trị tương phản của mực in.
Khi in chồng 4 màu, thứ tự màu Cyan – Magenta – Yellow - Black được chấp nhận là tiêu chuẩn, đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh độ nhớt của mực in Đối với hình ảnh T’ram và nét thông thường, màu T’ram được in trước, sau đó là màu nét có độ phủ mực cao Thứ tự in còn phụ thuộc vào độ thấu minh của mực Trong trường hợp in ướt chồng khô hoặc sử dụng mực UV với hệ thống sấy, mực sẽ khô trước khi in lớp tiếp theo, do đó, thợ in không cần phải quan tâm đến thứ tự màu in.
Hình ảnh mô tả sự khác biệt khi in chồng màu thứ tự lớp mực in, độ dày lớp mực khác nhau sẽ tạo ra màu sắc khác nhau:
Xác định thứ tự chồng màu chính xác là rất quan trọng để đảm bảo màu sắc in ra đúng như mong muốn Nếu thứ tự chồng màu không chính xác, lớp mực in sau có thể tách lớp mực in trước ra khỏi giấy hoặc không bám dính lên lớp mực in trước, dẫn đến màu sắc in ra không giống như yêu cầu Do đó, thợ in cần chú ý đến việc xác định thứ tự chồng màu để đạt được kết quả in ấn tốt nhất Cân bằng xám cũng là một yếu tố quan trọng trong quá trình này.
Khi các lớp mực in được chồng lên nhau đúng cách, chúng sẽ tạo ra màu xám trung tính Ngược lại, nếu các lớp mực không được truyền chính xác, màu xám trong hình ảnh sẽ bị biến đổi sang một tông màu khác.
Cân bằng xám thực chất cũng là cân bằng màu vì việc truyền tông màu không chính xác, mắt người rất nhạy với những vùng tông xám
Thiết bị kiểm tra đánh giá chất lượng tờ in
Các thiết bị đánh giá kiểm tra toàn bộ tờ in trong quá trình sản xuất
Thiết bị này được sử dụng để kiểm tra nhanh các vấn đề liên quan đến chồng màu và màu sắc của tờ in Với độ phóng đại khoảng 60 lần, nó đảm bảo người dùng có thể quan sát rõ ràng các yếu tố chồng màu, tram và màu sắc của sản phẩm in.
Số hiệu NO 9595 Độ phóng đại 60x
Màu sắc Bạc Đèn trợ sáng 2 đèn LED - 1 đèn UV thiết kế cần gạt
Tính năng Soi phóng to vật thể 60x, điều chỉnh được hướng soi
Hình 1.10 Ốc chồng màu trên tờ in
Hình 1.11 Kính soi T’ ram No.9595
Thiết bị quét màu tự động là giải pháp hiệu quả giúp thiết lập nhanh chóng thông số mực, giảm thời gian canh bài và hao phí nguyên vật liệu, đồng thời ổn định quá trình in ấn Thiết bị này cho phép đo và hiển thị thông tin của thang màu ColorBar, từ đó xác định các thông số cơ bản của bài in một cách chính xác.
Density, cân bằng xám, độ chồng màu (trapping), Gia tăng tầng thứ, Độ tương phản in chỉ với một lần quét duy nhất
Cho phép lưu giữ các thông số của bài mẫu mà khách hàng đã đồng ý, giúp đảm bảo tờ in giống với bài mẫu Đồng thời, các thông số này có thể được sử dụng lại trong các lần tái bản sau.
Phù hợp với các tiêu chuẩn ISO/G7
Thiết bị sử dụng: Máy quét màu tự động IntelliTrax
Hình dạng đo 0/45 per ISO Điều khiển kích cỡ quét 40” (1016 mm)
Tốc độ quét 160mm/sec
Phạm vi quét của tia laser nhỏ nhất 3 x 3,2mm
Mật độ quang học lặp lại Black density +/- 0,02D @ 1,5D Mật độ quang học (độ chính xác) +/- 0,02D at 1,5D
Quang phổ lặp lại 0,20 dEab on white tile
Phạm vi mật độ quang học 0 – 2,5D
Phạm vi quang phổ 400nm - 700nm
Phạm vi phản xạ 0 - 150% Reflectance
Trạng thái density E / T / I / A / G Độ dày giấy Max: 762mm
Hình 1.12 Máy quét màu tự động IntelliTrax
Các thiết bị đo màu giúp phục chế màu sắc dựa trên ba thành phần màu hoặc phổ phản xạ ánh sáng nhìn thấy Chúng cho phép kiểm soát độ chính xác trong việc phục chế màu, quản lý màu sắc và thực hiện hiệu chỉnh màu một cách hiệu quả.
Hiệu chuẩn và kiểm tra thiết bị qua hệ thống mạng
Kết hợp với nhiều công nghệ in đặc biệt
Hỗ trợ đo với nhiều nguồn ánh sáng với nhiều chế độ thể hiện ánh sáng khác nhau
Hình dạng đo Tiêu chuẩn ISO 13655, JPMA, G7, và PSO
Bộ phân tích phổ: DRS spectra engine
Thang phổ: 400 nm – 700 nm với bước tăng 10 mm
Khe quang đo: 1,5 mm, 2 mm, 4 mm hoặc 6 mm
Hệ quang Hình thái đo đạc: 45°/0°, theo tiêu chuẩn ISO 5-
4:2009 (E) Nguồn sáng: Đèn Tungsten khí (phát quang loại A) và UV LED
Cổng dữ liệu: USB 2.0; Nguồn điện: 100-240VAC 50/60Hz,
Kích thước: H: 7,6 cm,W: 7,8 cm, L: 18 cm; Khối lương: 16 lbs (0,7 kg)
Hình1.13 Thiết bị đo màu eXact Standard
LÝ THUYẾ T CHUNG MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM 2 MỨC
Mục đích của việc xây dựng mô hình thực nghiệm
Cho phép tối ưu hóa số thực nghiệm
Tìm ra giá trị tối ưu của hàm Để xác lập mô tả thống kê ta thực hiện 5 bước như sau:
Xác định cấu trúc hệ
Xác định hàm toán mô tả hệ
Xác định các thông số của mô hình mô tả
Kiểm tra tính tương hợp của các mô tả đó và cải tiến nếu cần
Số các yếu tố độ lập tối đa ảnh hưởng lên hệ xác định theo công thức:
FDK: Bậc tự do điều khiển
FH: Bậc tự do hình học của hệ
Người nghiên cứu có thể lựa chọn k yếu tố ảnh hưởng đến hàm mục tiêu y hoặc nhiều hàm mục tiêu Ŷq, với hàm mục tiêu ở đây là kích thước hạt pigment phân tán nhỏ nhất.
