Система регулирования общей подачи краски

План:

Назначение  системы 2

Функциональная  схема системы 3

Принцип действия системы 4  

Автоматизированная  система подачи краски 11 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Назначение системы

Система регулирования общей подачи краски используются во всех машинах офсетной. Фактическое нанесение краски на печатную форму зависит от многочисленных исходных данных, среди которых гидродинамические процессы переноса краски из красочного ящика на систему валиков, расщепление и прохождение потока краски в промежутке между отдельными контактными зонами, а также фазовое положение осевого раската. Важно учесть влияние увлажняющего раствора при образовании эмульсии «краска-вода». Характер переноса краски от красочных накатных валиков на печатную форму, так же как и с печатной формы на офсетное полотно, а затем с него на бумагу, должен учитываться при установке натиска в печатном аппарате. Теоретические расчеты позволяют приближенно задать его установку, затем она корректируется с учетом результата процесса печати. Возможно внедрение систем, применяющих специальные обучающиеся алгоритмы. Во время печатного процесса краска с печатающих элементов формы передается через офсетный цилиндр на запечатываемый материал. Задача красочного аппарата заключается в том, чтобы постоянно подавать на печатающие элементы новые порции краски с тем, чтобы печатный процесс не прекращался. Определенное количество печатной краски должно непрерывно подаваться в печатную систему. Баланс между количеством подачи краски и ее отдачей печатной форме должен быть отрегулирован так, чтобы исключить колебания плотности краски на оттиске. Наряду с соблюдением баланса, решающее значение для качества печати имеет постоянство толщины красочного слоя на печатающих элементах формы и на запечатываемых участках материала. Теоретически повсюду на печатном листе должен находиться красочный слой одинаковой толщины – этим допущением в репродукционной технике обосновывается изготовление цветоделенных фотоформ. 
 
 
 
 
 
 

Функциональная  схема системы

Рис. 1 Схема красочного и увлажняющего аппаратов офсетной машины

 
• крайне малые колебания средней  толщины красочного слоя;  
• постоянство толщины красочного слоя на печатающих элементах и на запечатанных участках материала (бумаги) в пределах всей поверхности. Эти величины зависят от конструктивных особенностей красочного аппарата, шероховатости печатного материала, микрогеометрии печатной формы и резинового офсетного полотна. Реологические свойства печатной краски определяют равномерное покрытие ею полностью запечатываемого элемента и отдельных растровых точек на печатном материале.  
 
 
 
 
 
 
 

Принцип действия системы  

В красочном  аппарате (рис. 1) осуществляется периодическая (прерывистая) подача краски посредством качающегося передаточного валика H. Последний принимает от дукторного цилиндра сравнительно толстый слой печатной краски и передает часть его благодаря своему вращению на первый валик SO красочного аппарата. Выбор зазора между дуктором и ножом, продолжительность вращательного движения дукторного цилиндра D (преимущественно прерывистого), время контакта передаточного валика и скорость вращения валиков являются определяющими факторами для дозирования подаваемого количества краски. Наряду с системами прерывистой подачи краски имеются также системы для ее непрерывной подачи (так называемые «красочные аппараты пленочного типа»). Все валики красочного аппарата (кроме валиков D и H) имеют одинаковую окружную скорость, так же как формный и офсетный цилиндры. Система работает почти без проскальзывания, если не считать его малую величину, обусловленную деформацией сжатия между жесткими и эластичными валиками. Нанесенная полоса краски многократно расщепляется и раскатывается. Количество краски, находящейся в красочном аппарате, зависит от числа красочных валиков и от площади их поверхностей. При оптимальном конструктивном исполнении красочного аппарата можно исходить из того, что накатные красочные валики от А1 до А4 создают на печатающих элементах формного цилиндра относительно постоянный красочный слой, т.е. после последнего накатного валика А4 обеспечивается получение красочного слоя примерно постоянной толщины независимо от распределения печатного изображения на форме. В печатной зоне (между офсетным и печатным цилиндрами) часть красочного слоя переносится на запечатываемый материал. Как известно, офсетные печатные формы отличаются тем, что печатающие и пробельные элементы находятся в одной плоскости. «Необходимые» количества краски и увлажняющего раствора на форме (при сбалансированном их количестве) должны соответствовать задачам оптимального процесса печати. Если баланс нарушается, то происходят изменения толщины красочного слоя на оттиске. Как прерывистая подача печатной краски в системе передаточный валик и дукторный цилиндр, так и неравномерная ее подача на форму (пробельные и печатающие элементы) является причиной того, что реально нельзя говорить о точном, постоянном процессе. Следует обращать внимание на расщепление краски на отдельных участках контакта при печати, а также при ее прохождении в красочном аппарате. В упрощенной модели нанесения краски посредством одного накатного валика можно пояснить возникновение «паразитных» эффектов обратного действия (рис. 2). Для упрощения модели не будем принимать во внимание слой увлажняющего раствора. Рис. 2 Перенос краски в красочном аппарате:

 
а - с красочного накатного валика на формный цилиндр;  
б - с печатной формы на запечатываемый материал Перед нанесением краски на накатном валике находится ее слой толщиной S1. На печатающих элементах формы имеется остаточный красочный слой толщиной S2. После нанесения краски печатающий элемент на форме будет иметь новый красочный слой S4, а на соответствующем участке накатного валика останется красочный слой толщиной S3. Толщины красочного слоя S3 и S4 выводятся с учетом коэффициента расщепления (предполагая, что имеются замкнутые красочные слои, а не сегментообразные, как показано на рис. 2): S4 = α (S1 + S2 ), S3 = (1 – α)(S1 + S2). В соответствии с рис. 2а непосредственно перед участком с толщиной S3 и после него накатной валик имеет толщину слоя S1. Таким образом, появляется участок резкого изменения в толщине слоя с разницей ∆s = S1 – S3. Правда, эта разница уменьшается при дальнейших прокатываниях расположенным выше раскатным валиком, а также при подаче новой краски из красочного аппарата. Однако она не устраняется полностью. Эта разница сказывается на слоях краски на печатающих элементах и на запечатываемом материале. На печатающих элементах в этом случае не будет создаваться красочный слой постоянной толщины. Это ухудшает качество печати. На печатный процесс влияет схема построения красочного аппарата (возможность возникновения эффекта шаблонирования). На рис. 2б представлены основные процессы расщепления краски и параметры толщин слоев, начиная от формного цилиндра до печатного листа. В идеальном случае следует исходить из постоянного коэффициента расщепления α = 0,5 и постоянной толщины слоя S4 на печатной форме. Для совершенствования конструктивных решений красочных офсетных аппаратов имеется два пути:  
• экспериментальный;  
• теоретический или расчетный.  
Экспериментальный путь предусматривает изготовление нескольких образцов офсетных красочных аппаратов или одного очень вариабельного прототипа. На них проводятся опыты по печати, причем следует иметь в виду, что печатные параметры должны оставаться постоянными для того, чтобы были получены поддающиеся анализу результаты. Теоретический путь соответствует моделированию процессов переноса краски и увлажняющего раствора в красочном аппарате посредством описания физических процессов с последующим использованием программных средств, реализуемых на компьютере. В красочном аппарате следует рассматривать два вида процессов. Краска и увлажняющий раствор в печатном процессе переносятся на поверхность материала. В этом случае решающую роль играют поверхностные свойства (например, смачивание, пористость и шероховатость) запечатываемого материала. Впервые процесс переноса краски с печатной формы на запечатываемый материал был подробно исследован Уолкером и Фецко. Второй случай имеет место тогда, когда передающая краску поверхность находится в контакте с другой, имеющей краску и влагу. В была рассмотрена функциональная зависимость этого процесса. Представленная на рис. 1 схема красочного аппарата построена на принципе переноса основного потока краски на печатную форму посредством первых накатных валиков А1 и А2. Валики А3 и А4 переносят на печатную форму лишь небольшое количество краски и выполняют, главным образом, функцию «утюга». (Расчетная оценка процентных долей толщины слоя S4 (рис. 2), которые передаются отдельными накатными валиками, составляет А1 = 45%, А2 = 38%, А3 = 10%, А4 = 7%.) Это означает, что имевшие место колебания толщины слоя на печатающих элементах формы уменьшаются. В идеальном случае все печатающие элементы должны иметь одинаковую толщину красочного слоя. В действительности же имеются его колебания. Чем они меньше, тем лучше качество переноса краски красочным аппаратом. Это определяется коэффициентом неравномерности η:

η = [(Smax – Smin)/Smittel]•100%,

где Smax – максимальная толщина красочного слоя на печатающих элементах формы; Smin – минимальная толщина красочного слоя на печатающих элементах формы; Smittel –среднее арифметическое толщин красочного слоя на печатающих элементах формы. Теоретические и практические исследования показали, что красочные аппараты, подающие основной поток краски на первые накатные валики, однозначно обеспечивают лучшие условия ее переноса, чем системы равномерной подачи. Поэтому современные красочные аппараты офсетных рулонных и листовых машин представляют краскоподающие системы с подачей основного потока краски на первые накатные валики. Другая возможность повышения качества переноса краски состоит в том, что в красочном аппарате устанавливают дополнительно группу валиков, которые выравнивают красочный слой (рис. 1 и 3).

 
Рис. 3 Красочный аппарат с системой выравнивания толщины красочного слоя на формном цилиндре

На рис. 4 представлены различные схемы красочных аппаратов. Красочные аппараты состоят из нескольких попеременно расположенных жестких цилиндров и эластичных валиков.

