Основы расчета и изготовления цельнометаллических форм рельефной печати тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.13, кандидат технических наук Платонов, Максим Александрович

• Платонов, Максим Александрович
• кандидат технических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат технических наук Платонов, Максим Александрович

Введение.

Глава1. Выбор технологии изготовления формы рельефной печати.

1.1 Исходные требования к форме рельефной печати.

1.2. Формы трафаретной печати.

1.2.1 Схемы печатных аппаратов.

1.3. Параметры двухслойных форм.

1.4. Возможные варианты изготовления формы рельефной печати.

1.4.1.Травление.

1.4.2 Лазерное гравирование. Технические характеристики лазера.

Выводы по главе.

Глава 2. Различные варианты лазерного гравирования.

2.1. Методика экспериментов.

2.1.1 Пробой отверстий.

2.1.2 Гравирование одиночных линий.

2.1.3 Выборка широких линий.

2.2. Программа экспериментов.

2.3 Результаты экспериментов.

2.3.1 Пробой отверстий.

2.3.2 гравирование линий.

2.3.3 Выборка плашки.

Выводы по главе.

Глава 3. Негативные явления, возникающие при лазерном гравировании и методы борьбы с ними.

3.1 Барбы.

3.1.1 Механическое удаление барбов.

3.1.2. Термохимическая обработка формы.

3.1.3 Комбинированные способы удаления барбов.

3.2 Коробление формы.

3.2.1 Внешние проявления коробления.

3.2.2. Методика.

3.2.3 Программа.

3.2.4.0бсуждение результатов.

Выводы по главе.

Глава 4. Комбинация гравирования линий и краскоподающих каналов.

4.1. Гравирование широких печатных элементов.

4.1.1. Внутренние каналы. Чистящие импульсы.

4.1.2. Пограничные каналы.

4.2. Гравирование одиночных линий.

Выводы по главе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Основы расчета и изготовления цельнометаллических форм рельефной печати»

На протяжении более десяти лет предприятие Н.Т.ГРАФ проводит работы, направленные на улучшение металлографского способа печати. Речь не идет о некоем количественном улучшении печатного или формного процессов. Такие работы ведутся уже как у нас, так и за рубежом. Речь идет о качественном изменении принципа подачи краски. В данном случае мы говорим об изменении принципа подачи краски на форму. И в этом случае предлагаемые технологии являются новыми способами печати.

В современном понимании способ печати имеет отношение к машине, старые термины.отражают разделение печати по технике исполнения формы. Попытка смешать эти два термина приводит к некоторому недопониманию сути вещей, поэтому лучше их не связывать. Терминология, относящаяся к до- и послепечатным процессам живет разной жизнью.

Термин способ печати сформировался 100-150 лет тому назад. Это понятие неразрывно связано с печатной машиной. Название любого способа печати имеет двойной смысл: технологический (т.е. как это печатается)- и конструкционный (особенности данной печатной машины для данного способа печати). А все остальное — нюансы: разные типы форм, красок № т.д., которые полиграфист воспринимает, объединяя вокруг печатной машины.

Форма для рельефного способа печати — своеобразная комбинация металлографской и трафаретной форм. Это металлографская форма, т.е. для глубокой печати, но имеющая каналы для подачи краски, что роднит ее с трафаретной формой. Характерные особенности формы для рельефной печати столь велики, что полностью к глубокой форме ее не отнесешь. По понятным причинам конструкционные особенности мы не обсуждаем.

Работа посвящена разработке механики изготовления цельнометаллических форм рельефной печати. Такая форма позволяет нам не только повысить тиражеустойчивость, но и реализовать на этой форме тонкую графику, как в> позитивном, так и негативном исполнении. Это позволяет рассматривать рельефную печать как аналог металлографской печати. Учитывая, что рельефная печать не имеет ограничений по применяемым краскам, открываются принципиально новые возможности по изготовлению защищенной от подделки полиграфической продукции, включая изготовление банкнот.

Цель диссертационной работы.

Целью диссертации является разработка технологии процессов изготовления цельнометаллических форм рельефной печати с тонкой графикой.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

1. Выбран способ изготовления формы рельефной печати с помощью лазерного гравирования. Определены требования к оборудованию.

2. Определены режимы гравирования тонких металлических пластин при пробое краскоподающих каналов, гравировки одиночных и параллельных линий без учета их взаимовлияния друг на друга.

3. Исследованы негативные явления, возникающие при лазерном гравировании формы, и определены методы борьбы с этими явлениями.

4. Разработана технология изготовления цельнометаллических форм рельефной печати на основе комбинации пробоя краскоподающих каналов, гравировке одиночных и параллельных линий с учетом их взаимовлияния друг на друга.

Научная новизна

Предложено лазерное гравирование как возможная технология изготовления цельнометаллической формы рельефной печати с тонкой графикой.