Bước 2: Xác định cấu trúc hệ:
Hệ là một hộp đen (một phần tử mà chủ thể không rõ cấu trúc và tính chất bên trong) được mô tả như hình sau: yn y1 x k x
Hình 2 1 Mô hình hệ cần nghiên cứu
Bước 3: Xác định hàm toán mô tả hệ
Các hàm toán mô tả hệ thống là những hàm nhiều biến dưới dạng y = ϕ(x1, x2, , xk), được phân tích thành dãy Taylor, tương ứng với hàm hồi quy lý thuyết: yq = β0 + ∑(𝑘𝑗=1 𝛽𝑗𝑥𝑗) + ∑(𝑘𝑗,j=1 𝛽𝑗𝑗𝑥𝑗𝑥𝑗) + ∑(𝑘𝑗=1 𝛽𝑗𝑗𝑥𝑗²) + ∀q = (1;n) Để xác định các hệ số hồi quy lý thuyết β0, βj, βju, βjj, cần phải có vô hạn số thực nghiệm Tuy nhiên, trong thực tế, số liệu thực nghiệm là hữu hạn, dẫn đến chỉ có thể xác định các hệ số hồi quy thực nghiệm (thông số của mô hình thống kê) như b0, bj, bju, bjj Do đó, hàm toán mô tả hệ thống trở thành hàm hồi quy thực nghiệm: Ŷq = b0 + ∑(𝑘𝑗=1 𝑏𝑗𝑥𝑗).
Phương trình (2*) là mô hình tổng quát trong thống kê, dùng để mô tả đối tượng nghiên cứu Nếu chưa có đủ thông tin để xác định rằng vùng nghiên cứu là vùng dừng, mô hình không nên bao gồm các hệ số bình phương bjj và hệ số phi tuyến bậc cao Do đó, mô hình thống kê tuyến tính được biểu diễn dưới dạng: Ŷq = b0 + ∑ 𝑘𝑘 𝑗𝑗=1 𝑏𝑏 𝑗𝑗 𝑥𝑥 𝑗𝑗 + ∑ 𝑘𝑘 𝑗𝑗,𝑗𝑗=1 𝑏𝑏 𝑗𝑗𝑗𝑗 𝑥𝑥 𝑗𝑗 𝑥𝑥 𝑗𝑗 (3*).
Bước 4: Xác định các thông số của mô hình thống kê
Xác định các hệ số hồi quy (các thông số) từ N thực nghiệm theo công thức (số thực nghiệm N phải lớn hơn số hệ số): bj = ∑ 𝑥𝑥 𝑗𝑗𝑗𝑗 𝑦𝑦 𝑗𝑗
∑ 𝑁𝑁 𝑗𝑗−1 𝑥𝑥 𝑗𝑗𝑗𝑗 2 𝑥𝑥 𝑢𝑢𝑗𝑗 2 ∀j,u=(0;k ),j≠u (5*) Trong trường hợp kế hoạch bậc một hai mức tối ưu, công thức (4*) và (5*) sẽ trở thành các công thức: bj= 1
𝑁𝑁∑ 𝑥𝑥 𝑁𝑁 𝑗𝑗=1 𝑗𝑗𝑗𝑗 𝑥𝑥 𝑗𝑗𝑗𝑗 𝑦𝑦 𝑗𝑗 ∀j,u =(0;k ),j≠u (7*) Trong đó: k: Số yếu tố ảnh hưởng; N: Số thí nghiệm
Hai công thức (4*) và (5*) xuất phát từđiều kiện: Φ= ∑𝑁𝑁 (𝑦𝑦𝑗𝑗
Nếu ta chuyển đổi từ biến thực sang biến mã hóa theo công thức:
∆zj : Đơn vị thay đổi hoặc khoảng thay đổi theo trục zj Điểm với tọa độ 𝑧𝑧 1 0 ,𝑧𝑧 2 0 , … ,𝑧𝑧 𝑘𝑘 0 gọi là tâm của kế hoạch hay là mức cơ sở
Từ hệ tọa độ z1, z2, , zk chuyển sang hệ tọa độ mới không thứ nguyên x1, x2, , xk theo công thức: x j =
Hệ số bất kỳ của phương trình hồi quy bj được xác định theo công thức (6*) Để kiểm tra tính tương hợp của các hệ số bj, áp dụng công thức tbj ≥ tp,f2 (10*), trong đó tbj là chuẩn số Student của hệ số bj, được tính theo công thức tbj = ⃒𝑏𝑏 𝑗𝑗 ⃒.
𝑆𝑆 𝑏𝑏𝑗𝑗 (11*) Giá trị độ lệch tiêu chuẩn Sbj của phân bố bj được xác định theo công thức:
𝑆𝑆𝐿𝐿𝐿𝐿 2 : Phương sai lặp được xác định theo công thức:
𝑚𝑚−1 (13*) y0a: Giá trị của hàm mục tiêu ở thực nghiệm thứ a tại tâm kế hoạch; m: Số thí nghiệm ở tâm; y tb 0: giá trị trung bình của hàm mục tiêu ở tâm y tb 0 = 1
∑ 𝑥𝑥 𝑗𝑗𝑗𝑗 2 : Tổng các số hạng bình phương của véctơ cột xj của ma trận thực nghiệm, với kế hoạch bậc một hai mức tối ưu ∑xji 2 = N
Các kế hoạch bậc một được sử dụng đều mang tính trực giao, do đó cần loại bỏ các hệ số hồi quy không có ý nghĩa Phương trình hồi quy tuyến tính, hay còn gọi là mô hình thống kê tuyến tính, chỉ nên bao gồm các hệ số có ý nghĩa để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả của phân tích.
