理论教育 学习柔版印刷机的结构组成及工作原理

学习柔版印刷机的结构组成及工作原理

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:卷筒纸柔版印刷机结构主要由放卷/收卷装置、印刷装置、输墨装置、张力控制装置、干燥及冷却装置等部分组成。使用虚拟仿真系统熟悉输纸装置移动触控笔,主键单击左侧选择区的“结构组成”按钮,操作模块区显示柔版印刷机结构部分。柔版印刷装置结构比较简单,主要由印版滚筒、压印滚筒、柔性印版等组成。机组式和层叠式柔性版印刷机的压印滚筒的构成与印版滚筒基本相似。

学习柔版印刷机的结构组成及工作原理

移动感应触控笔,单击模块左侧选择区的“结构组成”按钮进入平版印刷机的结构组成界面,界面显示平版印刷机结构组成。卷筒纸柔版印刷机结构主要由放卷/收卷装置、印刷装置、输墨装置、张力控制装置、干燥及冷却装置等部分组成。

1.放卷/收卷装置

(1)放卷/收卷结构及功能

柔版印刷机放卷部分为柔版印刷机的输纸部分,其作用是使卷筒纸开卷,平整地进入印刷机,并在印刷机转速减慢或停机时,消除纸上的皱纹并防止卷筒纸料卷拖到地面上。放卷装置一般由放卷电机、放卷轴、制动器、张力控制器等部分组成。

柔版印刷机放卷部分为柔版印刷机的收纸部分,其作用是将印刷完的料卷进行复卷,复卷速率要与放卷的速率相对应,防止出现印品蹭脏、料卷断裂等故障。收卷装置一般也由复卷电机、复卷轴、张力控制器等部分组成。复卷电机的转速要跟随主轴的速度,在运行过程中随着主轴的速度变化随时变化。

卫星式柔性版印刷机的收放卷装置一般采用直流电机软连接,放卷装置与收卷装置均自成一个闭环控制系统,浮动辊张力检测装置检测放卷或收卷的张力,将其值反馈到电脑控制器,由直流电机调整速度,将各闭环系统的张力恒定在设定值上。放卷与收卷部分一般采用不停机换卷,以减少原材料的损耗,并最大限度地减少换卷时产能的下降。

(2)张力控制系统结构及功能

柔版印刷机张力控制系统,主要用于控制料卷再开卷、复卷以及印刷过程中纸带的张力问题,便于顺利地完成料卷的传递和印刷。

放卷部件处安装有驱动辊机构,驱动辊是一个容易调节的可变速进纸辊,它控制着卷筒纸平稳地进入印刷机组的速度,并与料卷制动装置一起产生料带的解卷张力,以适应不同承印物(卡纸、薄纸、塑料薄膜等)的印刷,同时确保卷筒纸保持正确的纵向位置。

放卷部件的浮动辊机构,可以减少解卷张力的波动,同时缩短更换料卷时的停机时间,以提高柔版印刷机的使用效率。大多数柔版印刷机都配备连续换卷装置,在不停机的情况下,把料卷接好,此时浮动辊就显得格外重要。

(3)使用虚拟仿真系统熟悉输纸装置

移动触控笔,主键单击左侧选择区的“结构组成”按钮,操作模块区显示柔版印刷机结构部分。将移动触控笔对应光标放置到输纸装置中的某一个零部件时,零部件上方显示该零件的名称,主键单击工具栏下的隐藏工具按钮,移动感应触控笔将模型区处放卷装置外的其他零件隐藏掉,可得柔版印刷机放卷装置如图5-5所示。

移动触控笔,将触控笔光标放置在零部件上方,左键单击零部件,可以对零部件进行拆卸,拆卸后的零部件可以移到机器周边,便于观察零部件的结构和外形,同时也便于操作者观看机器内部结构,并对机器内部结构进行拆卸,如图5-6所示。拆卸完后,连续左键单击模块下面的功能按钮区内的安装按钮,拆卸完后的零部件按拆卸先后顺序完成零部件回位或安装。

