Конфігурація енергетичної дії

Додаткова

ТЕХНОЛОГІЇ npvifVBAHH

електрич­ний

магнітний

тепловий

електро­магнітний

безконтактний

з переконтактом (офсетний)

рельєфно заглиблена

В ПЛОЩИНІ

рельєфно випукла

технічна визначально-пояснювальна характеристик

Рис. 6.2. Схема класифікації технологій друкування

 

 

Розділ 6. Проектування і розрахунок друкарських процесів __________

Енергії в процесах друкування належить головна роль, і тому класифікація способів друку як основну характеристику повинна включати її ознаку (вид), тож саме на цій основі виконано систе­матизацію та означення методів її використання.

Енергія у друкарському процесі використовується шляхом енергетичної дії. Засоби, конфігурація, величина, направленість та періодичність прикладання енергії визначається конкретним друкувальним апаратом. В усіх машинах, верстатах, пристроях та друкарських апаратах зображення, створені на друкарській формі або у числовому вигляді у пам'яті ЕОМ, шляхом енерге­тичної дії переносяться за допомогою фарбувальних речовин на задруковуваний матеріал.

Метод енергетичної дії у засобах друку може бути: прямим контактним, непрямого контакту (подвійного, потрійного, бага­торазового), безконтактним, комбінованим.

У перших двох методах та у комбінованому (частково) для от­римання відбитку необхідно прикласти певне зусилля у вигляді механічної (кінетичної) енергії, що визначається технологічно необхідним часом (швидкістю, тиском друку), для забезпечення необхідного контакту друкарської форми з задруковуваним ма­теріалом чи проміжною ланкою (офсетним полотнищем). Ці па­раметри гарантують оптимальне розподілення фарби на відбит­ку залежно від оптичних характеристик оригіналу. Цей принцип використовується у класичних та нових комбінованих (гібрид­них) методах друку: високому, плоскому, глибокому, трафарет­ному, флексографічному, різографії, електрографії, магнітог­рафі"!, термографії, елкографії та інших.

Аналіз принципів перенесення інформації в усіх контактних та комбінованих методах друку показує, що тут спостерігаються фізико-механічні та інші природні явища, які супроводжуються переданням руху, роботи, матеріалів, кінетичної енергії. Залеж­но від графічних, структурних та просторових особливостей друкарської форми енергетична механічна дія не однакова за характером, величиною, конфігурацією силового поля. Залежно від особливостей друкарського процесу тиск змінюється за ве­личиною та сектором прикладання.

___________ Розділ 6. Проектування і розрахунок друкарських процесів

Механічна (кінетична) енергія (тиск, час) як засіб друкування має ряд важливих позитивних якостей, зокрема — технологічну гнучкість до різноманітних типів друкарських форм, задрукову-ваних матеріалів, що забезпечує досягнення високих якісних результатів під час відтворення різноманітних зображень (тоно­вих, растрових, штрихових, комбінованих). Це забезпечує висо­ку продуктивність друкарського процесу завдяки можливості використовувати значну швидкість друку та друкарські форми великих розмірів.

При наявності механічного контакту вся енергія, яка пода­ється на друкарську форму, розподіляється на складові. Части­на її використовується для друкарського процесу, а інша розсіюється. При друкуванні з рельєфних форм високого друку енергетичне поле має точно визначені розміри за конфігурацією друкувальних елементів. У методах друку з плоскими, заглибле­ними та наскрізними (трафаретними) друкувальними елемента­ми енергетичні імпульси діють не лише на зображувальні (друку-вальні) елементи, а й на проміжні, тобто в цих методах друку енергія прикладається до всієї форми. Енергомісткість таких методів у цілому ніби збільшується. У цих випадках слід ввести поняття активної (ефективної) та неактивної (неефективної) дії енергії. Активний енергетичний потік необхідний для всіх дру­карських процесів, бо за його допомогою відбувається перене­сення зображення. Пасивний енергетичний потік у деяких кон­тактних методах друку відсутній, а в інших розсіюється. На фор­мі плоского друку енергія розподіляється між друкувальними та проміжними елементами, тобто — на всю форму, і пасивний енергетичний потік використовується для перенесення зволо­жувального розчину (ЗР) та підвищення температури у системі.

