新款芙蓉王煙包，從設(shè)計(jì)研發(fā)到批量生產(chǎn)的工藝優(yōu)化全過程
時(shí)間：2023-05-16 來源：
2020年下半年，湖南中煙技術(shù)中心面向社會(huì)公開征集芙蓉王新品煙包設(shè)計(jì)方案和樣品，要求在芙蓉王（硬藍(lán)新版）煙包系列中，開發(fā)一種紅色款新品煙包。筆者所在公司接到設(shè)計(jì)任務(wù)后，立即組織研發(fā)團(tuán)隊(duì)投入緊張工作中，公司技術(shù)中心設(shè)計(jì)、工藝、排版三組聯(lián)動(dòng)，在生產(chǎn)車間和物資管理部門的全力配合下，最終按期完成了此款芙蓉王新品煙包的設(shè)計(jì)研發(fā)任務(wù)。
2021年初，公司設(shè)計(jì)研發(fā)的新品芙蓉王（硬紅寶石）煙草包裝（如圖1所示），在眾多設(shè)計(jì)方案中脫穎而出，實(shí)現(xiàn)中標(biāo)量產(chǎn)。筆者現(xiàn)將芙蓉王（硬紅寶石）煙草包裝從設(shè)計(jì)研發(fā)到實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)的工藝優(yōu)化全過程進(jìn)行分享，希望能為同行提供更多經(jīng)驗(yàn)。
圖1 新品芙蓉王（硬紅寶石）煙草包裝
創(chuàng)新性煙包設(shè)計(jì)與前瞻性工藝研發(fā)的運(yùn)用，這兩者是需要完美契合的。優(yōu)秀的煙包設(shè)計(jì)必須輔以前瞻性工藝研發(fā)思維，這樣才是產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)的“王道”，它們的完美融合是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品批量生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的前提基礎(chǔ)。
針對“寶石”的特質(zhì)如何體現(xiàn)，產(chǎn)品的上乘品質(zhì)又如何表達(dá)？設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在公司設(shè)計(jì)專家的帶領(lǐng)下開展了“頭腦風(fēng)暴”式討論，通過各種奇思妙想不斷地碰撞，最終實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)靈感突破，提出了創(chuàng)新性外觀設(shè)計(jì)思路：大透鏡定位紙煙盒本身就是一顆閃耀的寶石，設(shè)計(jì)人員無需再進(jìn)行“寶石”外觀設(shè)計(jì)，而是把整個(gè)煙包打造成為一顆閃閃發(fā)光的紅寶石。
在保持原芙蓉王常規(guī)煙包風(fēng)格不變的情況下，芙蓉王（硬紅寶石）煙包的底紋設(shè)計(jì)成為重中之重，于是整個(gè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)鎖定以“中國紅”作為包裝的主體色調(diào)，每人設(shè)計(jì)兩款底紋，一輪、兩輪、三輪下來，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)嘗試了很多方案，如：皮紋、金屬拉絲紋、光芒放射紋、水波紋，波點(diǎn)紋，細(xì)錘紋等，這些方案的紅色基底的設(shè)計(jì)樣都不是很理想，并不能很好地切合“紅寶石”的設(shè)計(jì)主題。
當(dāng)設(shè)計(jì)正處于“山重水復(fù)疑無路”之際，一種“元代剔紅漆器”進(jìn)入了設(shè)計(jì)專家的視野，此款煙包的底紋設(shè)計(jì)思路終于打破了禁錮，迎來了“柳暗花明又一村”的情境。
“剔紅雕漆”是中國傳統(tǒng)民族藝術(shù)，設(shè)計(jì)專家通過引用“元代剔紅漆器”上的芙蓉雕花圖案，用線和點(diǎn)抽象表現(xiàn)漆器圖案的精髓，最終設(shè)計(jì)構(gòu)成此款煙包的底紋效果，如圖2所示。當(dāng)設(shè)計(jì)稿出來之后，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)將其與現(xiàn)代光刻技術(shù)制造的大透鏡紙進(jìn)行結(jié)合，再配合紅色的光澤，仿佛彤云滿空，營造出了寶石被光束照耀后形成的絲絲縷縷光線，既豐富了紅寶石的細(xì)節(jié)，又增添了視覺看點(diǎn)，同時(shí)也是對中國傳統(tǒng)文化和古代漆雕的傳承，并帶來全新的視覺沖擊和極致的觸摸手感。