рис. 4

Рис. 5 

Посредством зональных винтов эластичный красочный  нож может устанавливаться на различных расстояниях от дукторного цилиндра (рис. 5), благодаря чему регулируется подаваемое количество краски. Система дукторный цилиндр – красочный нож имеет свои недостатки. Красочный нож можно представить как упругую балку на n опорах ( n – количество зональных винтов). Так как изменение положения одного винта оказывает непосредственное влияние не только на соседние зоны, а на всю систему, изготовителями были созданы разные решения для регулировки красочных зон без оказания влияния на соседние. В красочной зональной системе фирмы Heidel-berger Druckmaschinen AG (рис. 6) определенный по толщине красочный слой на дукторном цилиндре образуется путем его взаимодействия с набором регулируемых цилиндров с внутренней эксцентричной поверхностью. Цилиндры имеют по краям кольца, служащие опорой на дукторном цилиндре. Как можно видеть на рис. 6б, на дукторном цилиндре, благодаря тому что он опирается на кольца, в результате образуются свободные от краски области. Качающиеся аксиальнораскатные цилиндры в красочном аппарате выравнивают краску. В целом образуется равномерный красочный слой. Между дукторным цилиндром и эксцентричными цилиндрами помещается пленочное покрытие, которое облегчает чистку красочного ящика. Эта система благодаря своему построению автоматически компенсирует неравномерности кругового вращения дукторного цилиндра и температурные изменения, так что можно говорить об устойчивой и 
надежной конструкции.

рис. 6

Рис. 6 
Красочный ящик CPC с зональной, свободной от побочного действия регулировки подачи краски:  
а - красочный ящик;  
б - регулируемый эксцентрик и дукторный цилиндр;  
в - красочный ящик в красочной секции;  
г - схема зональной подачи краски (Heidelberg)

 
Созданы и другие системы без  побочного краевого действия, такие, как красочные шиберы, консольно  надрезанный красочный нож. В  классических красочных аппаратах (рис. 1) требуются регулировочные системы подачи краски, поскольку расход краски изменяется по ширине ее подачи в соответствии с изображением. Соответственно для этого должны устанавливаться зональные красочные элементы или красочный нож (рис. 6).                                  

Автоматизированная  система подачи краски

  При наличии точных систем приводки в процессе установки печатных форм для отдельных цветоделенных изображений не требуется предварительная настройка для совмещения изображений. Точная установка подачи печатных красок может быть выполнена после печати первого листа в несколько этапов. Подача краски на отдельные участки формы, разделенной на зоны, зависит от требуемого объема краски на печатной форме. Каждая красочная зона должна быть настроена на подачу соответствующей толщины слоя на форму в направлении печати. Это достигается изменением угла поворота дукторного цилиндра в красочном резервуаре. Кроме того, существует необходимость точной установки красочных зональных щелей одной печатной секции и следующих за ней других секций. Настройка красочных зон является трудоемким процессом, если печатник производит ее вручную последовательно секция за секцией. Кроме того, это очень сложный процесс, и результат зависит от опыта печатника и качества его визуальной оценки зональной потребности в краске и ее настройки. Дистанционное регулирование подачи краски через панель управления машины известно уже давно. Однако количественная оценка точной предварительной установки зональной подачи краски отсутствовала. Существенный прогресс в сокращении времени настройки был достигнут с созданием так называемых сканеров печатной формы. С их помощью на печатной форме, прежде чем она будет закреплена в секции машины, автоматически измеряется относительная зональная потребность в краске. Первые такие устройства появились в 1982 г. (например, DEMIA фирмы Dainippon Printing и CPC3 фирмы Heidelberg). На рис. 7 представлено устройство для считывания печатной формы. Посредством оптической системы (на основе различных характеристик отражения от печатающих элементов изображения и свободных от краски участков поверхности) определяется средняя процентная площадь поверхности в пределах красочной зоны (полная поверхность соответствует 100%). В алгоритме, учитывающем конструкцию красочного аппарата, характеристическую кривую печатного процесса, влияние краски и бумаги, определяется установка красочных зон и объем краски, подаваемой дукторным цилиндром. Информация может быть передана либо непосредственно через канал передачи данных к машине, либо через носитель (например, ЗУ типа Flash Card), на котором может содержаться информация. На основе этих данных регулировка подачи краски может выполняться предварительно во всех печатных секциях машины еще до того, как будут закреплены формы и начнется процесс подачи бумаги в машину. По данным о потребности в краске и ее распределении на печатной форме могут быть выполнены дальнейшие установки. Современные системы управления дают возможность полностью описывать заказ на допечатной стадии в цифровом виде. Они позволяют рассчитывать параметры подлежащего печати тиражного оттиска и отдельных цветоделенных изображений по зонам. В этом случае считыватель печатной формы не нужен. Вычисление предварительной установки подачи краски по данным о печатном изображении на допечатной стадии является примером применения так называемого допечатного интерфейса (Prepress Interface). Посредством его и специального формата данных PPF (Print Production Format) может быть получена информация для предварительной настройки машины, в частности, и для подачи красок. На рис. 8 показано, как на мониторе отображается результат расчета площади поверхности в различных цветовых зонах основных красок четырехкрасочного процесса (черной, голубой, пурпурной и желтой) для отдельных печатных секций. Расчет и установка подачи краски выполняется компьютером, встроенным в пульт управления.  
 
 
Рис. 7 Устройство считывания печатных форм для определения зональной потребности в краске офсетной печатной формы (CPC 31, Heidelberg)