Bước 5: Kiểm tra tính tương hợp của mô hình và cải tiến mô hình
Tính tương hợp của mô hình thống kê được kiểm tra theo công thức sau:
F - chuẩn số Fisher được xác định theo công thức:
𝑆𝑆 𝑑𝑑ư 2 : Phương sai dư tính theo công thức:
𝑁𝑁−𝑙𝑙 (17*) yi , Ŷi: giá trị thực nghiệm và giá trị tính toán của hàm mục tiêu l - số hệ số có nghĩa trong phương trình hồi quy
Fp,f1,f2 : Giá trị tra bảng của chuẩn số Fisher ở mức có nghĩa p, bậc tự do dư f1, bậc tự do lặp f2
Nếu công thức (15*) được thỏa mãn, mô hình thống kê hoặc hàm hồi quy sẽ phù hợp với thực nghiệm Ngược lại, cần cải tiến mô hình bằng cách sử dụng hàm hồi quy bậc hai, tức là mô hình thống kê phi tuyến bậc hai.
Nếu điều kiện (15*) được thỏa mãn, điều này cho thấy mô hình đã đạt được sự tương hợp Khi đó, chúng ta có thể xây dựng sơ đồ thuật toán và chương trình toán học nhằm tìm kiếm các cực trị của mô hình đã xác định.
Xây dựng mô hình quy hoạch thực nghiệm bậc một hai mức tối ưu
Mục đích của việc xây dựng mô hình thư cho phép tối thiểu hóa số thực nghiệm cần thiết
Kế hoạch hóa theo phương pháp kế hoạch 2 mức tối ưu bậc 1:
Khi kế hoạch hóa thực nghiệm, các điều kiện thí nghiệm là số các mức xác định đối với mỗi yếu tố
Kế hoạch 2 k trong thực nghiệm được áp dụng khi thực hiện các thí nghiệm ở hai mức tương ứng với hai giá trị của các yếu tố Số tổ hợp từ hai mức của k yếu tố được tính bằng công thức N = 2 k, cho phép tổ chức thực nghiệm một cách hiệu quả và có hệ thống.
Mức của yếu tố xác định giới hạn của khu vực nghiên cứu dựa trên các thông số công nghệ đã được chỉ định, được lựa chọn thông qua các thí nghiệm thăm dò trong khảo sát sơ bộ.
MỤC ĐÍCH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨ U
Mục đích
Khảo sát này tập trung vào việc đánh giá ảnh hưởng của ba yếu tố chính: áp lực, nồng độ cồn trong dung dịch ẩm và tốc độ in đến độ ổn định màu sắc của tờ in trong quá trình sản xuất Việc hiểu rõ sự tác động của các thông số này sẽ giúp cải thiện chất lượng in ấn và nâng cao hiệu suất sản xuất.
Để đạt được độ ổn định màu sắc cao nhất trong một hệ thống in cụ thể, cần xác định các giá trị tối ưu của áp lực in, nồng độ cồn trong dung dịch ẩm và tốc độ in.
Phương pháp nghiên cứu
Để đạt được mục tiêu nghiên cứu và giảm thiểu số thí nghiệm, luận văn áp dụng mô hình thực nghiệm tối ưu hóa 2 mức bậc 1, dựa trên cơ sở lý thuyết chung được trình bày trong chương 2.
Bảng 3.1 Yếu tố khảo sát
STT Yếu tố khảo sát (Z) Giá trị mục tiêu
- Độ đồng đều màu trong in sản lượng
- Giá trị đo là ∆E (chênh lệch màu sắc)
2 Nồng độ cồn dung dịch ẩm (%)
3 Tốc độ máy (tờ in/ giờ)
∆z3= 𝑧𝑧 3 𝑚𝑚𝑎𝑎𝑚𝑚 −𝑧𝑧 2 3 𝑚𝑚𝑗𝑗𝑚𝑚 Điểm với tọa độ z1 0, z2 0, z3 0 là tâm của ma trận thí nghiệm hay gọi là mức cơ sở
Mã hóa các biến theo công thức: xj = 𝑧𝑧 𝑗𝑗 −𝑧𝑧 𝑗𝑗 0
3.2.2 Số thí nghiệm, ma trận thí nghiệm
Xác định số yếu tố: x (khảo sát)
3 yếu tố khảo sát: (x1; x2; x3); k số yếu tố = 3 x: là biến ảo trong ma trận z: biến thực trong thí nghiệm khảo sát
Quy hoạch thí nghiệm: 2 k = 2 3 = 8 thí nghiệm và 3 thí nghiệm trung tâm ŷ : Là hàm mục tiêu độ lệch mật độ màu trong in sản lượng ∆D
Số thí nghiệm cần thực hiện là 8, được tính bằng cách lấy 2 mũ 3 Ma trận thực nghiệm của kế hoạch toàn phần 2 mức tối ưu của mô hình (19*) được thể hiện trong bảng 3.2.
