基于Pro/E的自動絲網印花機烘干裝置設計

王健偉

基于Pro/E的自動絲網印花機烘干裝置設計

王健偉

（武漢紡織大學 機械工程與自動化學院，湖北 武漢 430073）

在目前研究和分析絲網印花機的文獻中，主要研究自動絲網印花機及其定位裝置和運動控制系統，而對印花設備的烘干裝置研究分析較少。本文介紹了絲網印花機的工藝流程及烘干裝置的工作特點，提出一種新型的自動烘干裝置。

絲網印花；新型裝置；疊放；持續烘干

絲網印刷是指用絲網作為版基，并通過感光制版方法，制成帶有圖文的絲網印版稱為“絲網印”，絲網印技術在紡織印染行業則稱之為絲網印花[1]。作為一種傳統的印刷形式，絲網印花有色彩鮮艷、價格便宜、批量大、保存期長以及交貨快等優勢[2]，實用性強并延伸到各個領域。

絲網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移到承印物上形成圖像或文字。利用特色材質的絲網制成花版，印花時花版覆于織物上，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]。絲網印花常用的工藝流程為：圖案設計→底版制作→感光膠涂網→曬版→顯影→干燥→修版→印刷→干燥→成品檢查[4]，可分為軟件排版、印刷和烘干三個階段。在制版及印刷完成后，印好的織物必須經過烘干才能達到固色目的，對于特殊的印花工藝，需反復通過烘箱進行烘烤[5]，使得印好的織物的油墨快速干燥，以提高印刷效率，達到印刷效果。

1 常用絲網印花烘干裝置

1.1 絲網印花烘干裝置特點

紡織品的絲網印花工藝中，印后加工處理十分重要，即印好的產品必須經過烘干裝置進行干燥。烘干的目的主要有[2]：第一，確保色澤牢度，通過高溫進行固色，使染料與紡織纖維結合；第二，為了防止搭色，為印另一面準備條件；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智能調控，工作過程中，能無級調整烘干溫度和時間，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節能降耗，確保熱能的利用率高、擴散少；④安全生產，烘干裝置工作時應能很快進入工作狀態，停止時能立即終止工作。

1.2 常用絲網印花烘干裝置

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

圖1 常用烘干裝置

盡管這些常用印花設備能夠滿足市場需求，但是其烘干裝置存在以下缺點：第一，烘干裝置與印刷設備分離，設備操作者往往需要把承印物移動到加熱烘箱中，其移動過程會因漿料的流動、灰塵顆粒的污染等因素，影響絲印質量。第二，烘干比較單一，不能進行分色分層烘烤；第三，能耗大且利用率低，近90%的熱能散發到大氣中[9]，影響工作環境、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，容易造成印花網孔結膜，堵塞網孔，為后續印花增加難度。

2 新型自動烘干裝置

2.1 機械結構

印花烘干過程直接決定了印花產品的質量，不同的布料和漿料要選擇不同的烘干工藝：烘干溫度和烘干時間[9]。為適應市場需求，確保織物有足夠的烘干時間、滿足烘干要求、達到干燥效果，特設計出一種疊放式持續烘干裝置。如圖2所示，是在Pro/E三維仿真軟件下設計的自動絲網印花機，該設備的烘干裝置與印花設備裝置相連，織物印好后直接被送進烘箱進行烘干，其烘箱呈封閉狀態，分Ⅰ、Ⅱ兩個部分，每一側最多可以放置6塊臺板，整個烘箱可以安置12塊臺板。放有織物的臺板沿著導軌進入烘箱后，先沿著烘箱的第Ⅰ部從下往上運動至烘箱頂端，被推向第Ⅱ部分后，再從上往下運動至烘箱底部并回到軌道。

圖2 疊放式持續烘干裝置Pro/E三維建模

2.2 運動分析

放有印好的織物臺板在烘箱內的運動[10]，主要依靠鏈條和烘箱托板的實現，如圖3所示。烘箱每側都有兩對鏈條，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動，速度大小相等、方向相反。烘箱Ⅰ、Ⅱ兩部分鏈條的動力由一個獨立的電機提供，可根據實際來調節運動速度，確保臺板在烘箱內有足夠的干燥時間。鏈條的運動速度大小相等、方向相反，由三個圓錐齒輪來控制實現，如圖4所示。三個圓錐齒輪完全相同，其中主動輪1跟電機的傳動軸相連，從動輪2和3分別控制烘箱兩側的運動軸。當電機帶動主動輪1轉動時，從動輪2和從動輪3兩者運動角速度相等、方向相反，從而達到運動目的。

（1）臺板，（2）烘箱托板，（3）導軌，（4）頂升機構

（1）鏈條,（2）烘烤托板，（3）臺板

（1）主動圓錐齒輪，（2）從動齒輪，（3）從動齒輪

導軌沿水平方向做間歇性往復運動，每次運動距離相等。印刷完成后，導軌向左運動將固定在其上面的臺板運送入烘箱第Ⅰ部分后，導軌停止、頂升裝置運動并將臺板頂起。隨后頂升裝置停止、烘箱托板運動并將臺板托起，而導軌反向運動返回到原位。臺板與導軌、烘箱托板、頂升機構位置結構如圖5所示。

3 結語

隨著我國紡織品市場的不斷擴大，絲網印花技術逐漸被人們所重視。本文設計的新型自動烘干裝置結構簡單、密封性好，能大大提高熱能的利用率，且能適應不同批量、不同花型的印花生產要求，根據布料、漿料選擇適合的干燥工藝，做到既不損傷布料且能達到烘干要求，對今后自動絲網印花設備的研究具有借鑒意義。

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

[2] 邱璟，張蘋，杜慶華．絲網印花在針織服裝設計中的應用[J]．針織工業，2007,（10）：23－25．

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

[4] 但丁．基于Pro/Engineer建模的新型絲網印花裝置分析[J]. 應用技術，2013,（6）：29-30.

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

[6] 李懷貴．印花工藝問答[J]. 絲網印刷，2010, （1）：59.

[7] 李其相．成就高品質印花的關鍵設備——燃氣式熱風循環隧道烘干機[J]．絲網印刷，2009,（10）：26-27.

[8] 梅順齊，等. 服裝自動絲網印花設備的現狀與關鍵技術[J]．絲網印刷，2013,（1）：23-26.

[9] 廣州市藍坊紡織設備有限公司. 影響服裝印花干燥過程的幾個關鍵因素[J]．網印工業，2014,（6）：44-46.

[10]王健偉．基于分段式傳動的自動絲網印花機關鍵技術的研究[D]．武漢：武漢紡織大學，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：機械設計及自動化.

TS194.38

A

2095－414X(2019)04－0007－03