Свидетельство о регистрации СМИ
Эл № ФС 77-60096 от 10 декабря 2014 года.
Издается с 1995 годаТелефон редакции: (495) 504-21-87

Drupa 2016
Отраслевое соглашние
Реклама

(НП №3, апрель 2011)

Принцип частичного или избыточного решения

В.И. Штоляков, к.т.н., профессор МГУП

Техническое решение задачи может существенно упроститься для получения максимального требуемого эффекта, если сделать «чуть больше» или «чуть меньше» чем требуется на самом деле. Наглядным примером принципа избыточного решения является красочный аппарат машин глубокой печати, принцип действия которого существенно отличается от красочного аппарата машин офсетной плоской печати листовых печатных машин. В последнем небольшая порция вязкой краски в виде узкой полоски отделяется от общей массы краски путем вывода её дукторным цилиндром из красочного ящика. Затем эта порция краски поступает в раскатную группу, где раскатывается, уменьшаясь по толщине, превращаясь в равномерный красочный слой, который с помощью накатных валиков наносится на офсетную форму. В отличие от офсетного способа печати в машинах глубокой печати применяются красочные аппараты непрерывной подачи краски, принцип действия которых основан на заполнении жидкой краской углублённых печатающих элементов формы (ячеек), откуда при контакте формы с запечатываемым материалом происходит вытягивание краски.

С избытком и сразу много
С избытком и сразу много краска наносится на форму в машинах глубокой печати, поскольку она жидкая и способна заполнять ячейки печатающих элементов формного цилиндра, который купается в красочном корыте. Поверхность формного цилиндра покрывается краской, излишек которой снимается ракельным ножом, плотно прижатым к форме. До недавнего времени применялся самый простой способ заполнения краской ячеек путём частичного погружения формного цилиндра в красочный ящик. Однако с увеличением производительности машин, краска из-за высокой скорости вращения формного цилиндра начинала пениться и разбрызгиваться. Поэтому для стабильной подачи краски в красочных аппаратах машин глубокой печати стали применять красочный (заборный) валик, частично погруженный в красочный ящик и находящейся в постоянном контакте с формным цилиндром. Заборный валик также обеспечивает в большом количестве подачу краски на форму. Для уменьшения расхода летучих растворителей краски в современных печатных машинах применяются красочные аппараты закрытого типа с циркуляционной насосной системой подачи краски в красочный ящик (рис. 1).
Также с избытком жидкая краска в красочных аппаратах флексографских печатных машин подаётся на печатающие элементы флексографской формы ячейками растрированного цилиндра (валика), который иногда в технической литературе называют анилоксовым. Одинаковые по глубине ячейки растрированного цилиндра равномерно заполняются жидкой краской, после чего в зоне контакта краска переходит в виде капель на форму. Со временем открытый ракельный нож трансформировался в закрытую красочную систему в виде камерного ракеля, которая активно применяется в современных флексографских аппаратах, а также в лакировальных аппаратах (эволюция флексографского красочного аппарата наглядно прослеживается на рис. 2).
На рис. 2 в порядке усовершенствования приведены различные варианты построения красочных аппаратов, начиная с простейшего валкого типа (сх. а). Несколько позже в красочной системе появляется ракель 6 (сх. б), а в 1951 г. в США была разработанановая система подачи жидкой краски на форму, получившая название «анилокс», когда краска поступает на форму в виде капель из ячеек растрированного валика 7. Его поверхность имеет гравированную структуру с ячейками пирамидальной формы, заполненными краской. Для более точного регулирования подачи краски над растрированным валиком устанавливают ракель 6 (сх. в), снимающий избыток краски. В дальнейшем, в связи с увеличением скорости печати, открытый ракель трансформируется в закрытую красочную систему 8 в виде камерного ракеля (сх. г).
В камерном ракеле краска под давлением подаётся на растрированный цилиндр, внешняя поверхность которого выполнена в виде равномерно расположенных мелких ячеек пирамидальной формы. Подача краски в камеру осуществляется через трубопровод под давлением 0,5–1,0 бар, а избыток краски поступает в резервуар и после очистки снова подаётся насосом в камерный ракель. Частота расположения ячеек измеряется в тех же единицах, что и линиатура растрового изображения на форме. Рабочий диапазон линиатуры растрированных цилиндров составляет 150–400 лин/см, а количество краски, передаваемое на форму, равно отношению объёма ячеек к площади внешней поверхности растрированного цилиндра (см3/м2). Линиатура цилиндров обычно выбирается с превышением линиатуры флексографской формы примерно в 4–5 раз, т.е. с избытком. При нарушении этого соотношения возможно непропечатывание сюжета формы или образование муара.
Камерный ракель оснащён двумя ракелями, размещёнными вдоль образующей растрированного цилиндра, один из которых рабочий, а другой – вспомогательный. Отдельные капли краски или лака, передаваемые каждой ячейкой формы, сливаются между собой и покрывают печатающие элементы. Чтобы повысить прочность и износостойкость поверхности растрированного цилиндра, на неё напыляют тонкий керамический слой. Благодаря внедрению способа лазерного гравирования, ячейки приобретают сферическую форму, что обеспечивает их практически полное опорожнение от краски. На рис. 3 показан камерный ракель, установленный в современном лакировальном аппарате.

