印刷原理与工艺.ppt

第二章印刷压力Printing Pressure,1、什么是印刷压力、分类、表示方法2、各种印刷方式印刷压力的来源、印刷包衬3、印刷压力计算方法、分布4、如何确定印刷压力,？,平版印刷压印区,第一节 印刷压力的概念,印刷压力的概念印刷压力是指在印刷过程中油墨由印版向承印物转移时,压印体之间相互作用的力.,一、印刷压力在印刷中的作用：是使包衬产生变形,保证承印物表面与油墨质点间有充分接触,完成印迹的转移.,a、印刷压力偏小，印品墨色浅淡，图文残缺不全,b、印刷压力偏大，印品上的网点严重扩大，甚至糊版,c、印刷压力不稳定，印品上则会出现墨杠,d、印刷压力过大或不稳，加剧印版的磨损，从而降低印版的耐印率,e、使印刷机运转情况恶化，减短印刷机的寿命,：应选择适当的印刷压力，保持其稳定，对印刷十分重要,网点正常,网点扩大,二、印刷压力的表示方法,印刷压力表示,总压力：P总(N),线压力：PL P总/L PN/cm,面压力：PL P总/(Lb),压缩量：(mm),压印宽度：b(mm),=R1+R2+1+2H,B、圆压平总压力：,b,ymax,x,dx,y,R,l,总压力:P总A、平压平总压力：Q=P*S面积单位面积压力 kg/cm2,C、圆压圆总压力：,l,ymax,R1,y,A,dx,c,x,R2,圆压圆印机大约比圆压平印机总压力小30%,三、印刷压力的来源,胶印压力的来源于：印刷包衬,P C,B C,I C,I C：无包衬，为刚性滚，变形极小,P C：变形小，近似认为刚性滚,B C：有橡皮布和包衬，变形大,版压来源于包衬,印压来源于包衬,胶印常用的包衬有：,纸张,塑料,毛呢,旧橡皮布,：在印刷中使用的包衬往往是不同包衬材料的组合，胶印印刷压力常用间接方法表示,凹印压力的来源于：印刷包衬,PC：无包衬，为刚性滚，变形极小,IC：变形小，近似认为刚性滚,印压来源于包衬,凹印常用的包衬有：,橡皮布,普通式橡皮布,套筒式橡皮布,凹印中的压印滚筒,凹印中的压印滚筒为从动滚：所以对其直径的大小没有要求,凹印中的压印滚筒纯为了提供压力：所以其压力大小一般采用直接表示法表示。,柔印压力的来源于：印刷包衬,P C：双面胶带，高弹性印版，变形大,I C：无包衬，变形小，近似认为刚性滚,柔印的包衬为：,双面胶带,柔印中的印版滚筒,柔印中的印版滚筒为从动滚：所以对其直径的大小没有要求,柔印中的压力大小也一般采用直接表示法表示。,双面胶带,印压来源于印版滚筒的包衬,丝印压力的来源,刮墨板：刮墨板上的橡胶头压印部件：无包衬，变形小，近似认为刚性,印压来源于刮墨板的刮墨头,第二节 印刷包衬包衬变形及其对印刷压力的影响,一、包衬的变形特点,包衬属粘弹性材料，故其变形有一定的特点,包衬的变形特点：,敏弹性变形：,滞弹性变形：,塑性变形：,这种变形是印刷过程中所需变形，对印刷有利,此变形对印刷不利，导致包衬材料老化,此变形对印刷不利，导致包衬材料变长，变薄,粘弹性材料压缩的-t和-t关系曲线,二、印刷包衬的特点：,印刷包衬在印刷过程中表现出来的变形特点与包衬的变形特点有所不同主要区别表现在：,印刷包衬的变形主要体现在敏弹性变形,印刷包衬的滞弹性变形可以忽略不计,印刷包衬的塑性变形逐渐增大,印刷包衬压缩变形,敏弹性变形,塑性变形,周期应力的-关系曲线()正弦形周期性压缩应力0sin(b)周期性压缩应力的-关系曲线,粘弹性材料一个加载卸载过程的-关系曲线,包衬变形的恢复曲线,三、印刷包衬的种类及特性：,按包衬的弹性模量，可将包衬分为：,包衬的分类：,硬性包衬,中性包衬,软性包衬,弹性模量大,弹性模量适中,弹性模量小,不同包衬变形特性：,PE(/),从印刷工艺的角度：P是稳定的从印刷机的角度：是恒定的,其中：P为印刷压力E为弹性模量 为压缩量为包衬厚度,硬性包衬：小软性包衬：大,硬软衬垫的印刷性能比较：1、硬性及中性偏硬包衬的印刷性能：优点：网点清晰、光滑、再现性好、印制精细的艺术品、用墨量少缺点：摩擦多、印版不耐磨、易轧坏橡皮布，印张出现折角、多张2、软性及中性偏软包衬的印刷性能：优点：墨层厚实、磨擦量少、适印版画、油画；改变衬垫几乎不影响图文结实程度。