图5-5 柔版印刷机放卷装置三维图

图5-6 柔版印刷机放卷装置拆卸三维图

2.印刷装置

柔版印刷根据印刷装置结构的不同,可以分为机组式、层叠式、卫星式三种类型。柔版印刷装置结构比较简单,主要由印版滚筒、压印滚筒、柔性印版等组成。为了获得良好的套印精度,压印滚筒必须经过精密加工 ,特别是卫星式柔印,对压印滚筒的精度要求最高。

(1)印刷装置结构与功能

a.印版滚筒

印版滚筒体一般采用无缝钢管。与其他印刷机的印版滚筒一样,由滚筒体、滚枕、滚筒传动齿轮等组成。印版滚筒的形式根据滚筒体的结构特点不同,主要有两种形式,即整体式和磁性式。

b.压印滚筒

压印滚筒是卫星式柔版印刷机的核心部分,大多采用铸铁材料,少数由钢辊制成。机组式和层叠式柔性版印刷机的压印滚筒的构成与印版滚筒基本相似。柔版印刷各色印刷单元间的距离短,需要干燥装置,为了防止干燥加热引起的压印滚筒膨胀对套准造成影响,现代高速印刷机大多采用双壁式结构,双壁腔与冷却水循环系统相连接,以调节和控制滚筒体的表面温度。

c.柔性印版

目前,国内引进的柔性版材基本上都是固体感光树脂版,版材的厚度则根据柔版印刷机的要求来选择,常见的版材厚度为1.70mm及2.29mm,常见柔性印版通过不干胶粘贴方式,粘贴到印版滚筒表面,新型柔性印版采用套筒式,通过气胀吸附方式固定到印版滚筒表面。

柔性版的制版是通过阴图胶片将图文转移到印版上。首先用紫外光对版材进行背面曝光,其作用在于确定印版上浮雕的高度,即腐蚀的深度,并固化底基。其次将印版与胶片一起在紫外光作用下进行正面曝光,以形成印版上的图文印刷部分,并使之固化。将印版置于溶剂中刷洗,目的是刷去版材上未曝光部分,使图文部分形成浮雕。然后将印版放在烘干器中烘干,促使版材中吸收的溶剂尽快挥发,使印版的厚度恢复到原来的标准值。最后对烘干的版材进行后曝光及去黏处理,能够进一步固化字肩及底基,并改善柔性版的印刷性能。质量高的柔性版其耐印力应大于50万印,甚至高达100万印。

(2)印刷压力调节

印刷压力过大是造成柔性版印刷网点增大的主要原因。印刷压力大,版面容易因过度挤压而使网点增大变形,并且网点边缘的油墨也容易转移到印张上,造成印刷糊版、重影或网点增大现象。生产工艺情况表明,采用较小的印刷压力,是提高网点印刷质量的重要措施。所以应合理调整印刷压力,尽量将压力调轻一些。一般将印版的压缩量控制在0.1mm之内,通常印刷精细网线时压力相对小一些,而印刷实地时,压力则要大一些。柔性版的硬度低,与承印物接触时较均匀,印刷出来的墨色也较均匀,但网点增大较厉害,图像的层次再现性差。因此,在印刷表面光洁的承印物和网目半色调印刷品时,要求印版的硬度要高一些,而印刷表面粗糙的承印物和实地印刷品时,要求印版的硬度低一些,以提高产品的印刷质量。

(3)使用虚拟仿真系统熟悉印刷装置

移动触控笔,主键单击左侧选择区的“结构组成”按钮,操作模块区显示柔版印刷机结构部分。主键单击工具栏下的隐藏工具按钮,移动感应触控笔将模型区处印刷装置外的其他零件隐藏掉,可得柔版印刷机印刷装置如图5-7所示。

图5-7 柔版印刷机印刷装置三维图

移动触控笔,将触控笔光标放置在零部件上方,左键单击零部件,可以对零部件进行拆卸,拆卸后的零部件可以移到机器周边,便于观察零部件的结构和外形,同时也便于操作者观看机器内部结构,并对机器内部结构进行拆卸,如图5-8所示。拆卸完后,连续左键单击模块下面的功能按钮区内的安装按钮,拆卸完的零部件按拆卸先后顺序完成零部件回位或安装。