Отже, конфігурація енергетичного поля залежно від просто­рової будови форми може бути прикладена як до всієї поверхні форми, так і на окремі її ділянки. При використанні друкарської форми плоскої конфігурації енергія подається одразу на всю форму, а при використанні циліндричних форм або циліндрич­них друкарських апаратів енергетична дія здійснюється на смузі контакту. Крім того, енергетична дія змінна для кожної дру-

Розділ 6. Проектування і розрахунок друкарських процесів __________

карської форми залежно від її графічного змісту. Тобто, незва­жаючи на загальні принципи, енергетична дія майже завжди індивідуальна.

Кожний друкарський процес — це сума багаторазово повто­рених елементарних друкарських циклів, коли у результаті кож­ного одержують тільки один відбиток. Головне дійство в дру­карському циклі відбувається підчас перенесення зображення з форми на задруковуваний матеріал під дією енергії. Цей період можна назвати циклом енергетичного перенесення зображен­ня. Він не завжди відповідає друкарському циклу. їх слід розрізняти. Енергетичний цикл може бути одночасним по всій площі друкарської форми, чи послідовно-імпульсним, коли зоб­раження переноситься окремими ділянками, обмеженими пло­щею смуги контакту. У першому випадку форма і декель плоскі і взаємно паралельні. Такий процес має обмежені технологічні можливості. Він характерний для окремих видів устаткування контактних методів друку: тигельних друкарських машин, мат­ричних та позолотних пресів тощо.

Більш широке розповсюдження дістали друкарські пристрої з послідовно-імпульсним перенесенням зображення: ротаційні та плоско-друкарські машини високого друку, офсетні друкарські машини, машини глибокого та числових комбінованих друків.

У машинах контактних методів друку ширина смуги контакту формних, друкарських та офсетних циліндрів визначається їх діаметрами, товщиною та властивостями декельних прокладок та задруковуваних матеріалів.

Види енергії, що використовуються у друкарських процесах, відрізняються за своїми властивостями і тим самим створюють певні специфічні особливості їх застосування. Однак, тут спос­терігаються і деякі спільні риси, що характерні для друкарства: конфігурація енергетичного поля, його направленість, ступінь контакту, періодичність.

У трафаретному друці перенесення зображення здійснюєть­ся також смугою контакту, що створюється взаємодією лінійно­го чи циліндричного ракеля та плоскою або вигнутою поверхнею друкарської форми.

_____________ Розділ 6. Проектування і розрахунок друкарських процесів

Послідовно-імпульсна енергетична дія залежно від характеру зображення має різний розподіл енергії у смузі контакту. Тобто у різних друкувальних апаратах контактних методів друку енерге­тичні цикли індивідуальні. Якщо у друкувальних апаратах з плос­кими формами і талером вони мало відрізняються між собою, то у двообертових друкарських машинах енергетичний цикл відповідає лише робочому ходу, тобто у два рази менший дру­карського циклу. А друкарський цикл багатофарбових дру­карських машин планетарної будови чи машин з послідовним розташуванням друкарських секцій складається із загального часу роботи машини. У рулонних ротаційних друкарських маши­нах співвідношення між енергетичним та друкарським циклами збігаються. В офсетних за кожний друкарський цикл здійсню­ється два енергетичних — один під час перенесення зображен­ня з друкарської форми на проміжну поверхню, та другий — з неї на задруковуваний матеріал.

Вводиться таке умовне визначення поняття «енергетичний цикл друку»: для однофарбових машин це — час контакту фор­ми (офсетного полотнища) з задруковуваним матеріалом, а для багатофарбових машин при нанесенні декількох фарб на відби­ток — загальний сумарний енергетичний цикл. Він буде від­повідати загальному часу контакту друкарських форм з задруко-вуваною поверхнею та офсетним полотнищем. При ротаційному друці енергетичний цикл визначиться часом контакту дру­карської пари (при багатофарбовому друці всіх пар) під енерге­тичною дією для одержання відбитка. Отже, при визначенні дру­карського процесу слід розділяти друкарський цикл, що вклю­чає всі операції друкарського апарата, і енергетичний цикл — перенесення зображення з форми на задруковуваний матеріал (власне друкування).