Bảng 3.2 Ma trận thí nghiệm theo biến mã hóa
Giá trị biến mã hóa Hàm mục tiêu y x 0 x 1 x 2 x 3 x 1 x 2 x 1 x 3 x 2 x 3 x 1 x 2 x 3 Giá trịđo
Tìm các hệ số bj trong mô hình:
Ta có hàm toán mô tả thí nghiệm sẽ là hàm hồi quy thực nghiệm như sau: ŷ= b0+b1x1+b2x2+b3x3+b12x1x2+b13x1x3+b23x2x3+b123x1x2x3 (19*)
Các giá trị của hệ số bj trong mô hình được tính theo công thức sau: bj = 1
Bảng 3.3 Các giá trị của b j trong mô hình được tính bởi công thức (6*) b 0 b 1 b 2 b 3 b 12 b 13 b 23 b 123
Hàm toán mô tả hệ sẽ là hàm hồi quy thực nghiệm như sau: y
Ta tính các hệ số b0, b1, b2, b3 … của phương trình hồi quy (19*): b0 = (1/N) (x0y1 + x0y2 + x0y3 + x0y4 + x0y5 + x0y6 + x0y7 + x0y8) b1 = (1/N) (x1y1 + x1y2 + x1y3 + x1y4 + x1y5 + x1y6 + x1y7 + x1y8) b2 = (1/N) (x2y1 + x2y2 + x2y3 + x2y4 + x2y5 + x2y6 + x2y7 + x2y8) b3 = (1/N) (x3y1 + x3y2 + x3y3 + x3y4 + x3y5 + x3y6 + x3y7 + x3y8)
3.2.4 Ki ểm tra tính tương hợp của các hệ số b j trong mô hình
Kiểm tra tính tương hợp của các hệ số trong mô hình theo công thức: tbj
≥ tp,f2 (10*) trong đó tbj là chuẩn số Student của hệ số bj, được xác định theo công thức: tbj = ⃒𝑏𝑏 𝑗𝑗 ⃒
Với m: Số thí nghiệm lắp tại tâm kế hoạch Độ lệch chuẩn của phân bố bj: Sbj= � 𝑆𝑆 𝐿𝐿𝐿𝐿 2
Từ bảng phụ lục “giá trị các chuẩn số student”, chọn khoảng tin cậy là 95% với mức có nghĩa p = 0,05 và bậc tự do lặp f2 = 2 ta có t0,05:2 = 2,92
Như vậy hệ số bj chỉ có nghĩa khi:
3.2.5 Kiểm tra tính tương hợp của mô hình
Các giá trị ŷ được tính theo phương trình hồi quy (20*):
Bảng 3.4 Giá trị ŷ i được tính theo phương trình hồi quy (20*)
Phương sai dư được tính theo công thức:
Giá trị của chuẩn số Fisher: : F = 𝑆𝑆 𝑆𝑆 𝑑𝑑ư 2
3.2.6 Chuyển đổi giá trị từ biến mã hóa sang biến thực ŷ 1 ŷ 2 ŷ 3 ŷ 4 ŷ 5 ŷ 6 ŷ 7 ŷ 8
Đánh giá sự ảnh hưởng của các biến thực, bao gồm các thông số công nghệ, là cần thiết để xác định kích thước hạt pigment phân tán Việc này giúp tính toán và đề xuất các giá trị tối ưu cho các thông số thực.
Trong quá trình phân tán mực in gốc nước, các giá trị khác nhau của ba thông số công nghệ z1, z2, z3 sẽ dẫn đến các giá trị biến mã hóa x1, x2, x3 tương ứng Mối quan hệ giữa các thông số này được thể hiện qua công thức xj = zj - z0j.
3 2.7 Tìm giá trị tối ưu
Từ phương trình (21*), chúng ta sẽ tính giá trị tối ưu của hàm mục tiêu ŷ theo các biến thực z1, z2, z3, với giá trị tối ưu ở đây là giá trị cực tiểu của ŷ Để tìm giá trị tối ưu cho mô hình, phương pháp tối ưu hóa kiểu lưới sẽ được áp dụng Phương pháp này có ưu điểm là tính toán nhanh chóng và cho sai số chấp nhận được trong kỹ thuật, đặc biệt là với các bài toán ít biến số.
Quá trình thực hiện
Quá trình thực hiện theo 3 bước:
Bước 1: Khảo sát sơ bộxác định giá trị cận biên của các yếu tố khảo sát
Quá trình khảo sát được thực hiện dựa trên nguyên tắc thí nghiệm tâm, trong đó các yếu tố khảo sát được thay đổi giá trị khác nhau trong mỗi thí nghiệm, trong khi các yếu tố còn lại được giữ nguyên Đồng thời, quá trình in cũng được thực hiện ở chế độ khảo sát nhằm kiểm tra chất lượng hình ảnh in.
Bảng 3.5 Thông số thí nghiệm tâm
STT Thông số Giá trị
2 Nồng độ cồn trong dung dịch ẩm 13%
STT Thông số Giá trị
- Máy in offset tờ rời 4 màu
Để lựa chọn vùng giá trị khảo sát cho từng yếu tố, pH của dung dịch ẩm cần đạt mức 5.0 Các tiêu chí đánh giá chất lượng tờ in sẽ được xem xét kỹ lưỡng để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong quá trình đánh giá.
- Đạt độ đậm và đồng đều màu ở các vùng tông nguyên
- Các điểm in t’ram không bị vỡ, biến dạng hoặc gia tăng diện tích (gia tăng tầng thứ) quá lớn
Bước 2: Xây dựng mô hình thực nghiệm và tiến hành thí nghiệm
Các thông số khảo sát: Z1- Áp lực in, Z2 – nồng độ cồn, Z3 – tốc độ in Khoảng khảo sát (kết quả khảo sát sơ bộ
Bảng 3.6 Thông số 8 thí nghiệm
Thí nghiệm Áp lực in (mm)
Tốc độ in (tờ/giờ) Delta E
Thí nghiệm Áp lực in (mm)
Tốc độ in (tờ/giờ) Delta E
* Thiết bị và vật tư sử dụng
Hình 3.1 Máy in 4 màu Heidelberg Speedmaster CD102 sản xuất năm 2018
Hình 3.3 Máy đo phổ màu X-Rite DTP22 Color Digital Swatchbook Spectrophotometer
Thang kiểm tra màu được bố trí ngang từ trái qua phải trên tờ in nhằm kiểm tra màu in, được thiết kế cho phần mềm SignaStation 9.0 trong quy trình chế bản với dữ liệu đã tách màu Công cụ này đảm bảo chất lượng chế bản CTP và in khi sử dụng hệ thống máy của Heidelberg, bằng cách đặt dải kiểm tra bản in CTP cho từng mẫu khuôn in ngoài vùng chỉ thị giấy in trong quá trình bình trang điện tử.