Определены параметры, гравировки тонких пластин для режимов пробоя краскоподающих каналов, гравировании одиночных и параллельных линий без учета их взаимовлияния друг на друга.

Исследованы негативные явления, возникающие при лазерном гравировании и определены методы борьбы с ними.

Подобраны варианты изготовления форм рельефной печати, основанные на определенных последовательностях различных режимов лазерного равирования.

Практическая ценность.

Положения, разработанные в диссертации, используются при изготовлении полиграфической продукции уровня «А».

Положения, выносимые на защиту.

1. Лазерное гравирование как возможная технология изготовления цельнометаллической формы рельефной печати с тонкой графикой.

2. Режимы гравирования тонких пластин для пробоя каналов, изготовления одиночных и параллельных линий без учета их взаимовлияния друг на друга.

3. Негативные явления, возникающие при лазерном гравировании и методы борьбы с ними.

4. Варианты изготовления форм рельефной печати, основанные на определенных последовательностях различных режимов лазерного гравирования.

Заключение диссертации по теме «Машины, агрегаты и процессы (по отраслям)», Платонов, Максим Александрович

Выводы по главе

1. при изготовлении печатных элементов с широкими линиями представляется целесообразным первыми пробивать отверстия, а затем делать выборку. Последние с одной стороны разбивают барбы, с другой заваривают краскоподающие каналы, что требует прочистки каналов с количеством чистящих импульсов равным 28. Если говорить о пограничных каналах, максимально приближенных к краю изделия, то здесь существует некая оптимальная зона от 0,04 до 0,1 мм, где краскоподающие каналы не завариваются. Если отверстия находятся глубже этого интервала, то их уже можно отнести к внутренним, и количество импульсов чистящих импульсов необходимо увеличить до 30. Для получения более качественного изображения можно предложить более сложную последовательность гравировки.

2. при гравировании тонкой линии следует учитывать также и качество самой линии. В экспериментах описанных выше, при гравировании тонкой линии малой мощностью излучения (15-10 Вт) наблюдалось нарушение качества линии. Связанно это было с тем, что диаметр каналов оказывался больше ширины линии. Тем не менее на качество оттиска данный негативный эффект сильного влияния не оказывает. «Зазубренность» одиночной линии можно увидеть только при многократном увеличении. Однако в дальнейшем представляется целесообразным найти баланс между гравированием линии и пробитием краскоподающих каналов.

Заключение:

В результате проведенной работы сделаны следующие выводы:

1. Для изготовления цельнометаллических форм рельефной печати с тонкой графикой целесообразно использовать технологию лазерного гравирования.

2. Изготовление формы рельефной печати предполагает комбинацию двух или трех вариантов гравирования: пробой отверстий (краскоподающих каналов), гравирование одиночных линий, выборка широких элементов.

3. При исследовании гравирования сквозных отверстий удалось получить гарантированный пробой каналов в диапазоне мощностей 20 — 12 Вт и в диапазоне толщин пластин 0,2 - 0,5 мм. При изменении этих параметров в указанных диапазонах наблюдаются тенденции к увеличению необходимого количества импульсов при уменьшении мощности и увеличению толщины. Получены соответствующие эмпирические зависимости.

4. При исследовании гравирования одиночных линий получены соответствующие эмпирические формулы, позволяющие рассчитать глубину и ширину гравирования, в зависимости от мощности, скорости, количества проходов.

5. При исследовании выборки получена эмпирическая формула, позволяющая рассчитать глубину выборки в зависимости от скорости, мощности, шага линий, количества проходов.

6. Установлено, что барбы, представляющие собой осажденный в процессе гравировки металл, и металл формы не тронутый лазером имеют разную химическую активность (барбы активнее вступают в химическую реакцию с органическими кислотами). Данное явление используется для выборочного удаления барбов с формы. Установлены режимы термохимической обработки пластины, при которых барбы полностью удаляются, а металл формы не затрагивается.

7. В процессе лазерного гравирования в ряде случаев наблюдалось коробление формной пластины, представляющее собой сложную изгибную деформацию. Выявлены причины этого явления и способы борьбы с ним. Определены безопасные режимы гравирования.

8. Экспериментально проверены различные варианты изготовления форм рельефной печати путем комбинации двух или трех режимов лазерного гравирования. Выявлены негативные явления, связанные с взаимовлиянием этих режимов друг на друга. Определены последовательности гравирования, при которых минимизируются или полностью исключаются данные дефекты. Установлена вся технологическая цепочка изготовления цельнометаллических форм рельефной печати с тонкой графикой.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Платонов, Максим Александрович, 2009 год

1. Алексеев, Г. А. Теория проектирования и расчета схем красочных аппаратов машин высокой и плоской печати: автореф. дис. доктора тех. наук/ Г.А. Андреев. - Рыбинск, 1980. - 18с.

