Nyomdaipari Gépek Szerkezettana

Átírás

1 Debreceni Egyetem Műszaki Kar Gépészmérnöki Szak 2007/2008 tanév 2. (tavaszi) félév DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 1

2 5. Előadás A flexónyomtatás technológiája és berendezései DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 2

3 Program változás!!! DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 3

4 Dátum Előadás Kapcsolt feladat 1. Febr. 11. A nyomdaiparról Nyomtatási technológiák áttekintése. A nyomtatás szerkezeti elemei. 2. Febr. 18. Az ofszet íves és tekercs nyomógépek szerkezete. Bemutató gyakorlat 3. Febr. 25 Az ofszet nyomóművek szerkezeti kialakításai. Íves ofszet nyomógépek. A félévi követelmények ismertetése Jegyzőkönyv Üzemlátogatás DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 4

5 Dátum Előadás Kapcsolt feladat 4. Márc. 3. Tekercsnyomó gépek és tartozékaik 5. Márc. 10. Flexonyomtatás 6. Márc. 18. Nyomdagépek szerkezeti elemei. Digitális nyomógépek. 7. Márc. 31. Kötészeti technológiák gépesítése 1. zárthelyi dolgozat DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 5

6 Dátum Előadás Kapcsolt feladat 8. Ápr. 7. Nyomdagépek vezérlési rendszerei 9. Ápr. 14. Kötészeti gépek A könyvgyártás jellemző berendezései 10. Ápr. 21. Kötészeti gépek Bemutató gyakorlat Jegyzőkönyv Üzemlátogatás DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 6

7 Dátum Előadás Kapcsolt feladat 11. ápr. 28. Nyomdaipari gépeket kiszolgáló energetikai, légtechnikai és egyéb speciális gépegységek 12. máj. 05. A nyomdagépek fejlesztésének irányai 2. zárthelyi dolgozat Pót-zárthelyi dolgozat DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 7

8 A flexónyomtatás kialakulása 1900-as évek eleje: anilinnyomtatás Anilinolaj alapú anilinszínezék használata (kátrányszármazék). Felhasználási terület: olcsó, nagytömegű árúk csomagolás céljára pl. papírzacskók KÖVETKEZMÉNY: az elnevezés hátráltatta a fejlődését 1951 március: USA-ban pályázatot írtak ki a név megváltoztatására október 22-től: flexography flexográfia vayg flexónyomtatás DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 8

9 flexography olyan magasnyomtatási módszer, melynél gumiból készült nyomólemezeket és folyékony (hígfolyós), gyorsan száradó festékeket használnak as évek: a flexónyomtatás közvetlen rotációs nyomtató eljárás, rugalmas magasnyomóformákkal, amelyek különböző kerületű hengerekre erősíthetők fel. A nyomóformát egy henger, vagy egy rákelezett raszter henger festékezi be, a nyomóforma pedig átadja a hígfolyós nyomdafestéket a tetszőleges felületi tulajdonságú nyomathordozóra. DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 9

10 Történeti áttekintés 1. A XIX. század 60-as éveiben alkalmaztak már anilinnyomógépet (USA) 1853: gumi nyomólemezre adtak ki szabadalmat (USA) 1905-től számítják az eljárás megszületését: Holweg cég anilinnyomógépének megépítése Nyomógépek: egyszerű felépítés, könnyű csináld magad Festékek: legtöbb probléma az alkalmatlan festékből adódott DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 10

11 Történeti áttekintés 2. Nyomólemez: egyszerű (betűk, írásjelek) műszaki alapismeret hiánya 6, 7 ismétlés nyomóforma rögzítés kezdetleges ÖSSZEGEZVE: Könnyű nyomógépek Rossz nyomdafestékek Kis hajlítószilárdságú hengerek Alkalmatlan hajtóművek Műszaki ismeretek hiánya Rossz nyomatminőség DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 11

12 Történeti áttekintés : új csomagolóanyag celofán új alkalmazási területek fejlesztések 1931: fehér pigmentet tartalmazó nyomdafesték kifejlesztése 1934: sárga, arany, ezüst, vörös, zöld, kék, fekete stb. 1938: vizes festékek (papír- kartonhoz) Többszín nyomtatás új nyomógép konstrukciók: szárítóművek, elektronikus színilleszkedés ellenőrző egység nyomógép sebessége növelhető bővült az alkalmazási terület további egységek a nyomógépekhez Nyomólemezek: gumilemezek nyúlásának kompenzálása, kétoldalas ragasztófólia, méretpontos nyomólemezek DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 12