При безконтактних методах друку і частково при комбінова­них використовуються інший принцип і інші природні явища: електростатичні, феромагнітні, електромагнітні, термічні тощо. У цих способах друку принцип перенесення зображення ґрун­тується на русі електронів, електромагнітних хвиль, молекул ма­теріалів тощо. Використовуються такі процеси в електрогра-

Розділ 6. Проектування і розрахунок друкарських процесів __________

фічному, струминному, термографічному методах друку. Цим варіантам друку відповідають специфічні друкарські форми з графічною чи навіть рельєфною будовою друкувальних еле­ментів або без постійної друкарської форми, які використовують характерні фарбувальні та задруковувані матеріали, устаткуван­ня та обладнання (відповідно до видів енергії).

Нині застосовуються комбіновані методи друку, в яких вико­ристовується один, два і більше видів енергії. Так, відомі методи фотоелектростатичні, електротермічні, електромагнітні. Поши­реним, наприклад, є застосування механічного тиску з будь-яким іншим джерелом енергії: теплової, електричного заряду (високий друк з підігрітих форм, глибокий друк з електростатич­ним зарядом, трафаретний з електростатичним зарядом чи з охолодженням тощо). Всі вони віднесені нами до комбінованих.

Всі методи друку, що базуються на перенесенні зображення під дією електричних сил, мають назву електрографія. Тут найбільш часто використовуються комбіновані джерела енергії: електромагнітні, електрохімічні, електротермічні тощо. Причому часто — із застосуванням і механічної енергії та засобів енерге­тичної дії просторово-графічної будови друкувальних елементів на формі. Для перенесення зображень також використовуються різноманітні пристрої, обладнання для створення електричного поля, щілинних подач, електронних променів, імпульсної пнев­матичної дії тощо. Електричні енергетичні джерела здатні пере­носити як енергетично приховані зображення, що потім пере­творюються у видимі, так і певні фарбувальні речовини з утво­ренням видимих відбитків (варіанти струминного друку).

Світлова енергія застосовується в фотографічних та електро-фотографічних друкарських процесах як енергія перенесення інформації з оригіналу або формного носія на світлочутливі ма­теріали з наступним проявленням зображення в результаті хімічної реакції чи дії електрично зарядженої фарбувальної ре­човини. Методи використання світлової енергії різноманітні: по-вноформатні світлові потоки, щілинні розгортки, імпульсні світлові джерела, лазери тощо.

___________ Розділ 6. Проектування і розрахунок друкарських процесів

Термографічні методи друку (термографія) ґрунтуються надії тепла з метою перенесення зображення з одного матеріалу на інший шляхом плавлення, сублімації, адгезії, а також як доповнен­ня до механічної або електричної дії у друкарському процесі.

Використовується також для друкування енергія магнітних сил, на якій засновано ряд методів друку, але значного розвитку вони поки що не дістали.

До інших енергетичних полів, які мають перспективу застосу­вання в друкарських процесах, слід віднести ультразвук, елек-троперенос молекулярних структур і навіть біотехнологію. Не менш важливу роль відводимо засобам і методам генерування, фіксації, зберігання і передачі різноманітних сигналів, їх коду­вання і декодування, що призвело до створення і розвитку чис­лових технологій, як пікового досягнення XX століття. У найближ­чий перспективі використання нанотехнологічних процесів.

6.2. Вибір технологи друку

При проектуванні поліграфічних підприємств не­обхідно сформувати послідовність технологічних етапів виго­товлення готової продукції, тому необхідно проаналізувати про­мислове завдання (див. розд. 4, табл. 4.1) і прийняти ряд від­повідальних рішень: який метод друку обрати; як буде комплек­туватися видання — з аркушів чи зошитів; як скріплюватиметься блок — нитками, дротом, незшивне клейове скріплення і т.д.

За промисловим завданням необхідно обрати спосіб друку. Остаточну доцільність його застосування необхідно потім підтвердити технологічними і економічними розрахунками. За результатами розрахунків обсягу робіт на етапах виробничих процесів визначають ступінь узгодженості виробничих потужно­стей усіх цехів і дільниць, які слугують вихідними даними для розрахунків завантажень на всіх технологічних операціях. Саме тому найважливішим розрахунком є розрахунок потужності дру­карського виробництва, який починається з вибору технології друкування і конкретних друкарських машин.