Dải kiểm tra bản CTP của Heidelberg hỗ trợ kiểm tra 4 màu cơ bản có ký hiệu như thông thường: Cyan-C, Magenta-M, Yellow-Y, Black-K
Các ô t , ram số 20, 40, 50, 60, 80, 100 là các trị số tram (%) của các ô tram dạng kỹ thuật số được Heidelberg thiết kế dùng trong các chu trình chế bản điện tử
Hình 3.4 Dung dịch làm ẩm: cồn công nghiệp
Hình 3.5 Thang kiểm tra màu trên tờ in
Khi dùng thiết bị đo màu ta sẽ đo vào các thang kiểm tra 4 màu cơ bản C,
M, Y, K với trị số t , ram là 100% cho từng màu in
* Vận hành máy in theo quy trình vận hành máy in offset a Chuẩn bị bản in
Trước khi tiến hành in, cần kiểm tra và đối chiếu bản in, giấy và mực in với kế hoạch thí nghiệm để đảm bảo tính chính xác Việc kiểm tra này là một phần quan trọng trong quá trình chuẩn bị trước khi in Sau đó, tiến hành lắp bản in để sẵn sàng cho quy trình in ấn.
Để lắp bản in tự động cho máy in kích thước 72 x 102 cm với bản in kích thước 80 x 103 cm, người thợ in cần đưa bản in đúng màu vào các đơn vị in Quá trình này sẽ giúp lắp bản vào các ống bản của máy in một cách chính xác và hiệu quả.
Máy in 4 màu Heidelberg Speedmaster CD102, sản xuất năm 2018, được trang bị hệ thống tự động hóa cho quy trình in ấn Việc sử dụng chính xác thiết bị đục lỗ trên bản in liên quan đến các mức độ tự động chồng màu của các cụm in: xanh, đỏ, vàng và đen Quy trình căn chỉnh và in được thực hiện một cách hiệu quả để đảm bảo chất lượng sản phẩm.
Máy in 4 màu Heidelberg Speedmaster CD102 được điều khiển trung tâm qua màn hình cảm ứng CP2000, cho phép điều chỉnh vị trí linh hoạt Thiết kế này giúp người sử dụng dễ dàng thiết lập các thông số vận hành như áp lực, nồng độ cồn và vận tốc máy, tối ưu hóa quy trình in và nâng cao hiệu quả sử dụng.
Sau khi hoàn tất việc căn chỉnh 4 màu của bản in và đảm bảo chất lượng đạt yêu cầu như độ đậm màu và sự đồng đều về màu sắc, chúng ta sẽ tiến hành in sản lượng Đồng thời, việc lấy mẫu để đo đạc và đánh giá chất lượng in cũng sẽ được thực hiện.
Tất cả 11 thí nghiệm trong ma trận được thực hiện tương tự
Bước 4: Quá trình lấy mẫu là một bước quan trọng trong việc đánh giá độ ổn định màu sắc trong in ấn Để thực hiện, các mẫu đo được lấy từ 5 tờ in ngẫu nhiên trong mỗi thí nghiệm, với mỗi mẫu cách nhau khoảng 100 lượt in.
Phân tích kết quả
3.4.1 Phương pháp đánh giá độ đồng đều màu bằng Delta E
Hệ màu CIE L*a*b* được phát triển dựa trên khả năng cảm nhận màu sắc của mắt người, với các giá trị Lab mô tả tất cả các màu mà mắt người bình thường có thể nhìn thấy Mô hình màu Lab được coi là độc lập với thiết bị và thường được sử dụng làm cơ sở tham chiếu khi chuyển đổi màu sắc giữa các không gian màu khác nhau.
Kênh L (Lightness-Luminance) có trục thẳng đứng, thể hiện độ sáng của màu từ 0 (Đen) đến 100 (Trắng) Kênh này chỉ cung cấp thông tin về độ sáng mà không chứa giá trị màu sắc.
- Kênh “a”: Có các giá trị màu từ Green (xanh lá) (-) cho tới Red (Đỏ) (+)
- Kênh “b”: Có các giá trị màu từ Blue (xanh dương) (-) tới Yellow (Vàng) (+)
• △L có giá trị càng lớn ý nói màu trên mẫu nghiêng về màu trắng
• △L có giá trị càng bé ý nói màu trên mẫu nghiêng về màu đen
• △a có giá trị càng lớn ý nói màu trên mẫu nghiêng về màu đỏ
• △a có giá trị càng bé ý nói màu trên mẫu nghiêng về màu xanh
• △b có giá trị càng lớn ý nói màu trên mẫu nghiêng về màu vàng
• △b có giá trị càng bé ý nói màu trên mẫu nghiêng về màu xanh
Kiểm soát màu mục tiêu có thể được bổ sung với việc sử dụng các hệ thống khoảng màu CIE L*a*b hoặc CIE L*c*h Phương trình về độ khác biệt màu
Hình 3.6 Màu LAB được biểu diễn bằng 3 kênh kết hợp
CIE: Delta E*ab là một tiêu chuẩn quan trọng trong các thiết bị đo màu, giúp thiết lập dung sai màu hiệu quả Giá trị Delta E*ab được tính toán dựa trên dữ liệu thu thập từ các mẫu giới hạn, đảm bảo độ chính xác trong việc đo lường màu sắc.
3.4.2 Phương pháp đo và xử lý số liệu
Dụng cụ đo: thiết bị đo màu quang phổ X-Rite DTP22 Color Digital
Để đo delta E, cần xác định các giá trị màu La, a, b tại vùng màu tông nguyên (1 màu, tông 100%) trên mỗi tờ in Tờ in đầu tiên sẽ được dùng làm chuẩn (Tờ ký bông) Sự sai lệch màu Delta E của 4 tờ in ngẫu nhiên tiếp theo so với tờ in đầu được coi là độ lệch màu trong sản xuất in Quá trình đo và tính toán Delta E cũng được thực hiện tương tự cho 4 màu C, M, Y, K.