13 Történeti áttekintés : új nyomathordozó acetát fólia további alkalmazási területek első nyomóforma montírozó berendezések gyorsabb beigazítás növekvő termelékenység 1950-: új név: flexónyomtatás új csomagolóanyag polietilén Gyors fejlődés: hullám karton kombinált csomagolóanyagok napilapgyártás alkoholos pigment festékek fotopolimer nyomóformák raszter henger alkalmazása NYOMATMINŐSÉG JAVULÁSA DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 13

14 Történeti áttekintés 5. XX. század utolsó negyede: minőségi csomagolóanyagok iránti igény megnőtt a technológia újabb rohamos fejlődése Nyomóforma-készítés Digitalizálás Lézersugaras levilágítás Lézervésett nyomóformahengerek Speciális szoftverek Nyomathordozók Optimális nyomtathatósági tulajdonságok Vastagsági tűrés mikronos tartományban Metallizált műanyag fóliák BOPP DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 14

15 Történeti áttekintés 6. Nyomdafesték Nyomógépek Pigmentek, gyanták, oldószerek választéka speciális receptúrákat eredményezett Nyomdafesték tulajdonságainak stabilizálása Mechanika és számítástechnika kombinációja Finom rácssűrűségű raszter hengerek (1000 v/cm-ig) A nyomógépek direkt meghajtása Termék-centrikus nyomógép építési módok Termelésirányítási rendszerek DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 15

16 Flexónyomtatás elve DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 16

17 A flexónyomtatás jellemzői A magasnyomtatás elvén alapuló eljárás Nyomathordozók széles skálája: a hullámkartontól a papír, műanyag fólia és fémfólián keresztül a kombinált nyomathordozókig. Kis viszkozitású nyomdafesték Gumi és fotopolimer nyomóformák Jellemző felbontás v/cm ( v/cm) Jellemzően tekercsnyomógépek Alkalmazási területek DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 17

18 A flexónyomtatás jellemzői A technológia jellemzője az árnyalati érték növekedés Négy szín + direkt színek Speciális rácselforgatást igényel A nyomóforma felületére kerülő festékréteg változtatható anilox henger készlet Rotációs eljárás a legördülési hossz változtatható nyomóformahenger választék Nyomóforma vastagsága: hengerátmérőtől függő nyomathossz növekedést eredményez DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 18

19 Minőség Flexónyomtatás jellemzői MÉLYNNYOMTATÁS OFSZETNYOMTATÁS FLEXÓNYOMTATÁS Példányszám DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 19

20 Flexó nyomóforma A magasnyomó formával ellentétben a flexó nyomóforma felülete a mikrotartományban érdes, ezzel a nyomóforma-felület és a flexográfiai nyomdafesték között a szükséges affinitás létrejön. Fotopolimer flexó nyomóforma Nyomóforma vastagsága: 0,67-7,00 mm Nyomóforma keménysége: (69) ºSh Alátét ragasztók: Vastagság: figyelembe kell venni a nyomathossznál Rugalmasság: figyelembe kell venni az árnyalati érték változásnál DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 20

21 Flexó nyomóforma felépítése hordozó (acél, alumínium, poliészter), kötőanyag, fényérzékeny réteg (fotopolimer 2 7 µm). (fotopolimer) fényérzékeny réteg kötőanyag hordozó (acél, alumínium, poliészter) DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 21

22 A flexó nyomóformával szembeni követelmények: a nyomóforma keménysége és rugalmassága elégítse ki a nyomathordozók igényeit, a nyomóforma teljes felületén egyenletes legyen a festékfelvétel és leadás, a nyomóelemek szélei élesen váljanak el a nyomólemez oldalfalától, ne legyen túl kicsi a megvilágítás turéstartománya, az alaplemez vastagsága csak kismértékben térhet el a megadott vastagság értékétol, ellenálló legyen oldószerekkel szemben, nagy példányszám nyomtatását tegye lehetové. DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 22