圖2 芙蓉王（硬紅寶石）煙草包裝底紋效果
工藝研發(fā)團(tuán)隊(duì)如何用最合適的印刷工藝呈現(xiàn)出煙包設(shè)計(jì)效果，這是印刷工藝研發(fā)的重中之重。生產(chǎn)工藝研發(fā)既要考慮煙包設(shè)計(jì)的視覺美感，又要綜合考慮產(chǎn)品批量生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的相關(guān)因素。公司技術(shù)中心與車間通力協(xié)作，臨時(shí)組建了多個(gè)新品打樣工作小組，各組人員分步測試改進(jìn)、推敲煙包工藝效果，反復(fù)調(diào)整印刷工藝及設(shè)計(jì)文件。在整個(gè)生產(chǎn)工藝研發(fā)過程中，工藝研發(fā)團(tuán)隊(duì)根據(jù)煙包設(shè)計(jì)效果要求，一共制定了十余套印刷工藝方案。
為了實(shí)現(xiàn)芙蓉王（硬紅寶石）煙包底紋的立體花紋效果，工藝研發(fā)團(tuán)隊(duì)首先想到的是絲印凸字油工藝（如圖3左圖所示），并對絲印凸字油樣品進(jìn)行工藝評(píng)審得出結(jié)論：絲網(wǎng)印刷樣品普遍存在套印精度差和生產(chǎn)過程質(zhì)量控制難度大的問題，而且絲網(wǎng)印刷線條相對較粗，紋理效果生硬、缺乏靈氣，與設(shè)計(jì)意境差距較大。
為了實(shí)現(xiàn)煙包底紋精美、細(xì)膩的設(shè)計(jì)初衷，同時(shí)兼顧批量生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的要求，工藝研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過反復(fù)測試和比對，最終確定了運(yùn)用膠印逆向光油工藝（如圖3右圖所示）凸顯底紋質(zhì)地效果，運(yùn)用專版透鏡全息定位防偽燙印工藝、常規(guī)的燙金、壓凸工藝，以全面提高煙包外觀效果和防偽性能。經(jīng)過整個(gè)工藝研發(fā)團(tuán)隊(duì)不斷精工細(xì)琢，打造出了一款外觀精美、生產(chǎn)易控和質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品。
圖3 絲印凸字油印刷工藝（左）與膠印逆向光油印刷工藝（右）
批量生產(chǎn)工藝優(yōu)化
優(yōu)秀的煙包設(shè)計(jì)和工藝研發(fā)為產(chǎn)品批量生產(chǎn)打下了基礎(chǔ)，但是在批量生產(chǎn)過程中，芙蓉王（硬紅寶石）煙、條盒還是出現(xiàn)了二維碼噴印不實(shí)、逆向光油效果不明顯以及壓凸、壓框工序消耗大等問題。為解決該煙包在生產(chǎn)中存在的問題，公司技術(shù)中心聯(lián)合車間對芙蓉王（硬紅寶石）煙、條盒從三個(gè)方面進(jìn)行了生產(chǎn)工藝優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品批量生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的目標(biāo)。
(1)在芙蓉王（硬紅寶石）煙盒噴碼生產(chǎn)過程中，經(jīng)常出現(xiàn)二維碼噴印白線多，即噴印不實(shí)問題。公司工藝優(yōu)化團(tuán)隊(duì)通過觀察后發(fā)現(xiàn)膠印白墨流平性較差，經(jīng)過反復(fù)測試發(fā)現(xiàn)是由于膠印白墨表面不平整，最終導(dǎo)致了二維碼噴印不實(shí)的問題，工藝優(yōu)化團(tuán)隊(duì)針對此問題進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整。