2. Андреев, Ю.С. Латентные изображения на основе стохастических растровых структур/ Ю.С Андреев, А.А. Шевелев // Известитя вузов. Проблемы полиграфии и издательского дела. 2009. - №1. — С.15 - 16.

3. Бендат, Д. Применение корреляционного и спектрального анализа/ Д. Бендат, А. Пирсол. М.: Мир, 1983. - 312 с.

4. Бутыркин, П.А. Автоматизация физических исследований и эксперимента: компьютерные измерения и виртуальные приборы на основе Lab VIE W / П.А. Бутыркин. Т.А. Васьковская, В.В. Каратаев, С.В. Материкин. — ДМК, 2005. —264с.

5. Гусман, Г. О книге / Г. Гусман. М.: Книга, 1982. - 109с.

6. Справочник / О.А. Геращенко, А.Н. Гордов, В.И. Jlax // Температурные измерения. Киев: Наукова думка, 1984. - 494с.

7. Гордов, А.Н. Актуальные задачи современной термометрии /А.Н. Гордов, И.Е. Добровинский, В.И. Лах // Приборы и системы управления. -1980, № 2. С. 13-19.

8. ГОСТ 4403-91. Ткани для сит из шелка и синтетических нитей. Общие технические условия. Введ. 1993 - 01 - 01 - М. Госстандарт России : Изд-во стандартов, 2001 - IV, 18с. : ил; 29см.

9. Зоткин, С.Ф. Трафаретная печать/ С.Ф. Зоткин, Э.Я. Калнинь. М.: Книга, 1965.- 136с.

10. Иванов, А.Ю. Методы поиска оптимальных решений при определении параметров формной техники / А.Ю. Иванов. — М.: Книга, 1986. -16с.

11. Каратыгин, М.К. Технология полиграфического машиностроения / М.К. Каратыгин. М.: Книга, 1967, - 101с.

12. Каякии, Н.А. Световые приборы / Н.А. Карякин. М.: Высшая школа, 1975. - 196с.

13. Корсаков, B.C. Основы технологии машиностроения / B.C. Корсаков. М.: Высшая школа, 1974.-325с.

14. Котик, М.М. Исследование графической точности воспроизведения изображений при печатании с рельефных резиновых форм: дис. канд. тех. наук / М.М Котик. Москва, 1969. - С. 58 - 59.

15. Кочкин, Д.Н. Отделка хлопчатобумажных тканей / Д.Н. Кочкин //Легкая промышленность, М.: Легкая индусртия, 1969 - 432с.

16. Краткая химическая энциклопедия / Ред. кол. И. Л. Кнунянц (отв. ред.) н др. // т. 2. Ж Малоновый эфир. - М.: Советская энциклопедия, 1963 -615с.

17. Литунов, С.Н. Методы расчета печатных аппаратов трафаретных машин / С.Н.Литунов. Омск: изд-во ОмГТУ, 2007. - 232 с.

18. Литунов, С.Н. История развития трафаретной печати / С.Н. Литнов, С.А. Щеглов. Новосибирск: Изд-во ЗАО «НовоПолиграфЦентр». -№1. -2005.-е. 10-13.

19. Лыков. Д.В. Теория сушки / Д.В. Лыков. М.: Энергия, 1968.471с.

20. Матлин, Е.Н. Развитие специальных видов печати / Е.Н. Матлин, С.Н. Торговник // Полиграфия. -1970. №8. - с. 26-27.

21. Мельников, Ю.Ф. Светотехнические материалы / Ю.Ф. Мельников. М.: Высшая школа, 1976. - 150с.

22. Мешков, В.В. Осветительные устройства / В.В. Мешков, М.М. Епанишников. М.: Энергия, 1972. - 368с.

23. Мил, JI.Jl. Экспериментальная проверка теории распределения краски // Печатные краски и цвет /Пер. с англ. М.: Книга, 1964. - С. 88 — 90.

24. Наумов, В.А. Введение в кинетику процессов травления печатных пластин / В.А. Наумов. М.:Изд-во МГУП, 2000. - 474с.

25. Наумов, В.А. Химическая обработа форм рельефной печати / В.А. Наумов, М.А. Платонов // Проблемы полиграфии и издательского дела. — М.: МГУП, 2009. №

26. Немировский, Е.Л. Мир книги. С древнейших времен до нач. 20 века /Е.Л. Немировский. М.: Книга, 1986. - 288с.

27. Немировский, Е.Л. С книгой через века и страны / Е.Л. Немировский, Б.С. Горбачевский. М.: Книга 1964г. - 377с.

28. Основы трафаретной печати / Семюель Ингрем // Пер. с англ, под ред. М. Бредиса и С. Вартаняна. М.: МГУП, 2004.- 186 с. - ISBN 5-81220333.