Giá trị độ lệch màu trong mỗi thí nghiệm (giá trị hàm mục tiêu) được tính trung bình cho 4 tờ in sản lượng và 4 màu (16 giá trị)
Hình 3.7 Dùng thiết bị đo mật đo màu trên tờ in
KẾ T QU Ả NGHIÊN C Ứ U
Khoảng giá trị khảo sát của 3 yếu tố
Bảng 4.1 trình bày kết quả khảo sát sơ bộ về các yếu tố ảnh hưởng đến việc xác định khoảng làm việc tối ưu nhằm đạt được mật độ màu và giá trị tầng thứ phù hợp với yêu cầu sản phẩm.
Nồng độ cồn trong DD làm ẩm (%)
Mật độ màu (D) % tông T’ram
1 0,08 13 9.500 Màu nhạt Hạt T’ram không rõ
2 0,09 13 9.500 Màu tương đối đậm Hạt T’ram tương đối rõ
3 0,10 13 9.500 Màu đều, đủ đậm Hạt T’ram rõ nét
4 0,12 13 9.500 Màu đều, đủ đậm Hạt T’ram rõ nét
5 0,13 13 9.500 Màu đều, đủ đậm Hạt T’ram rõ nét
6 0,15 13 9.500 Màu đậm Hạt T’ram đậm, rõ
Nhận xét: Dựa vào bảng trên áp lực khảo sát từ khoảng: 0,09 mm đến 0,15 mm
Bảng 4.2 trình bày kết quả khảo sát sơ bộ về nồng độ cồn trong dung dịch ẩm, nhằm xác định khoảng làm việc tối ưu để đạt được mật độ màu và giá trị tầng thứ phù hợp với yêu cầu sản phẩm.
Nồng độ cồn trong DD làm ẩm
Tốc độ in (tờ/giờ)
Mật độ màu (D) % tông T’ram
1 0,10 11,0 9.500 Đậm màu Phần tử in bị bít (váng bẩn)
2 0,10 12,0 9.500 Đậm màu Phần tử in không có hiện tượng bít
3 0,10 13,0 9.500 Đậm màu Phần tử in không có hiện tượng bít
5 0,10 14,0 9.500 Đậm màu Phần tử in không có hiện tượng bít
6 0,10 15,0 9.500 Nhạt màu Bộ phận pha dung dịch làm ẩm báo lỗi
Cao hơn 15% máy in sẽ dừng (do bơm nước dung dịch ẩm lên máng dừng không hoạt động)
Cao hơn 15% máy in sẽ dừng (do bơm nước dung dịch ẩm lên máng dừng không hoạt động)
Nhận xét: Dựa vào bảng trên nồng độ cồn trong dung dịch ẩm khảo sát từ khoảng: 12% đến 14%
Bảng 4.3 trình bày kết quả khảo sát sơ bộ về yếu tố tốc độ in, nhằm xác định khoảng làm việc tối ưu để đạt được mật độ màu và giá trị tầng thứ phù hợp với yêu cầu sản phẩm.
Nồng độ cồn trong DD làm ẩm (%)
Tốc độ in (tờ/giờ)
Mật độ màu (D) % tông T’ram
1 0,10 13 7.000 Màu không đều Điểm t’ram không rõ
2 0,10 13 8.000 Màu đậm Điểm t’ram rõ nét
3 0,10 13 9.000 Màu đậm Điểm t’ram rõ nét
4 0,10 13 9.500 Màu đậm Điểm t’ram rõ nét
5 0,10 13 11.000 Màu đậm Điểm t’ram rõ nét
6 0,10 13 12.000 Màu nhạt Điểm t’ram không rõ
Nhận xét: Dựa vào bảng trên tốc độ in khảo sát từ khoảng: 8.000 tờ/giờ đến 11.000 tờ/giờ
Kết quả khảo sát sơ bộ cho thấy ba thông số chính: áp lực, nồng độ cồn trong dung dịch ẩm và tốc độ in, có ảnh hưởng quan trọng đến khoảng làm việc Những yếu tố này giúp xác định mật độ màu và giá trị tầng thứ cần thiết để đáp ứng yêu cầu sản phẩm.
STT YẾU TỐ KHẢO SÁT
Thấp nhất (Min) Cao nhất (Max)
Màu đậm, đồng đều, hạt tram rõ nét Màu đậm, đồng đều, hạt tram rõ nét
2 Nồng độ cồn trong dung dịch làm ẩm
Màu đậm, đồng đều, hạt tram rõ nét Màu đậm, đồng đều, hạt tram rõ nét
Màu đậm, đồng đều, hạt tram rõ nét Màu đậm, đồng đều, hạt tram rõ nét
Bảng 4.5 Các giá trị Z 1 - Z 3 min và max
STT Yếu tố khảo sát (Z) Z min Z tb Z max
2 Z 2 Nồng độ cồn dd ẩm (%) 12 13 14
3 Z 3 Tốc độ máy (tờ in/giờ) 8.000 9.500 11.000
4.2 Kết quả nghiên cứu mô hình thực nghiệm
Theo bảng 4.5 ta tính được: ΔZ1 = (Z1max – Z1min)/2 = (0,15 – 0,09)/2= 0,03 ΔZ2 = (Z2max – Z2min)/2= (14 –12 )/2 = 1 ΔZ3 = (Z3max – Z3min)/2= (11.000 – 8.000)/2 = 1.500
X1 : là biến mã hóa áp lực
X2 : là biến mã hóa nồng độ cồn trong dung dịch ẩm
X3 : là biến mã hóa tăng vận tốc in y: là hàm toán mô tả hàm mục tiêu
Bảng ma trận thí nghiệm
Bảng 4.6 Bảng ma trận thí nghiệm
Giá trị biến thực Hàm mục tiêu y
Z3 Tốc độ (tờ/giờ) Giá trị đo
Bảng 4.7 Bảng ma trận kết quả thí nghiệm (Xem chi tiết trong Phụ lục)
STT Giá trị biến mã hóa Hàm mục tiêu y x0 x1 x2 x3 x1x2 x1x3 x2x3 x1x2x3 Giá trị đo