^Uo

При виборі способу друку необхідно орієнтуватися на стра­тегію ринку. За даними PIRA International (Велика Британія) у 2006-2007 pp. частка аркушевого плоского офсетного друку становила 20 % світового поліграфічного ринку, а рулонного — 12 %. За даними КВА 40 % міжнародного ринку аркушевого дру­карського устаткування поділили компанії Heidelberg (41 %), КВА (16 %), Komori (15 %), MAN Roland (14 %), Mitsubishi (6 %) і всього 8 % інші виробники. Провідне місце у рулонному плоско­му офсетному друці належить компанії GOSS International (США). Тому особливу увагу слід приділяти саме плоскому оф­сетному друку.

Флексографічний метод друку займає сьогодні провідні по­зиції для друкування споживчої продукції — паковань, тари (плівкової, картонної, паперової тощо).

Глибокий друк користується популярністю для продукування великотиражної журнальної продукції, каталогів закладів тор­гівлі, а також є високоякісним конкурентом флексографічного друку на ринку повноколірних паковань з полімерних плівок.

Трафаретний спосіб друку один з найбільш технологічно гнучких. Він охоплює різноманітні спектри застосування: від ручних малотиражних робіт до високопродуктивних промисло­вих; від малесеньких форматів (циферблати годинників, кре­дитні картки, друковані електронні плати) до великоформатних білбордів 3 х 6 м; а у якості основ для друку - від паперу, текс­тилю, кераміки, синтетичних матеріалів до металів і скла.

Розвиток трафаретного друку стимулюється низкою факто­рів. Цей метод друку не ставить високих вимог щодо в'язкості і складу фарб та лаків, якості поверхні задруковуваних матеріалів (аби фарба лише трималась і закріплювалась на поверхні осно­ви). Лакування можливе суцільне і фрагментальне на малих і ве­ликих форматах. Все це сприяло розвитку трафаретного устат­кування різних конструкцій, продуктивності і форматів. Форма­ти можуть бути дуже великими оскільки тиск на форму здій­снюється ракелем, а не друкарським циліндром. Конфігурації і технологічні можливості друкарської техніки трафаретного дру­ку задовольняють найрізноманітнішим вимогам. Компанії-роз-

___________ Розділ 6. Проектування і розрахунок друкарських процесів

робники цієї техніки намагаються уніфікувати навіть настільні верстати з ручним накладанням і зніманням відбитків, забезпе­чуючи їх автоматизованими пристроями переміщення ракеля для підвищення рівномірності товщини шару фарби у площині відбитка.

Потужною вважається, наприклад, 4-фарбова машина тра­фаретного друку лінійної побудови, яку розробила компанії Dominion screen and digital print. Ця машина друкує УФ-фарбами на тонкому пластику формату 6,1 х 1,8 м з продуктивністю до 72 м²/год. Кожна друкарська секція включається в роботу лише після того, як кожний лист задруковано у попередній секції і пов­ністю висушений. Під час роботи у машині знаходиться лише один лист пластика. Цикл роботи починається з подачі його на робочий стіл для позиціювання і закінчується виходом на прий­мальний пристрій. Новий технологічний цикл починається тільки з цього моменту.

Струминний друк (Ink jet) у технології «з комп'ютера у друк» (computer-to-print) став сьогодні найбільш поширеним безкон­тактним методом повноколірного задруковування широкого спектру матеріалів (носіїв друкованої інформації) великих роз­мірів і малих форматів. Міжнародна виставка drupa'2008 фак­тично стала тріумфом цієї технології друкування і закріпила на наступні десять років перспективність розробок у цій царині. Са­ме завдяки інтенсивним пошукам і створенню унікальних УФ-фарбувальних засобів і так званих «сольвентних», до складу яких входять смоли, що розчинюються у воді, суміші летких і важких розчинників, що закріплюються шляхом всотування, ви­паровування і полімеризації, — з'явилася можливість активної конкуренції з трафаретним друком. Переваги струминного дру­ку і друкувальних пристроїв на його базі полягають, перш за все, у технології «з комп'ютера у друк». Тут числові масиви даних з комп'ютера передаються безпосередньо на пристрій виводу, який за допомогою сопел прямо чи через передавальний носій (офсетне полотнище) задруковує папір, плівку, тонкий пластик, тканину тощо. Інформація з комп'ютера переноситься найко-ротшим шляхом з мінімальною кількістю функціональних еле-

