基于Pro/E的自动丝网印花机烘干装置设计

王健伟

基于Pro/E的自动丝网印花机烘干装置设计

王健伟

（武汉纺织大学 机械工程与自动化学院，湖北 武汉 430073）

在目前研究和分析丝网印花机的文献中，主要研究自动丝网印花机及其定位装置和运动控制系统，而对印花设备的烘干装置研究分析较少。本文介绍了丝网印花机的工艺流程及烘干装置的工作特点，提出一种新型的自动烘干装置。

丝网印花；新型装置；叠放；持续烘干

丝网印刷是指用丝网作为版基，并通过感光制版方法，制成带有图文的丝网印版称为“丝网印”，丝网印技术在纺织印染行业则称之为丝网印花[1]。作为一种传统的印刷形式，丝网印花有色彩鲜艳、价格便宜、批量大、保存期长以及交货快等优势[2]，实用性强并延伸到各个领域。

丝网印花的基本原理是通过一定的印刷压力将油墨通过印版转移到承印物上形成图像或文字。利用特色材质的丝网制成花版，印花时花版覆于织物上，并在花版上加印花色浆，色浆在刮刀的多次挤压的作用下透过网孔印到织物上，从而使织物获得想要的文字或图像[2-3]。丝网印花常用的工艺流程为：图案设计→底版制作→感光胶涂网→晒版→显影→干燥→修版→印刷→干燥→成品检查[4]，可分为软件排版、印刷和烘干三个阶段。在制版及印刷完成后，印好的织物必须经过烘干才能达到固色目的，对于特殊的印花工艺，需反复通过烘箱进行烘烤[5]，使得印好的织物的油墨快速干燥，以提高印刷效率，达到印刷效果。

1 常用丝网印花烘干装置

1.1 丝网印花烘干装置特点

纺织品的丝网印花工艺中，印后加工处理十分重要，即印好的产品必须经过烘干装置进行干燥。烘干的目的主要有[2]：第一，确保色泽牢度，通过高温进行固色，使染料与纺织纤维结合；第二，为了防止搭色，为印另一面准备条件；第三，使得印好织物的油墨快速干燥，提高印刷效果和工作效率。烘干装置的基本要求有：①智能调控，工作过程中，能无级调整烘干温度和时间，避免使织物变形、过分干燥，从而影响印花效果；②满足油墨干燥要求，且不能改变油墨的性能和颜色；③节能降耗，确保热能的利用率高、扩散少；④安全生产，烘干装置工作时应能很快进入工作状态，停止时能立即终止工作。

1.2 常用丝网印花烘干装置

丝网印花品的干燥方法大致可以分为[6]：自然晾干、热风吹干和高温烘干。丝网印花是服装印花的主要手段之一，早在上世纪90年代，我国就开始从西方发达国家进口烘干机。随着科技的快速发展，以及人们生活水品、生活质量的逐步提高，丝网印花的干燥技术要求也随之不断提升。常用烘干装置在结构上一般为封闭或半封闭的烘干箱，且两端各有一个进出口，利用高温对织物进行近距离直接烘烤[7-8]，如图1所示。

图1 常用烘干装置

尽管这些常用印花设备能够满足市场需求，但是其烘干装置存在以下缺点：第一，烘干装置与印刷设备分离，设备操作者往往需要把承印物移动到加热烘箱中，其移动过程会因浆料的流动、灰尘颗粒的污染等因素，影响丝印质量。第二，烘干比较单一，不能进行分色分层烘烤；第三，能耗大且利用率低，近90%的热能散发到大气中[9]，影响工作环境、污染大；第四，采用大功率的快速烘干（闪烘）方式，温度控制误差大，极易将布料烤黄。第五，干燥速度过快，容易造成印花网孔结膜，堵塞网孔，为后续印花增加难度。