芙蓉王（硬紅寶石）煙盒由9色膠印完成，原膠印色序?yàn)椋和该鼽S、白1、白2、原紅、擴(kuò)紅、逆向底油、花黃、黑、逆向面油。針對白墨印刷平整性問題，工藝優(yōu)化團(tuán)隊(duì)將透明黃調(diào)整至白2后，利用透明黃色組對白墨空壓展平來提高白墨的平整性，并關(guān)閉了白2后的UV燈，同時(shí)啟用原紅色組UV燈確保白墨干燥，優(yōu)化后的膠印色序?yàn)椋喊?、白2、透明黃、原紅、擴(kuò)紅、逆向底油、花黃、黑、逆向面油。經(jīng)過優(yōu)化調(diào)整后，膠印白墨印刷平整（煙盒改進(jìn)前后噴碼效果如圖4所示）解決了芙蓉王（硬紅寶石）煙盒噴印不實(shí)的問題。
圖4 煙盒改進(jìn)前（左）、后（右）噴碼效果
(2)在芙蓉王（硬紅寶石）條盒生產(chǎn)過程中，噴碼時(shí)同樣出現(xiàn)二維碼白線多噴印不實(shí)問題，通過仔細(xì)觀察噴印不實(shí)部分，發(fā)現(xiàn)問題除了膠印白墨印刷不平之外，還存在白墨干燥不夠徹底問題，公司工藝優(yōu)化團(tuán)隊(duì)針對此問題也進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整。
芙蓉王（硬紅寶石）條盒同樣使用了膠印9色印刷，膠印色序同煙盒。工藝優(yōu)化團(tuán)隊(duì)除了關(guān)閉白2后的UV燈啟用第4組外，還增開第6組UV燈確保白墨干燥，經(jīng)過膠印工藝參數(shù)調(diào)整后，完美解決了芙蓉王（硬紅寶石）條盒噴印不實(shí)問題，后續(xù)為確保煙盒白墨干燥效果，膠印煙盒時(shí)也啟用了第6組UV燈加強(qiáng)白墨干燥。
調(diào)整膠印工藝解決逆向光油印刷問題
在探討此問題之前，首先簡單闡述一下逆向光油工藝的工作原理，它是通過印刷兩次不同性質(zhì)的透明油墨來實(shí)現(xiàn)的，第一次印刷的透明油墨稱為底油，它由PS版印刷完成，膠印底油可印刷帶有復(fù)雜圖案的內(nèi)容，第二次印刷的透明油墨稱為面油，它由涂布樹脂版印刷完成，墨層較厚，可提供高亮度效果。
兩種油墨結(jié)合后會(huì)形成明暗相間的圖案，由于涂布亮光層墨層較厚，所以逆向光油會(huì)有較強(qiáng)的觸感。在膠印生產(chǎn)過程中，逆向光油工藝主要出現(xiàn)了兩種問題：逆向光油效果不明顯、部分紋理缺失；逆向光油墨串色導(dǎo)致膠印異常。
逆向光油效果不明顯和部分紋理缺失問題
工藝優(yōu)化團(tuán)隊(duì)通過觀察問題產(chǎn)品，并對膠印逆向光油工藝進(jìn)行了多項(xiàng)分步測試，通過對比測試樣品后發(fā)現(xiàn)此問題是由于底油附著力較差和底油干燥力度不夠造成的，因此，逆向光油工藝對紙張達(dá)因值和膠印UV干燥系統(tǒng)也提出了更高要求。
針對紙張表面張力出現(xiàn)波動(dòng)導(dǎo)致底油附著力問題，以及膠印過程中底油UV干燥問題，工藝優(yōu)化團(tuán)隊(duì)對膠印工藝做了以下調(diào)整，最終解決了膠印逆向光油印刷問題。
(1)嚴(yán)把紙張入庫關(guān)。對入庫的專用紙張必須檢驗(yàn)其表面張力值，抽檢紙張表面張力必須滿足40達(dá)因以上才能判定合格。當(dāng)然入庫檢測是存在風(fēng)險(xiǎn)性的，在批量生產(chǎn)中如出現(xiàn)紙張張力波動(dòng)導(dǎo)致底油附著力問題時(shí)，可以通過在面油里適當(dāng)添加專用稀釋劑，來減小面油對底油的反拉力以保持底油圖案的完整性，確保膠印逆向光油紋理效果不缺失。
(2)調(diào)整膠印工藝參數(shù)。工藝優(yōu)化團(tuán)隊(duì)根據(jù)膠印UV光源對底油的干燥效果，選用適合底油干燥的專用紫外波長的UV燈管，并測試最適合底油干燥的UV功率參數(shù)，為增強(qiáng)逆向光油干燥效果提供設(shè)備支持。
逆向光油墨串色導(dǎo)致膠印異常
在批量印刷時(shí)，通過前期優(yōu)化后逆向光油效果較好，但是在長時(shí)間印刷后又出現(xiàn)了底油串色到后面色組的膠輥上，引起印品在沒有逆向光油效果的位置出現(xiàn)花麻，特別是在黑色條碼上經(jīng)常出現(xiàn)亮斑導(dǎo)致條碼識(shí)讀異常，膠印時(shí)操作人員需要頻繁清洗膠輥，加大了機(jī)臺(tái)人員的工作強(qiáng)度，而且膠印質(zhì)量無法保障。工藝優(yōu)化團(tuán)隊(duì)針對此問題進(jìn)行了兩個(gè)方面的優(yōu)化調(diào)整，最終解決了此問題。