Розділ 6. Проектування і розрахунок друкарських процесів __________

ментів. При достатній довжині соплової матриці та відповідній ширині задруковуваного матеріалу формат видання може бути велетенських розмірів, що означає можливість невпинно пер­спективного удосконалення систем струминного друку.

Нині вже діють машини струминного друку форматом до 5 м по ширині задруковуваного матеріалу, продуктивністю до 45 м²/год і більше. Наприклад, струминний принтер Ultra Vu II 3360 триме­трової ширини з програмним растровим процесором Color Burst і автоматизованою системою двостороннього друку про­дуктивністю до 196 м²/год компанії Vutek. Спеціальний пристрій у принтері забезпечує суміщення зображень лицьової та зво­ротної сторони при друкуванні у чотири, шість і вісім фарб.

Машини струминного друку розраховані надрукування на ру­лонних широкоформатних матеріалах або на великих аркуше­вих. Так, система широкоформатного друку Idanit 162 ad друкує на аркушевому матеріалі від 1200 х 1600 мм до 1630 х 259 мм (максимальна задруковувана площа 1570 х 2490 мм), або з ру­лону шириною до 1600 мм.

Установка Soljet PROIISI-1000 ЕХ фірми Roland DG Corporation на рулонних матеріалах від 1,2 до 2,6 м (продуктивністю 45 м²/год) Gradijet Classic на рулонах 3,2 м (продуктивність до 65 м²/год) ME GAJET-3204/3606 на рулонному матеріалі шири­ною 3,2 м (продуктивністю 72 м²/год).

Інший приклад, широкоформатний повноколірний принтер Mutoh Phoenix струминного друку на жорстких і гнучких мате­ріалах сольвентними-, екосольвентними- і УФ-фарбами, шири­ною задруковуваного матеріалу 3,3 м і вагою рулону до 200 кг має технологічну можливість підключення системи інтенсифі­кації закріплення фарби, залежно від її типу, — контактний чи безконтактний підігрів, вентиляція, опромінення.

Для друку використовують звичайні та спеціальні (покриті плівкою) папери, банерні та прапорні тканини, плівки звичайні та самоклейні; пластик тощо. Фарби — УФ-сушки, сольветні, водні тощо. Більшість з них повинні бути стійкими до УФ-випромінен-ня, вологи, масел, легких механічних пошкоджень тощо.

_____________ Розділ 6, Проектування і розрахунок друкарських процесів

Цей метод друку також незамінний при персоналізації друко­ваної продукції у машинах-агрегатах будь-якого іншого методу друку у потоці оздоблення і опорядження.

Числовий друк залишається поки що найбільш оперативним для виготовлення видань на замовлення (на вимогу, druck on demand) невеликими накладами від одного до 300 примірників. Асортимент продукції надзвичайно широкий — книги, журнали, рекламні буклети, презентаційна продукція, плакати тощо. Ця технологія друкування також є серйозним конкурентом плоско­го офсетного друку завдяки технологічним можливостям друку-вальних пристроїв і друкарських машин, які значно розширили­ся завдяки числовим технологіям. За останні чотири роки, що промайнули Bifldrupa'2004Aodrupa'2008, вже значно удоскона­лилися фарбо- та папероживильні системи числових дру­карських машин, розширився асортимент паперу для друкуван­ня, з'явилися УФ-картриджи, колірне охоплення відбитків на­близилося до офсетних, а у деяких моделях навіть перевищує його. Більшість моделей числових друкарських машин реалізу­ють технологію «з комп'ютера у друк», агрегатуються з фальцю­вальними і скріплювальними пристроями, можуть використову­вати задруковувану основу у вигляді рулону або аркушів.

Технічні параметри