2 新型自动烘干装置

2.1 机械结构

印花烘干过程直接决定了印花产品的质量，不同的布料和浆料要选择不同的烘干工艺：烘干温度和烘干时间[9]。为适应市场需求，确保织物有足够的烘干时间、满足烘干要求、达到干燥效果，特设计出一种叠放式持续烘干装置。如图2所示，是在Pro/E三维仿真软件下设计的自动丝网印花机，该设备的烘干装置与印花设备装置相连，织物印好后直接被送进烘箱进行烘干，其烘箱呈封闭状态，分Ⅰ、Ⅱ两个部分，每一侧最多可以放置6块台板，整个烘箱可以安置12块台板。放有织物的台板沿着导轨进入烘箱后，先沿着烘箱的第Ⅰ部从下往上运动至烘箱顶端，被推向第Ⅱ部分后，再从上往下运动至烘箱底部并回到轨道。

图2 叠放式持续烘干装置Pro/E三维建模

2.2 运动分析

放有印好的织物台板在烘箱内的运动[10]，主要依靠链条和烘箱托板的实现，如图3所示。烘箱每侧都有两对链条，链条上固定多块烘箱托板，链条在Ⅰ、Ⅱ两部分分别做从下往上和从上往下的运动，速度大小相等、方向相反。烘箱Ⅰ、Ⅱ两部分链条的动力由一个独立的电机提供，可根据实际来调节运动速度，确保台板在烘箱内有足够的干燥时间。链条的运动速度大小相等、方向相反，由三个圆锥齿轮来控制实现，如图4所示。三个圆锥齿轮完全相同，其中主动轮1跟电机的传动轴相连，从动轮2和3分别控制烘箱两侧的运动轴。当电机带动主动轮1转动时，从动轮2和从动轮3两者运动角速度相等、方向相反，从而达到运动目的。

（1）台板，（2）烘箱托板，（3）导轨，（4）顶升机构

（1）链条,（2）烘烤托板，（3）台板

（1）主动圆锥齿轮，（2）从动齿轮，（3）从动齿轮

导轨沿水平方向做间歇性往复运动，每次运动距离相等。印刷完成后，导轨向左运动将固定在其上面的台板运送入烘箱第Ⅰ部分后，导轨停止、顶升装置运动并将台板顶起。随后顶升装置停止、烘箱托板运动并将台板托起，而导轨反向运动返回到原位。台板与导轨、烘箱托板、顶升机构位置结构如图5所示。

3 结语

随着我国纺织品市场的不断扩大，丝网印花技术逐渐被人们所重视。本文设计的新型自动烘干装置结构简单、密封性好，能大大提高热能的利用率，且能适应不同批量、不同花型的印花生产要求，根据布料、浆料选择适合的干燥工艺，做到既不损伤布料且能达到烘干要求，对今后自动丝网印花设备的研究具有借鉴意义。

[1] 施仲生．丝网印刷与丝网印花初探[J]. 黑龙江科技信息，2003，(5)：59．

[2] 邱璟，张苹，杜庆华．丝网印花在针织服装设计中的应用[J]．针织工业，2007,（10）：23－25．

[3] 侯松岳．丝网印花工艺在纺织品中的应用研究[J]. 网印工业，2013, (2): 35-37.

[4] 但丁．基于Pro/Engineer建模的新型丝网印花装置分析[J]. 应用技术，2013,（6）：29-30.

[5] 苏薇薇．丝网印花生产要点[J]. 印染助剂，2016,（9）：1-4.

[6] 李怀贵．印花工艺问答[J]. 丝网印刷，2010, （1）：59.

[7] 李其相．成就高品质印花的关键设备——燃气式热风循环隧道烘干机[J]．丝网印刷，2009,（10）：26-27.

[8] 梅顺齐，等. 服装自动丝网印花设备的现状与关键技术[J]．丝网印刷，2013,（1）：23-26.

[9] 广州市蓝坊纺织设备有限公司. 影响服装印花干燥过程的几个关键因素[J]．网印工业，2014,（6）：44-46.

[10]王健伟．基于分段式传动的自动丝网印花机关键技术的研究[D]．武汉：武汉纺织大学，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

王健伟（1986-），男，助教，硕士，研究方向：机械设计及自动化.

TS194.38

A

2095－414X(2019)04－0007－03