Hàm toán mô tả hệ sẽ là hàm hồi quy thực nghiệm như sau: y
Ta tính các hệ số b0, b1, b2, b3 … của phương trình hồi quy b0 = (1/N) (x0y1 + x0y2 + x0y3 + x0y4+ x0y5 + x0y6 + x0y7 + x0y8)
Tính tương tự, ta có: b2 = 1/8 (- 5,5 – 4,1 + 9,8 + 7,5 -7,1 - 5,5 + 5,2 + 5,7 ) = 0,76 b3 = 1/8 ( - 5,5 – 4,1 – 9,8 – 7,5 + 7,1 + 5,5 + 5,2 + 5,7 ) = - 0,43 b12 = 1/8 ( 5,5 – 4,1 – 9,8 + 7,5 + 7,1 – 5,5 – 5,2 + 5,7 ) = 0,15 b13 = 1/8 ( 5,5 – 4,1 + 9,8 – 7,5 – 7,1 + 5,5 – 5,2 + 5,7 ) = 0,33 b23 = 1/8 ( 5,5 + 4,1 – 9,8 – 7,5 – 7,1 – 5,5 + 5,2 + 5,7 ) = - 1,17 b123 = 1/8 (- 5,5 + 4,1 + 9,8 – 7,5 + 7,1 – 5,5 – 5,2 + 5,7 ) = 0,38
Sau khi thay thế các giá trị của xji và yi trong bảng ma trận kế hoạch, kết quả thực nghiệm được tính toán bằng Excel, ta thu được các giá trị bj như sau:
Bảng 4.8 Các giá trị của b j trong mô hình được tính bởi công thức (6*) b 0 b 1 b 2 b 3 b 12 b 13 b 23 b 123
Tiến hành 3 thực nghiệm của tâm kế hoạch thực nghiệm x1 = 0; x2 = 0; x3 = 0; nghĩa là (các tâm kế hoạch: Zj 0 = (j=1 , 3) )
Ta có: Zj 0 = (Z1min + Z1max)/2 = 0,1; tương tự tính được: Z2 0 = 0,13; Z3 0 = 9.500
Vậy ta có giá trị sau: y 1 0 y 0 2 y 0 3
Kiểm tra tính tương hợp của các hệ số bj theo công thức: tbj ≥ tp,f2
𝑚𝑚−1 Với m: Số thí nghiệm lắp tại tâm kế hoạch
= 0,1 với f2 = m - 1 = 3 – 1 = 2 và mức có nghĩa tin cậy (bằng 95%) p = 0.05 thì ta có: t0.05;2 = 2,92 ⇒ t0.05;2Sbj = 2,92 x 0,1 = 0,29
Các chỉ số bj có nghĩa khi : bj ≥ t0.05;2Sbj
Như vậy các hệ số có nghĩa là: b0, b1, b2, b3, b13, b23, b123
Phương trình hồi qui biến mã hóa là : y
Kiểm tra tính tương hợp của mô hình và cải tiến mô hình
Ta có f1 = 8 – 1 = 7 Tra bảng ta có F 0,05;7,2 = 19,3532
Các giá trị ŷ theo phương trình hồi quy (19*) ŷ= b0+b1x1+b2x2+b3x3+b13x1x3+b23x2x3+b123x1x2x3 y 1
Tính tương tự ta có: y 2
Mô hình toán học các giá trị ŷ được tính theo phương trình hồi quy (20*)
Bảng 4.9 Giá trị ŷ i được tính theo phương trình hồi quy (20*) ŷ 1 ŷ 2 ŷ 3 ŷ 4 ŷ 5 ŷ 6 ŷ 7 ŷ 8
Giá trị của chuẩn số Fisher: : F = 𝑆𝑆 𝑆𝑆 𝑑𝑑ư 2
𝐿𝐿𝐿𝐿 2 = 0,08 0,2 = 2,5 Như vậy: F = 2,5 < F0.05,7,2 = 19,35 nên mô hình thực nghiệm như trên là tương hợp ŷ = 6,31 - 0,61 x 1 + 0,76 x 2 – 0,43 x 3 +
Như vậy mô hình (20*) là tương hợp với bức tranh thực nghiệm
Nh ận xét trên cơ sở phương trình hồi qui:
Từ mô hình trên ta nhận thấy rằng:
Giá trị của hàm mục tiêu ŷ có mối quan hệ tỷ lệ nghịch với x1 và x3, trong khi lại tỷ lệ thuận với x2 Hệ số b2 cao cho thấy x2 có ảnh hưởng đáng kể đến hàm mục tiêu Đặc biệt, hệ số b23 là cao nhất trong các hệ số, cho thấy mối liên hệ kép giữa x2 (hàm lượng cồn) và x3 (tốc độ in) cũng có tác động lớn đến kết quả của hàm mục tiêu.
Các thông số khảo sát có mối liên hệ tác động lẫn nhau thông qua các hệ số b123, b23, và b13 Các hệ số đơn thường có dấu ngược với các hệ số kép, ví dụ như b2 có dấu ngược với b23 và b1 ngược dấu với b13 Điều này chỉ ra rằng các yếu tố không hoàn toàn tỷ lệ thuận hay tỷ lệ nghịch với hàm mục tiêu, và tồn tại những tổ hợp giá trị mà tại đó hàm mục tiêu đạt được tối ưu (nhỏ nhất).
Tốc độ in là một thông số quan trọng, ảnh hưởng đến tất cả các hệ số trong các mối liên hệ Kết quả này gây bất ngờ vì tốc độ thường ít được chú ý trong các nghiên cứu và phân tích.
51 cơ sở in Tốc độ in thường được chọn theo yêu cầu sản lượng của bài in và được đặt ở 1 mức cố định không đổi
4.3 Tối ưu hóa mô hình
Phương trình toán học mô tả thống kê xây dựng (20*) thể hiện mối quan hệ giữa hàm mục tiêu đồng đều màu và các biến mã hóa Để nghiên cứu ảnh hưởng của các biến thực, cần chuyển đổi các biến mã hóa xi thành các biến thực zi theo công thức đã định.