29. Платонов, М.А. Самые известные технологии 15-20 столетий / М.А. Платонов, Ю.В. Пономарев, П.Н. Силенко // Вестник МГУП. 2009. -№1,. - С.

30. Платонов, М.А. Изготовление цельнометаллических форм рельефной печати / М.А. Платонов, Ю.В. Пономарев, П.Н. Силенко // Проблемы полиграфии и издательского дела. М.: МГУП, 2009. - №2. — С.

31. Платонов, М.А., История шелкографии и технология трафаретной печати / М.А. Платонов, Ю.В. Пономарев, П.Н. Силенко // Вестник МГУП -М.: МГУП, 2009. №1. - С.

32. Пономарёв Ю.В., Платонов С.Н. Патент №2331522 «Печатная форма с сообщенными печатными элементами и способ печати с ее использованием».

33. Полянский, Н.Н. Основы полиграфического производства / Н.Н. Полянский. М.: Книга, 1991. -256 с.

34. Попрядухин, П.А. Технология печатных процессов / П.А. Попрядухин. М.: Книга, 1968. - 360 с.

35. Прыгунов, А.И. Компьютерные технологии и математика на рубеже веков: итоги и перспективы / А.И. Прыгунов И Вестник МГТУ. М.:МГТУ, 2001.-№ 1.- С 23-30.

36. Рекламный проспект компании Stork,

37. Рекламный проспект компании Gallus

38. Рекламный проспект компании Telstar Engineering

39. Сажнн, Б.С. Основы техники сушки / Б.С. Сажин. М.:Химия, 1984.-319с.

40. Сита технические тканые. ЗАО Рахмановский шелковый комбинат.: б.и., б.г.

41. Смуров А.Ю. Трафаретные формы для ротационной печати Stork Screen B.V. Электронный ресурс.-режим доступа: http:W.W.W.ITRACO.RU

42. Сорокин, Б. А. Трафаретная печать / Б.А. Сорокин // Учеб. пособие под ред. О. А. Крикуновой. М.: МГУП, 1999. - 80 с. - ISBN 5-8122-0117-х.

43. Современная трафаретная печать / JI.A. Бригинец, Р.И.Клечак, В.М. Тремути и др. М.: Книга, 1975. —69 с.

44. МКИЗ D41C 1/14 Щеглов С,А., Грибановский Б.Ф., Вдовин В.М., Ченцова О.М., Агеев Н.В, Гусев A.M. (СССР). 3 е.: ил.

45. Справочник по производственному контролю в машиностроении / Под ред. А.К. Кутая. JI.Машиностроение, 1969. - 632с.

46. Трембач, В.В. Световые приборы / В.В. Трембач. М. Высшая школа, 1975.-206с.

47. Тюрин, А.А. Обзор развития красочных аппаратов плоскопечатных машин высокой печати / А.А, Тюрин. М.:МПИ,1948. - № 1.- 155с.

48. Тюрин, А.А. Печатные машины / А.А, Тюрин. — М.: Книга, 1966.-459с.

49. Тюрин, А.А. Печатные машины-автоматы / А.А. Тюрин. — М.: Книга, 1980. 416с.

50. Успенский, Ф.И. История Византийской империи / Ф.И. Успенский. -М.: Астрель, 2001.-360с.

51. Феодосьев, В.И. Сопротивление материалов / В.И. Феодосьев. -М.: Наука. 1979. 560с.

52. Хведчин. Ю.И. Исследование краскопередающих групп машин высокой и офсетной печати: автореф. дис. канд. тех. наук / Ю.И. Хведчин -Москва, 1962. 15с.

53. Шахкельдян. Б.Н. Физико-механические свойства печатных красок и явление невращения / Б.Н. Шахкельдян // Науч. труды МПИ, сб. IV, Москва, 1956.- 124с.

54. Щепина, Н.С. Основы светотехники / Н.С. Щепина. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 343с.

55. Энциклопедия по печатным средствам информации. Технологии и способы производства / Гельмут Киппхан; Пер. с нем. М.: МГУП, 2003. —

56. J. Fox, М F J Bohan, Т С Claypole and D Т Gethin Film thickness prediction in halftone screen-printing. Proc. Instn Mech. Engrs Vol. 217 Part E: J. Process Mechanical Engineering, 2003. p. 345-359.

57. Huner, B. Effects of in-plane permeability in printing screens.lnt. J. Hybrid Microelectronics, June 1990,13(2), 350.

58. Riemer, D. E. The direct emulsion screen as a tool for high resolution thick film printing. Electronic Component Conference Proceedings, 1971, 463-467,Washington, DC, USA.

59. Silenko P.N. Imprimerie. Lithographie. Offset. Bamako. 1986.60. http://www.shelkotrafaret.narod.ru/article.htm61. http://bse.sci-lib.com/article096183.html1280c.