(1)優(yōu)化調(diào)整膠印色序。將底油位置后移至面油之前，避免底油串到其他色組上造成膠印異常。優(yōu)化調(diào)整后的膠印色序?yàn)椋喊?、白2、透明黃、花黃、原紅、擴(kuò)紅、黑、底油、面油。
(2)逆向光油效果穩(wěn)定性優(yōu)化。在批量生產(chǎn)中，工藝優(yōu)化團(tuán)隊(duì)為獲得更穩(wěn)定的逆向光油效果，同時(shí)兼顧逆向光油效果強(qiáng)弱控制，在底油與面油之間增加一組空壓色組提高底油平實(shí)效果，空壓后再啟用UV干燥，逆向光油效果強(qiáng)弱主要取決于底油干燥強(qiáng)度，干燥越強(qiáng)效果越強(qiáng)。通過此次優(yōu)化調(diào)整后（改進(jìn)前后逆向光油效果對比如圖5所示），逆向光油的效果更清晰細(xì)膩、觸感強(qiáng)弱可控。經(jīng)過對膠印設(shè)備和膠印工藝不斷優(yōu)化調(diào)整之后，膠印逆向光油在批量生產(chǎn)中的各類問題最終得以圓滿解決。
圖5 改進(jìn)前（左）、后（右）逆向光油效果對比
調(diào)整壓凸、壓框工藝，實(shí)現(xiàn)壓凹凸組合工藝
為提高芙蓉王（硬紅寶石）煙、條盒的合格率和生產(chǎn)效率以及降低模切設(shè)備占用率，工藝優(yōu)化團(tuán)隊(duì)在分析壓凸、壓框兩道工序特點(diǎn)后得出：壓凸、壓框兩道工序存在合并的可行性。在壓凹凸組合工藝試驗(yàn)過程中，主要出現(xiàn)了兩個(gè)問題：框線旁邊存在壓痕印問題；鋅合金版和樹脂版容易出現(xiàn)跑動(dòng)問題。
框線旁邊存在壓痕印問題
此問題是在制作組合壓凹凸版的過程中，制版廠考慮的壓凹與壓凸面之間的高度差不夠，從而導(dǎo)致在壓凹凸過程中，壓凸面邊緣在產(chǎn)品上留下痕印所致。工藝優(yōu)化改進(jìn)措施：調(diào)整制版參數(shù)將壓凸面降低0.2mm，使壓凸面與壓框面存在一個(gè)合適的高度差，具體數(shù)值大小需要根據(jù)紙張厚度和壓凹凸效果強(qiáng)弱共同決定，改進(jìn)前后壓凸、壓框效果對比如圖6所示。
鋅合金版和樹脂版容易出現(xiàn)跑動(dòng)問題
這個(gè)問題主要是和壓凹凸組合版與模切基版的接觸面積大小以及雙面膠的黏性有關(guān)。我們可以選用質(zhì)量好、粘性強(qiáng)的雙面膠來固定鋅合金版和樹脂版，同時(shí)適量加大鋅合金版和樹脂版的面積，我們在加大壓凹凸組合版的尺寸時(shí)要考慮拼版間距，以免發(fā)生鋅合金版過大造成兩版抵住裝不下去的問題。工藝優(yōu)化團(tuán)隊(duì)經(jīng)過測量后將原來鋅合金版尺寸由70mm×230mm改為80mm×230mm；樹脂版A尺寸由40mm×35mm改為40mm×50mm；樹脂版B尺寸由40mm×50mm改為40mm×60mm，經(jīng)過調(diào)整后再未發(fā)生鋅合金版和樹脂版跑動(dòng)問題，鋅合金版改進(jìn)前后對比如圖7所示，樹脂版改進(jìn)前后對比如圖8所示。
在應(yīng)用壓凹凸組合工藝后，該產(chǎn)品的生產(chǎn)加工中減少了一道工序消耗，同時(shí)提高了產(chǎn)品生產(chǎn)效率和合格率。
圖6 改進(jìn)前（左）、后（右）壓凸、壓框效果對比
圖7 鋅合金版改進(jìn)前后對比
圖8 樹脂版改進(jìn)前后對比
一個(gè)新品煙包的誕生和成功量產(chǎn)，意味著一個(gè)個(gè)優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)在各自領(lǐng)域的匠心獨(dú)用。本文論述了一個(gè)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)研發(fā)到批量生產(chǎn)工藝優(yōu)化的整個(gè)過程，它飽含著眾多技術(shù)人員的智慧和汗水，筆者希望此文能為從事新品設(shè)計(jì)和工藝研發(fā)的技術(shù)人員起到拋磚引玉的作用。
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