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图5-8 柔版印刷机印刷装置拆卸三维图

3.输墨装置

(1)输墨装置结构及功能

柔性版印刷机的输墨系统类型较多,一般采用短墨路系统。常见的柔版印刷输墨系统有两辊式计量供墨系统、刮刀刮墨系统、全密封双刮刀空腔墨斗系统。

a.两辊式计量供墨系统

两辊系统是指柔性版印刷机的定量供墨是由两个辊子来完成的,这两个供墨辊分别是网纹辊和墨斗辊,简称为两辊系统。网纹辊从墨斗辊上墨后,由另一橡胶刮墨辊刮墨,然后网纹辊将保留在网孔中的油墨转移到印版上,完成传墨的全过程。由这种两辊系统可以实现一定程度上的定量供墨。这一结构目前仍较多地用于中低档柔性版印刷机、涂布机和纸箱印刷机中。

两辊式计量供墨系统的一个主要优点是墨斗辊、网纹辊与油墨的接触时间较长,提高了油墨传输中墨膜的再润湿作用。它的另一个优点是所使用液体油墨形成的液压力,由于这种液压力作用,墨膜厚度可以随着油墨黏度、机器的设置和速度的变化而变化。

b.刮刀刮墨系统

刮刀刮墨系统供墨,除了在使用墨斗辊和网纹辊外,还需要配置刮墨刀。墨斗辊浸泡在墨斗槽中,墨斗辊将油墨传递给网纹辊,网纹辊再将油墨传递到印版上。刮刀刮墨系统中的网纹辊一般采用激光雕刻陶瓷网纹辊,而不常使用金属网纹辊,因为在与刮刀配套使用时,金属网纹辊的使用寿命大大降低。

激光雕刻陶瓷网纹辊的使用,是多年来定量供墨系统的重要进步。激光雕刻技术的进步是获得高质量激光雕刻陶瓷网纹辊的重要基础。新一代激光雕刻技术,使雕刻生产的陶瓷网纹辊的网线数可高达2500线/英寸,网孔的特征参量包括开口、壁厚、孔深、陡度都有明显提高。网孔的深度更深,底部平整、壁厚较薄,因此很浅的孔深就能达到较高的储墨容积,油墨的释放能力增强,油墨密度分布均匀性提高,网孔的清洁更容易。超精细的激光雕刻陶瓷网纹辊的出现以及陶瓷网纹辊性能的全面提高,是目前高档柔性版印刷机中定量供墨系统性能提高并实现精细的柔性版印刷技术的可靠保证。

c.墨斗系统

全密封双刮刀空腔墨斗系统与刮刀刮墨系统主要的区别在于,所使用的刮刀不同,刮刀刮墨系统使用的是单刮刀,全密封双刮刀空腔墨斗系统使用的是双刮刀,两个刮刀之间形成一个半密闭的腔体,油墨放于腔体内,这种刮墨方式又可称为腔式刮墨系统。

无论使用的是反向刮刀、正向刮刀系统,还是两辊系统,都属于敞开式供墨结构,均由墨槽供墨。网纹辊上的油墨经过一定的过程后,部分用于印刷,多余部分又返回墨槽。这样的结构型式使油墨经常性大面积直接暴露于大气之中,溶剂型油墨会使溶剂挥发到周围空气中,造成油墨特性变化和出现环境问题;水基型油墨也会产生气泡,最终影响印刷质量。全密封双刮刀空腔墨斗系统由网纹辊(通常用陶瓷网纹辊)两把刮刀、密封条、储墨容器、墨泵、输墨软管等部件组成。该系统具有如下优点:供墨系统中采用反向刮刀结构,因此印刷机可以在高速状态下工作;减少了溶剂基油墨使用,溶剂在系统内部挥发,缓解了环境污染;终止了水基墨使用过程中伴随出现的泡沫问题;系统可与清洗系统快速对接,实现在较短时间内对系统内部各沾墨元件的彻底洗净,减少了油墨颜色更换时间。用泵和清洗剂在供墨密封系统内部直接清洗,不需拆下辊子和其他沾墨零部件,有利于减少停机时间,充分发挥机器的生产能力。