23 Flexó nyomóforma-készítés előmegvilágítás, főmegvilágítás, előhívás, szárítás, utókezelés, utómegvilágítás, pihentetés. DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 23

24 Hagyományos fotopolimer nyomóforma Elonyei: rövid kliségyártási idotartam, alacsony beruházási igény, széles alapanyag választék. Hátrányai: széles nyomóelem vállak, a nyomóforma kidolgozás megismétlése költséges, vákuum és filmhibák lehetosége, nagy árnyalati érték növekedési értékek, negatív képrészek becsukódása, filmek sérülékenysége. DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 24

25 Nem Retusálás Montírozás Addírozás Pozitív film Proof készítés Ellenőrzés rendben? Igen Negatív film készítése Hagyományos nyomóforma-készítés Nyomólemez (klisé) készítése Nyomólemez a formahengerre montírozása Nyomtatás DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 25

26 Nem Retusálás Montírozás Addírozás Proof készítés Ellenőrzés rendben? Igen Digitális flexó nyomóforma-készítés Nyomólemez (klisé) készítése Nyomólemez a formahengerre montírozása Nyomtatás DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 26

27 Flexó nyomóforma felépítése - hordozó - kötőanyag - fotopolimer-réteg - lézersugárzásra érzékeny réteg Digitális flexó nyomóforma-készítés maszk-készítés, hátoldali megvilágítás, főmegvilágítás, maszk-réteg eltávolítása előhívás, szárítás, utókezelés, utómegvilágítás. DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 27

28 Flexó nyomóforma DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 28

29 Hengeres gumi nyomóforma előállítása lézersugárzással másolóeredeti letapogató henger, 2. letapogatófej fotocellája, 3. letapogató fénysugár, 4. letapogatófej, 5. lézeres vésést vezérlo számítógép, 6. CO 2 lézer, 7. nyomóformahenger DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 29

30 Hengeres nyomóforma Elonyei: éles vállak a nyomóelemeknél, kisebb árnyalti érték növekedés, finomabb képi elem leképezés, finomabb rácssuruség alkalmazhatósága, proof eljárásokkal jobban összehangolható nyomatkép. Hátrányai: hosszabb kliségyártási idotartam, nagyobb beruházási igény, nagyobb muszaki és szakmai követelmények a technológiában. DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 30

31 A folyékony fotopolimer formakészíto gép részei: a rétegezo és megvilágító egység, nedves-elohívó, utánkezelo egység. DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 31

32 DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 32

33 Nyomdaipari Gépek Szerkezettana Tekercsről tekercsre Elsősorban csomagolóanyag-gyártásra alkalmazzák. Papír, műanyag- és fémfóliákra való nyomtatáskor; kombinált nyomathordozók esetén. Tekercsről ívre Keresztvágó alkalmazásával, csomagolópapírokat nyomtatnak, kíváló minőségben (egylapos speciális nyomtatványok gyártása: űrlapok, lottó szelvények stb.) Ívről ívre Általában borítékot, és hullámpapír csomagolóanyagokat nyomtatnak. DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 33

34 Flexónyomtatás festékei A flexó nyomdafesték összetételét a nyomathordozó tulajdonságai, valamint annak feldolgozástechnikai követelményei és felhasználási területei határozzák meg. Színezőanyagai oldható színezékek vagy oldhatatlan pigmentek, kötőanyaguk természetes- vagy műgyanták, oldószerük alkoholok, glikolok, észterek, víz stb. lehetnek. DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 34

35 A nyomtatáshoz a mechanikus szilárdsági tulajdonságok (dörzsállóság, vízellenálló képesség) és az esztétikai hatások (fényesség, színtartás) növelésére különféle adalékokat tesznek a nyomdafestékhez. Flexónyomtatás festékei A nyomóforma felületi tulajdonságai és a nyomdafesték felépítése egymással kölcsönhatásban vannak, amely meghatározó jellemzője az eljárásnak. DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 35

36 Flexónyomtatás nyomathordozói A nyomtatásra kerülő anyagok lehetnek szívóképes és nem szívóképes, teljesen zárt felületű anyagok. A flexonyomást előnyösen alkalmazzák csomagolóanyagok (papírból, kartonból, fóliákból stb. készült), formanyomtatványok, címkék nyomtatásához. A nyomdafesték a nyomtatás után egyből szárad, a nyomógépról lekerülő nyomatok azonnal feldolgozhatók, vagy egy további feldolgozási láncba pl. csomagológép iktatható. DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 36