缺点：网点不光洁、图文尺寸增量较大。3。中性衬垫介于两者之间。,四、印刷包衬的选择原则：,印刷压力与之间的关系,印刷压力与b之间的关系,就目前情况来说，由于印刷机的精度提高，包衬的使用已趋于标准，基本采用硬性和中性包衬。,精度高的印刷机、印刷精美印刷品应选择硬性包衬。,精度低的印刷机、印刷一般印刷品应选择软性包衬。,：无论采用什么样的包衬，其敏弹性变形有一个稳定期，之后，敏弹性会逐渐减小。软性包衬：20%-30%硬性包衬：10%-20%,包衬材料的选择和测定,1、衬垫材料的必要条件(1)弹性T：指物体在除去引起其变形的外力后，能迅速恢复原装的能力。A0:为衬垫材料原来的百度，A:为外力撤除后衬垫材料的厚度(2).可压缩性：指衬垫材料在压力作用下体积改变的程度。,(3)耐磨耐压性(4)材料的均匀性2.橡皮布的结构和技术要求(1)橡皮布的技术要求油墨转移率：橡皮布转移印迹墨层能力的技术指标。,表面胶层耐油、耐溶剂性伸长率：指橡皮布在一定张力下，超出原来长度的程度，,硬度：指橡皮布抵抗其他物体进入其表面的能力。其他。平整度误差不超过0.04mm。,橡皮布的种类,普通橡皮布,气垫橡皮布,橡皮布的种类,不可压缩性橡皮布,压缩性橡皮布,普通橡皮布,气垫橡皮布,(2)橡皮布的结构,一般有两种：薄型橡皮布的厚度约为1.65mm共有三层平纹布；厚型橡皮布总厚度约为，共有四层平纹布,厚度一般有1.9mm和1.65mm两种；,橡皮布的结构,橡胶层,高弹性层,软棉架层,气垫层（有的没有）,决定着油墨的传递性能,联接作用,骨架作用,消除橡皮布的凸包,橡皮布在印刷中的作用,提供印刷中所需的印刷压力,补偿因承印物表面不均匀，而引起的接触不良,橡皮布的作用,橡胶的特性,橡胶的弹性模量小,橡胶的泊松比接近于0.5,橡胶伸长率大,决定橡皮布高弹性,不可压缩性,3、橡胶的形变特性,(1)高弹性：如右上图(2)粘弹性：当外力消失后形变不能立刻回弹复原，而是需要经过一定时间回复，称为粘弹性。蠕变：橡胶在恒定外力作用下产生的形变，随时间不断发展的现象。（右中图）橡皮布变硬、光亮或龟裂应力松弛：橡胶保持恒定的变形，应力随时间衰减的现象。（右中图）橡皮布变松滞后现象和内耗：在交变应力作用下，形变速度跟不上应力变化的速度而出现滞后。（右下图）内耗：能量消耗在橡胶分子的内摩擦中，转变为热能。橡皮布老化,橡胶分子的状态,橡皮布的拉伸变形,安装橡皮布时要注意这种变形,因印刷机的原因，橡皮布的受力会不一致,橡胶的扭曲变形,影响油墨的转移,橡皮布的变形,保证橡皮布的平行,橡皮布的压缩,橡皮布是不可压缩的,橡皮布在压印过程中起凸包,橡皮布的变形,当滚筒系统转移印刷图文时，橡皮布滚筒实际转动半径增大了，造成滚筒滑移，图文转移失真。,一.接触宽度的计算.,第三节 印刷压力的计算,平压平,圆压平,圆压圆,二、接触宽度上的压力分布：,A,l,K,4 3 2 1 N,B,ymax,C,(1)选比例尺:(2)作直角三角形ABC：使AB=y,A=,AyB,C,令:,(消去dQ/dS),(3)作压力分布图：(4)的引入：平均变形：平均压力：最大压力：,三、弹性体接触压力的赫芝理论,压印宽度b,理想弹性辊,理想压力分布,接触面上的接触压力的分布呈半圆柱形。