Лучше меньше, чем надо
Лучше меньше чем надо и тогда удается снизить расширения рулонной бумаги в поперечном направлении (эффект «fan-out»). Это связано с тем, что бумажное плотно проводится через печатные секции в рулонных машинах по направлению отлива, из-за чего бумага подвергается наибольшей деформации в поперечном направлении. Несмотря на то, что скорость перемещения бумажной ленты через печатные секции составляет в современных рулонных машинах 10–12 м/с, деформационные процессы в ней успевают проявиться, что вызывает необходимость их компенсации.
Чем шире рулон и чем длиннее лентопроводящий тракт, тем больше вероятность несовмещения красок. Это особенно заметно при эксплуатации машин глубокой печати класса ХХL с шириной рулона от 3-х до 4,32 метров, у которых длина ленты, начиная от рулонной зарядки и до фальцаппарата, составляет около 250 метров. При таком протяжении бумажного полотна его длина может увеличиться на 150–250 мм, а ширина на выходе из последней (восьмой) печатной секции – до 0,8–1мм.
Деформация бумажной ленты при многокрасочной печати связана с механическими воздействиями на неё в зоне печатного контакта, а также её натяжением, необходимым для проводки полотна через технологические секции машины. Печатная пара в этом случае выступает в роли своеобразного прокатного стана, оказывая на бумагу механическое воздействие, с одновременным её увлажнением жидкой краской. С тем, чтобы удлинение полотна не влияло на совмещение красок и натяжение ленты, диаметры формных цилиндров каждой печатной секции в машинах глубокой печати, начиная со второй, последовательно увеличиваются.
Для уменьшения влияние эффекта «fan-out», в машинах глубокой печати применяют проводку полотна по способу «пони», когда в печатный аппарат подается лента половинной ширины, т.е. вдвое меньше, чем необходимо для рентабельного и эффективного печатного процесса. Два бумажных полотна половинной ширины размещаются симметрично относительно осевой линии печатной машины и последовательно проводятся через четыре печатные секции машины глубокой печати, в результате чего каждое из них запечатывается в 4-е краски. Расположенное слева от осевой линии бумажное полотно 1 поступает с рулонной зарядки в 1-ю печатную секцию, где запечатывается его оборотная сторона (рис. 4). После выхода запечатанной с одной стороны ленты 1 из четвёртой (последней) печатной секции (красочностью 4/0), она переворачивается и смещается в поперечном направлении, после чего возвращается к первой секции для запечатывания за второй прогон её лицевой стороны также в четыре краски (на рис. 4 она обозначена под номером 2). Ленты 1 и 2 располагаются на формном цилиндре симметрично относительно осевой линии, поэтому на формном цилиндре каждой печатной секции гравируются две печатные формы, одна (левая) для запечатывания оборотной стороны, другая (правая) для запечатывания лице- вой стороны. Применение принципа «лучше меньше, да лучше» при организации проводки ленты уменьшенной ширины позволяет сократить вдвое количество печатных секций, существенно уменьшить удлинение ленты, снизить практически вдвое влияние эффекта «fan-out» и, главное – обеспечить высокое качество совмещения красок.

Лучше сразу больше или сразу меньше
Лучше сразу больше или сразу меньше – этот принцип позволяет в несколько раз снизить инерционность красочного аппарата офсетной печатной машины. Известно, что стационарный процесс печатания нарушается в тот момент работы печатной машины, когда печатник, оценив изменение оптической плотности на оттиске, регулирует подачу краски путём перемещения в ту или иную сторону красочных ножей. Подобное внешнее воздействие на техническую систему, представляющую собой красочный аппарат офсетной печатной машины, вызывает пере- ходный процесс, который сопровождается изменением во времени его характеристик. Длительность переходного процесса определяется некоторым промежутком времени (инерционностью), по истечении которого красочный аппарат, приобретает новое установившееся состояние. В результате транспортного запаздывания краски, регулирование её подачи не сразу приводит к желаемому результату. Необходимое и ожидаемое изменение толщины красочного слоя на форме и оттиске проявляется только по истечении некоторого времени. Инерционность красочного аппарата тем выше, чем большее в нем количество валиков и цилиндров и чем больше диаметры этих валиков. На длительность переходного процесса оказывают влияние также и общая площадь печатающих элементов формы и условия перехода краски с формы на запечатываемый материал.
Переходную функцию, отображающую реакцию многовалковой системы красочного аппарата на регулировку подачи краски, можно представить экспоненциальной зависимостью:
Известно, что при экспоненциальной зависимости переходный процесс считается практически законченным после числа циклов равных 3. Это соответствует в среднем, как показала практика, 100–200 оттискам, которые уходят в макулатуру.
Время переходного процесса можно существенно сократить, если резко увеличить или уменьшить подачу краски по сравнению с необходимой величиной в несколько К раз, например, на KΔh0. При этом ножи зональной регулировки подачи краски, так называемые красочные шиберы, управляемые индивидуальными двигателями, перемещаются больше или меньше чем надо, согласно алгоритму перемещения, заложенному в программе управления. Сразу же после такой форсированной подачи краски они, через какое-то расчётное время, должны совершить обратную операцию, отрабатывая назад, для уменьшения регулировкив (К-1) раз до требуемой величины Δh0 (рис 5).
В этом случае длительность переходного процесса при форсированной подаче краски уменьшается в несколько раз по сравнению с длительностью этого процесса при обычном ручном способе регулирования. Применение современных методик и прикладных программ с использованием «бортовой» ЭВМ, установленной в печатной машине, существенно сокращает время переходного процесса благодаря алгоритму автоматического управления работой и настройкой ножами краскопитающей группы по принципу «сразу меньше или сразу больше», что положительно влияет на работу красочного аппарата.

НП №3, апрель 2011


Возврат к списку

Copyright 2010 - 2018, «Новости Полиграфии»