37 Flexónyomtatás nyomathordozói Papír Mázolt papír Karton Lemez Műanyag fólia Fémfólia Kombinált nyomathordozók DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 37

38 A mázolt papír nagyobb minőségi és nyomtatási igényeket kielégítő felületnemesített nyomópapír, amelyet közvetlenül a papírgépben, vagy ahhoz csatlakoztatva egy külön gépen vonnak be mázréteggel. Ha a mázanyagot az alappapír egyik oldalára viszik fel kromo-, ha mind a két oldalára akkor műnyomópapírnak nevezzük. Műnyomópapír DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 38

39 A karton értékesebb nyersanyagokból, többnyire primer rostokból készült papírtermékek elnevezése, amelynek négyzetmétertömege 160 g/m 2 feletti, tipikusan g/m 2 között van. A leggyakrabban használt típusai: a kromo-, műnyomó-, ofszet- és játékkártya karton. DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 39

40 A lemez különlegesen merev, nagy négyzetméter-tömegű papíripari termék. Négyzetmétertömege 400 g/m 2 felett van. Nyomdaipari célokra a könyvfedéllemezt, a könyvgerinclemezt, és a szürkelemezt használják leggyakrabban. Könyvfedéllemez DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 40

41 A hullámpapírlemezek főleg 3 rétegből (fedő, hullám, és alátét) vagy két rétegből (fedő és hullám) állnak. A hullámréteget a külső rétegekkel ragasztással kötik össze. Hullámpapírlemez Különleges hullámpapír-szerkezet DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 41

42 Műanyag fóliák: celofán, polietilén, polipropilén, poliészter stb. felületi feszültség csökkentése előkezelés elektrosztatikus feltöltődés megakadályozása nyúlás orientálás Fémfóliák és fémmel gőzölt műanyag fóliák Kombinált nyomathordozók DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 42

43 Flexó nyomóegység felépítése DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 43

44 Festékezőmű felépítések: három hengeres v. merülő hengeres festékezőmű kéthengeres v. anilox hengeres festékezőmű Általános jellemzők: nyomógép leállásakor kerületi sebességek átadott festékmennyiség változtatása három hengeres festékezőmű a hengerek közötti rés beállításával nyomógép sebesség függő kéthengeres festékezőmű anilox hengerrel pontosan meghatározott festékmennyiség adódik át. DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 44

45 NYOMÓEGYSÉG HENGEREI Merülőhenger gumiborítású henger Nyomóformahenger simára polírozott fém(acél)henger: nyomóforma rögzítése kétoldalú ravasztó- fóliával, vagy mágneses erőtérrel, vagy sleeve-technológiával Ellennyomóhenger simára polírozott fémhenger DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 45

46 Anilox henger (v. raszterhenger v. rácshenger) A minőségi flexónyomatok fontos eszköze a befestékezéshez használt rácshenger, amely egyenletes festékfelhordást tesz lehetővé. A rácshenger olyan krómozott fémhenger vagy kerámia bevonatú henger, amelynek felületébe azonos térfogatú rácscsészéket alakítanak ki. A rácshengeren kialakított csészék formáját, kialakításának módját a különböző alkalmazási területek és a feldolgozásra kerülő anyagok minősége határozzák meg. Flexó nyomóegység felépítése Csapott piramis alakú rácskiképzés DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 46

47 A rácscsésze: geometria elrendezés jellemzők Anilox henger Ideális csészealak: amelyik kimerítése a legnagyobb gúla csonka gúla csonka kúp félgömb A nyomóforma rácsozásával való összefüggése: min 3x finomabbnak (nagyobbnak) kell lennie az anilox henger rácssűrűségének. A nyomóforma és az anilox henger rácsozása nem lehet párhuzamos. DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 47

48 Csavarmenetes rácskialakítás Különösen jól használható flexoeljárással történő lakk felhordáshoz Nagy oldószertartalmú nyomdafestékkel való nyomtatásnál; Melegragasztó-anyag felhordozásra Csavarmenetes rácskialakítás Pasztaszerű festékek felhasználásakor papír és műanyagok nyomtatásához DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 48