,即：沿长度方向没有变化；沿宽度方向呈半圆形变化。也变是说，沿宽度方向，接触压力在两端压力为零，中间取得最大值Pmax,理想压力计算,x,y,o,理想压力在不同印刷方式下的应用,对于平版印刷：印版弹性模量大，橡皮滚筒弹性模量小，而且两滚筒直径相等。,对于凹版印刷：印版弹性模量大，压印滚筒弹性模量小，而且两滚筒直径不相等。,对于柔版印刷：印版弹性模量小，压印滚筒弹性模量大，而且两滚筒直径不相等。,四、印刷压力计算的经验方法,印刷压力经验公式,假定压印面上的一点（x,y）的压力为Pd，则有：,E包衬的弹性模量包衬的厚度xy点(x,y)的压缩量n与包衬性质有关的经验常数,压力（Pd）分布规律：沿宽度方向，中点最大，两端为零；沿长度方向，两端最大，中点最小。,印刷压力的分布图,印刷压力均匀是关键！,A、滚筒越来越小B、减小印刷幅面大小C、改变滚筒之间的主、从动性,方案一,方案二,方案三,方案四,第四节 滚筒滚压中的滑动,一、线速度与角速度质点作曲线运动时的速度称为线速度:v=s/t 线速度大小与半径有关 角速度是转动物体上任何垂直于转轴的直线所转过的角度和转过这一角度所需的时间之比=/t=2nV=.Rv=|R1-R2|=|R1-R2|2n计算滑动量Sn=1,S=|R1-R2|2,二、产生速差的原因,1、包装压缩变形量的存在,A,aa,B,VA,VB,VB,VA,c(c),A,B,C,C1,V,Vc,VA,（1）起始点速差VCK在a点:VA=VB在c点:VAVBVB=,则起始点速差VCK0,（2）接触中心点速差VCK因为在中心点则VBn=0则,当R缩=RA”时，VCK=0当R缩RA”时，VCK0,(3)接触区内任意点的速差VCK,2、滚筒包衬不适当的速差（1）当RpR橡缩时,R印,Ro,Ro,R橡,A B C,c未与节圆重叠，c点存在V速差增大，摩擦量大，额外压力增大，印张图文增宽,V,A B C,N K,（2）当 RpR自,R印,Ro,Ro,R胶,C点速差最大，V+V,N KA B,V,C,3、值的分配与计算（1）包衬计算（2）Z=2/5 的包衬方法是允许变动的，两滚筒中心距补偿值y1,因离让等因素产生的补偿值y2,y=(y1+y2)/2,三、滑动速度的计算vkb=vkb/cos(p+b）vkb=ObKb ObKb=(K2p+H2-2Rp Hcosp)1/2 vkp=Rp 便得到Kb点相对Kp点相对速度KpKb的大小 KpKb=Kb-Kp=(ObK/cos(Rp+b)-Rp)=(K2p+H2-2Rp Hcosp)1/2/cos(b+p）-Rp),滚筒滚压的滑动速度 滚筒滚压中滑动在接触宽度上的分布(a)合压后OpCObC的情形(b)合压后OpCObC的情形,四、滑动的危害和防止,1、包衬表面、内部滑移摩擦现象（1）橡皮布的抗张力的不同，抗张力大位移少；（2）橡皮布的绷紧程度的不同，绷得越紧，位移越少；（3）包衬的总百度及材料性质的不同，硬性包衬位移越少。2、滑移、摩擦加速印版磨损3、滑移引起印迹、网点变形；4、滑移、摩擦使印迹发毛；5、滑移、摩擦引起双印6、滑移、摩擦引起印版、衬纸、毡呢移动；7、橡皮布表面、背面交替摩擦引起蠕动痕。,五、凸包的产生,Q P N,Q,N P,包衬滚筒表面受压变形时，常会在接触宽度两侧出现凸包。