(2)使用虚拟仿真系统熟悉输墨装置

移动触控笔,主键单击左侧选择区的“结构组成”按钮,操作模块区显示柔版印刷机结构部分。主键单击工具栏下的隐藏工具按钮,移动感应触控笔将模型区处输墨装置外的其他零件隐藏掉,可得柔版印刷机输墨装置如图5-9所示。

图5-9 柔版印刷机输墨装置三维图

移动触控笔,将触控笔光标放置在零部件上方,左键单击零部件,可以对零部件进行拆卸,拆卸后的零部件可以移到机器周边,便于观察零部件的结构和外形,同时也便于操作者观看机器内部结构,并对机器内部结构进行拆卸,如图5-10所示。拆卸完后,连续左键单击模块下方的功能按钮区内的安装按钮,拆卸完的零部件按拆卸先后顺序完成零部件回位或安装。

图5-10 柔版印刷机输墨装置拆卸三维图

4.干燥/冷却装置

(1)干燥装置

由于柔版印刷机各色印刷单元间的距离短,为了得到精美印刷品,需要每个色组之间设置一个干燥装置。柔版印刷常见的干燥装置有红外干燥、紫外干燥,部分设备安装有热风干燥,具有代表性的干燥装置为卫星式柔版印刷干燥装置。

卫星式柔性版印刷机的干燥装置一般分为两部分,一是分布在各印刷单元间的色组间干燥器,另一个是完成各色组印刷后的桥式干燥器。各色组间的干燥器安装在相邻两色组之间,如第一色组干燥器安装在第一、第二印刷单元之间,它的作用是保证柔性版印刷机印刷过程中湿叠湿工艺的需要,该干燥器干燥后的印品,油墨表面已成膜,但未干透。因此N色柔性版印刷机需配置N-1个色组间干燥器。最后一组印刷单元印刷完成后,已不再需要叠印,因此一般不再加此类干燥器,直接进入桥式干燥器。桥式干燥器其实是一个按一定长度设计的烘道,由于它位于中央压印滚筒与收卷装置之间,极像是连接这两个部件的桥,故称桥式干燥器。

(2)冷却装置

经过干燥后的纸张,水分丢失,柔软性变差,在复卷的过程中容易破裂,为防止复卷过程中出现故障,需要对干燥后的纸张进行冷却处理。此外为了防止干燥加热引起的压印滚筒膨胀对套准造成影响,也需对压印滚筒进行冷却处理。

印刷过程中,经桥式干燥器干燥后的承印物,在收卷前尚需冷却,由于卫星式柔性版印刷机一般生产速度均在250m/min以上,仅靠自然条件下的风冷不能满足基材的散热,因此,使用内置水循环系统的冷却辊来对承印物加强冷却,冷却辊表面镀铬,以防止冷却水凝结的水滴腐蚀滚筒表面。

(3)使用虚拟仿真系统熟悉干燥/冷却装置

移动触控笔,主键单击左侧选择区的“结构组成”按钮,操作模块区显示柔版印刷机结构部分。主键单击工具栏下的隐藏工具按钮,移动感应触控笔将模型区除干燥/冷却装置外的其他零部件隐藏掉,可得柔版印刷机干燥/冷却装置如图5-11所示。

图5-11 柔版印刷机干燥/冷却装置三维图

移动触控笔,将触控笔光标放置在零部件上方,左键单击零部件,可以对零部件进行拆卸,拆卸后的零部件可以移到机器周边,便于观察零部件的结构和外形,同时也便于操作者观看机器内部结构,并对机器内部结构进行拆卸,如图5-12所示。拆卸完后,连续左键单击模块下方的功能按钮区内的安装按钮,拆卸完的零部件按拆卸先后顺序完成零部件回位或安装。

图5-12 柔版印刷机干燥/冷却装置拆卸三维图

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