49 Csúcspiramis alakú rácskialakítás, diagonális elrendezésben Használata előnyös merülőhengeres megoldásoknál Az így kialakított csészék jól használhatók nagy oldószer tartalmú, híg festékekkel történő nyomtatáskor Olcsóbb és közepes minőségű nyomdafestékek felhasználására Papír és fóliák nyomásara Csúcspiramis rácskialakítás DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 49

50 Csapott piramis alakú rácskialaítás, diagonális elrendezésben Anilox henger Csapott piramis rácskialakítás Előnyösen használható pozitív és negatív rákelállás és nagy nyomtatási sebességek mellett Nagy oldószertartalmú, híg festékkel való felhasználáskor DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 50

51 Ravten rácskialakítású henger, diagonális elrendezésben Ravten rácskialakítás Előnyösen használható pozitív és negatív rákelállás és nagy nyomtatási sebességek mellett Nagy oldószertartalmú, híg festékkel való felhasználásra; A nyomathordozók széles skálájánál használható. DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 51

52 Free-floo rácskialakítású rácshenger, diagonális elrendezésben Free-floo rácskialakítás Előnyösen használható negatív rákelállás és igényes nyomtatványok előállításánál, nagy nyomtatási sebességek mellett Kis és nagy viszkozitású festékekkel való nyomtatáskor csökkenti a csíkképződést A nyomathordozók széles skálájánál használható DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 52

53 Roto-floo rácskialakítású rácshenger, diagonális elrendezésben Előnyösen használható negatív rákelállás és merülőhengeres megoldásoknál Jól használható kis oldószertartalmú nyomdafestékekkel való nyomtatáskor, nagy viszkozitás határok között Kiváló nyomdafesték-hordozást biztosít Roto-floo rácskialakítás DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 53

54 Rákelkés Feladata: az anilox henger felületéről a felesleges nyomdafesték eltávolítása Vastagsága: 0,10-0,25 mm, 0,2 mm az általánosan használt Anyaga: speciális, ellenálló acél műanyag műanyaggal bevont acél Szöge: egyirányú v. pozitív állású ellenirányú v. negatív állású változtatható DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 54

55 Rákelkés Soft Szénacél, nikkel bevonattal ellenáll a korrozív festékeknek és lakkoknak Flexolife Speciális élkialakítás hosszú élettartam Vizes és szerves oldószeres festékekhez is ajánlott Longlife Kemény bevonattal rendelkezik nagyobb élettartam DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 55

56 Rákelkés Standard Bevel Élszög: 4-15º. Kis példányszámoknál. Non-metallic Speciális alkalmazásokhoz. Kamrarákel rendszerben. Különböző anyagok, pl. üvegszálas és poliészter. DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 56

57 Rákelkamra kialakítása DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 57

58 Flexónyomógépek felépítése Többhengeres nyomógépek Központi ellennyomóhengeres nyomógépek Tandem elrendezésű nyomógépek Gyártósor jellegű (on-line típusú) nyomógépek 8 színes központi ellennyomóhengeres elrendezésű nyomógép DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 58

59 Flexó nyomógépek felépítése Négyszínes többhengeres flexó nyomógép DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 59

60 Többhengeres flexó nyomógép DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 60

61 Központi ellennyomó-hengeres nyomógépek: egy nagy átmérőjű, közös ellennyomóhenger körül vannak elhelyezve a festékezőművek. Hatszínes flexó nyomógép DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 61

62 Központi ellennyomó-hengeres, nyolcszínes flexó nyomógép DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 62

63 Nyomdaipari Gépek Szerkezettana Tandem elrendezésű nyomógépek: helytakarékos megoldás - egy ellennyomó-henger két benyomóművel van ellátva. Mivel a benyomóművek egymáshoz közel helyezkednek el, nagy sebesség esetén szárítás is szükséges. DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 63

64 Flexó nyomógépek felépítése (gyártósor jellegű) Flexó nyomógép, in-line nyomóművekkel (Bobst Lemanic 82F,) DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 64

65 Köszönöm a figyelmet! Viszontlátásra a következő előadáson! DE ATMC MK Gépészmérnöki Tanszék 65