如图1、静态时产生的凸包,2、前凸包如右图,3、后凸包如下图,第五节 印刷压力的确定,1、印刷压力与油墨转移率的关系,什么是油墨的转移率,假定：x为供给印版上的墨量y为转移到承印物上的墨量f为油墨的转移率,则有：f(%)(y/x)*100%,两者之间的关系,AB段：供墨不足,BC段：供墨不稳（按比例转移段）,CDE段：印刷工作压力区EF 段：压力过大段FG段：严重变形段,（1）胶印印刷压力确定原则,印刷压力确定原则就是包衬的确定原则,P C,B C,I C,滚筒有效直径相等,滚筒的切线速度一致,图文长度正常,图文长度短,2、胶印印刷压力确定,（2）胶印包衬确定的计算,胶印压力计算中的的概念,走肩铁或滚枕,不走肩铁或滚枕,（2）胶印包衬确定的计算,胶印压力计算方法,版-橡R版版衬印版R橡橡衬橡H,橡-压R橡橡衬橡R压 H,版-橡印版滚枕过量橡皮滚筒过量,橡-压橡皮滚筒过量纸张的厚度,印版包衬厚度印版滚筒过量印版滚筒缩径量印版厚度,包衬厚度橡皮滚筒过量橡皮滚筒缩径量橡皮布厚度,（2）胶印包衬确定的计算,胶印压力计算方法,版-橡R版版衬印版R橡橡衬橡H,橡-压R橡橡衬橡R压 H,版-橡印版滚枕过量橡皮滚筒过量,橡-压橡皮滚筒过量纸张的厚度,印版包衬厚度印版滚筒过量印版滚筒缩径量滚枕间隙印版厚度,包衬厚度橡皮滚筒过量橡皮滚筒缩径量滚枕间隙橡皮布厚度,（3）胶印版压的标准化,印版滚筒：包衬印版(0.3mm),橡皮滚筒：包衬橡皮布(1.95mm）,版压：0.10.050.15mm,合压,（4）胶印印压的标准化,滚枕,压印滚筒,纸张0.1mm,合压,印压：纸厚0.05mm,（5）BB机印刷压力的标准化：,版压：同单张纸印刷机,印压：20.09纸厚0.18mm纸厚,总之，印刷压力的设定：,版压：,印压：取决于纸张,BB：取决于纸张,（6）胶印印刷压力的调整,印刷压力的调整：采用轻压印刷法,正确地确定滚筒的包衬,正确地确定纸张的厚度,调节压印滚筒的距离,逐步增加印刷压力（每次增加0.02mm）,正确的确定压力,印刷压力：80N/cm2,胶印印刷压力：80N/cm2200 N/cm2,（7）胶印印刷压力的测量,总压力的测定,回转偏心套,电子应变仪,表现为印刷机上的压力表,压印宽度的测定,压杠法,利用b2/8(R1+R2)/(R1R2)计算出,压缩量的测定,包衬的厚度,滚筒的间隙,贴片法,压保险丝,ps的测定偏心法 偏心量 ps 偏心套的回转量 油压表,（7）胶印印刷压力的测量,贴片法 压力 滚筒支架变形 电阻应变片（应变仪）应变值 应力（ps）ps pcp、pL,（7）胶印印刷压力的测量,3、凹版印刷压力的确定,压力：150N/cm2500 N/cm2,橡胶层：属包衬，提供印刷压力硬度一般为6095A,但是：,凹版印刷中的印刷压力是以气缸方式提供,凹版印刷压力表示方法：气压：1-3kg/cm2线压：1-40kN/m,印刷压力(线压)与气压之间的关系：PL2R2P/L,4、柔版印刷压力的确定,压力：10N/cm250 N/cm2,印版：有高弹性，印版也有不同有硬度,但是：,柔版印刷中的印刷压力是以气缸方式提供,双面胶带：具有可压缩性，也有软硬之分,柔性版印刷为轻压印刷,5、影响印刷压力的因素,(2)印刷速度,(1)印刷包衬,(3)印刷承印材料,(4)印版图文结构,PE(/),其中：P为印刷压力E为弹性模量 为压缩量为包衬厚度,材料的平滑度,材料的厚度,实地版,线条版,粗网线版,细网线版,接触时间变短,(5).印刷压力与印刷数量关系,6、压力的测量：(1)两种方法：接触宽度;压缩变形量(2)实际压力的求算：A=(P+b)+HA-y b=(b+i)-HB-y”,正确方法：利用：1）滚壳尺寸 2）滚枕尺寸,P,B,y,HA,A,P,b,(3)不同半径，对应不同的“接触宽度”：,m,K,R1,R2,2b,max,