Thay X1,X2,X3 vào phương trình hồi quy biến mã hóa sẽ là: y
4.4 Phần xây dựng mô hình bằng phần mềm Matlap [10] Để tối ưu hóa ta tiến hành tìm giá trị nhỏ nhất của y theo các giá trị z 1 , z 2 , z 3 , thông qua sử dụng chương trình MatLap
% Mo ta ham can tim cuc tieu y = 970.49*z1 + 17.75*z2 + 0.024*z3 - 79.8*z1*z2 - 0.1027*z1*z3 - 0.00178*z2*z3 + 0.0084*z1*z2*z3 - 233.65;
The MATLAB script calculates the minimum value of a function, f1, over three variables defined by specific ranges It initializes the variables z10, z11, z20, z21, z30, and z31, along with their respective increments dz1, dz2, and dz3, each iterating through 30 steps The script first determines the minimum value, m, by evaluating f1 at various combinations of the incremented variables Subsequently, it identifies the specific values of z1m, z2m, and z3m that yield this minimum value, ensuring efficient exploration of the parameter space to find optimal results.
% in k?t qu? fprintf(' Gia tri cuc tieu cua ham so la ymin = %f\n',m) fprintf(' Vi tri dat cuc tieu la z1m = %f\n',z1m) fprintf(' z2m = %f\n',z2m) fprintf(' z3m = %f\n',z3m)
Kết quả chạy chương trình:
Giá trị cực tiểu của hàm số là: ymin = 0,62
Vị trị đạt cực tiểu là: z1m = 0,15 z2m = 12,2 z3m = 8200
Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa từng cặp thông số
4.5.1 Đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa Hàm lượng cồn và tốc độ in (Áp lực in cố định = 0,1 mm)
Cố định z1=0,1 mm thay vào phương trình (21*) ta có đồ thị biểu diễn mối quan hệ của z2 và z3 như Hình 4.1
Hình 4.1 Đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa Hàm lượng cồn và tốc độ in
(Áp lực in cố định = 0.1 mm)
4.5.2 Đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa Hàm lượng cồn và áp lực in (T ốc độ in cố định = 10.000 sph)
Cố định z3= 10.000sph thay vào phương trình (21*) ta có đồ thị biểu diễn mối quan hệ của z1 và z2 như Hình 4.2
Hình 4.2 Đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa Hàm lượng cồn và áp lực in
(Tốc độ in cố định = 10000 sph)
4.5.3 Đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa áp lực in và tốc độ in (Nồng độ c ồn cố định = 12%)
Cố định z2= 12% thay vào phương trình (21*) ta có đồ thị biểu diễn mối quan hệ của z1 và z3 như Hình 4.3
Hình 4.3 Đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa áp lực in và tốc độ in
(Nồng độ cồn cố định = 12%)
4.5.4 Đồ thị biểu diễn điểm tối ưu có độ biến đổi màu nhỏ nhất Áp lực in = 0,15 mm, Hàm lượng cồn 12,2%, Tốc độ in 8200 sph
Hình 4.4 Đồ thị biểu diễn điểm tối ưu có độ biến đổi màu nhỏ nhất (Áp lực in = 0.15 mm, Hàm lượng cồn 12.2%, Tốc độ in 8200 sph)
Nhận xét và đánh giá kết quả
Mối quan hệ giữa hàm lượng cồn, áp lực in và tốc độ in thể hiện qua bề mặt cong, cho thấy sự tương tác phức tạp giữa các yếu tố này Hàm lượng cồn trong ẩm quyết định mức độ nhũ hóa và phân tán trong màng mực, ảnh hưởng đến hệ số truyền mực trên giấy, mà hệ số này lại phụ thuộc vào áp lực in Đồng thời, tốc độ in tác động đến độ bay hơi của cồn, từ đó gián tiếp ảnh hưởng đến khả năng nhũ hóa của dung dịch ẩm trong mực.
Do đó mối quan hệ áp lực – hàm lượng cồn – tốc độ là mối quan hệ phức tạp tác động nhiều chiều
Hàm lượng cồn cao trong mực in thường dẫn đến mức độ nhũ hóa ẩm cao hơn, giúp mực dễ truyền và giảm áp lực in cần thiết Ngược lại, hàm lượng cồn thấp yêu cầu áp lực in cao hơn để đạt hiệu quả tương tự Tốc độ in thấp cũng có thể tạo ra hiệu ứng tương tự như khi sử dụng lượng cồn cao, nhưng mức độ nhũ hóa trong màng mực có giới hạn Theo lý thuyết, mức độ nhũ hóa tối ưu trong in offset tờ rời là 20%, từ đó thiết lập mối quan hệ tối ưu giữa áp lực, hàm lượng cồn và tốc độ in để đảm bảo độ truyền mực và ổn định trong suốt quá trình in.
Nghiên cứu về mối quan hệ giữa tốc độ in và áp lực in (với hàm lượng cồn cố định) cho thấy mối liên hệ phụ thuộc giữa hai yếu tố này là khá nhỏ, với bề mặt mô tả mối quan hệ gần như phẳng.
Kết quả giá trị tối ưu trong vùng khảo sát cho thấy khoảng khảo sát là phù hợp Độ ổn định Delta E < 1 xác nhận rằng sai lệch trong quá trình in không thể nhận thấy bằng mắt thường Trong chế độ tối ưu, độ lệch màu giảm đáng kể so với chế độ in thông thường tại cơ sở in, với giá trị ∆E > 5.
Kết quả tối ưu là gần tương tự với 1 công trình nghiên cứu khác với máy in
Heidelberg với tốc độ 8000 sph, hàm lượng cồn 6% và áp lực 0,12mm chứng tỏ tính phù hợp của nghiên cứu, cho phép áp dụng hiệu quả tại cơ sở in cụ thể cũng như các cơ sở in khác.
