李征 郭战号
印刷术的发明是人类文明史上的光辉篇章,而建立这一丰功伟绩的莫大光荣是属于中华民族的。我们的祖辈约在1000多年前就发明了印刷术。今天,印刷术已经成为现代化的综合技术,印刷工业在国民经济中的地位逐渐提高,大量精美的印刷产品和人类生活息息相关,形影不离,成为不可缺少的必需品。
要得到高品质多元化的印刷产品,就需要机组式凹版印刷机必须具有高精度和多功能。印刷机的高精度需要精细设计和强有力的生产经营体系,印刷机的多功能范围比较广,例如:表印(印刷图案在表面的印刷,一般针对不透明膜)、里印(印刷图案在反面的印刷,一般针对透明膜)、二次套印、正面反面印刷等功能。所谓的正反印刷就是要求印刷设备,不但要完成正常的机组式正面印刷功能,而且能实现最后一色或最后两色反面印刷的功能。要完成这一功能,有下走料翻料方式、“十”字翻料架翻料方式等。下走料是将料膜通过印刷单元下部向上进入印刷的方式,这种方式走料路线太长,料膜容易打皱,而且设备很占空间。“十”字翻料架是料膜通过两个互成90°翻料辊,使料膜的反面进入下一色印刷单元,这种方式走料路线短、结构紧凑、翻料精度高。所以常用 “十”字翻料架方式翻料。
下面就给大家介绍一下“十”字翻料架的设计与应用。
“十”字翻料架主要是由与主料膜垂直的进料辊、与主料膜成45°的第一翻料辊、与主料膜平行的横向过渡辊、与主料膜成135°的第二翻料辊、主料膜垂直的出料辊等组成。安装时,进料辊和出料辊的转动方向与料膜前进方向一致;两个翻料辊互成90°的角,与料膜前进方向成45°角;横向过渡辊与料膜前进方向垂直,如图1所示。
料膜在进入进料辊时正面朝上,经过三次翻转,出第二翻料辊时料膜的反面已经朝上,从出料辊进入到下一个印刷单元后就可以在反面进行印刷了。原理看似很简单,但必须抓住设计的关键点,这个关键点是如何确定两个翻料辊中心线在空间方位上的交错点(在料膜上投影交点),与料膜中心线之间距离(图1中X值)。若X值计算错误,就会导致进翻料结构的料膜和出翻料结构的料膜横向跑偏,料膜一旦横向跑偏,影响非常大。不但影响正常反面印刷,而且影响最终的收料整齐度。若正反面印刷与正面印刷有套印关系,直接影响套印精度;若反面需要在指定位置涂冷封胶,直接影响所涂冷封胶的 位置。
现在介绍一下关键点X值的计算过程,根据料膜的材质、宽度、设备空间要求等条件,设定翻料辊长度和直径D,翻料辊的直径D是计算X的关键数据。我们都知道,用一根线在圆柱体上均匀缠绕后的曲线叫圆柱螺旋线,所以料膜从水平方向经过45°翻转辊变为垂直方向,缠绕翻转辊的料膜轨迹也就是圆柱螺旋线。不管是线还是料膜缠绕一圈是一个螺距,从图1可以看出,料膜是从翻转辊的下面进入,从翻转辊的上面出来,所以料膜在翻转辊上的螺旋轨迹只有半个螺距。螺旋线的几何计算是,沿曲线将一个螺距的螺旋线剪开,展平后形成一个直角三角形,解析展开的直角三角形,就可以得到螺旋线的所有参数。
翻转辊上螺旋线螺距的计算如图2所示。
由此得出料膜在翻转辊上,沿翻转辊轴线从下面缠绕到上面的偏移距离A=(1/2)πD,这样X值就很容易用勾股定理算出,从第一个示图可以看出,两个翻料辊的料膜偏移量A和所需偏差X刚好构成一个等腰直角三角形。所以得出:X2+X2=A2,这里的未知数只有翻转辊直径D,只要确定出D值,就能很容易算出偏差X。
举例计算,假设翻转辊直径D=Φ200mm
P=πDtan45°=πD≈3.1416×200=628.32(mm)
A=(1/2)πD=(1/2)×628.32=314.16(mm)
由X2+X2=A2得出X≈222.14(mm)
這样“十”字翻料架的关键点X值就计算好了,X值确定后,基本上“十”字翻料架结构就可以轻松设计出来了。
“十”字翻料架在设计过程中,不但要根据客观条件设定数据(例如根据料宽确定辊子长度,根据料膜的材质和设备的空间大小设定辊子直径等),而且要经过精密计算确定各个功能辊的安装位置。当然理论和实际总是有一定的差距,加工误差、装配误差等在所难免。所以每个翻料辊的端面必须有微调结构,保证进去和出来的料膜横向一致,不能跑偏。
随着印刷工艺的不断提高,机组式凹版印刷机安装“十”字翻料架已经应用于很多产品,比如正面印好图案后反面打底,或者正面印刷好后反面定点涂冷封胶等。所以“十”字翻料架的应用非常广泛,设计时一定要认真仔细,精确计算,根据印刷产品的不同技术条件设计出适用于该产品的“十”字翻料架。
作者单位:陕西北人印刷机械有限责任公司
责任编辑:李倩 liqian@cprint.cn