В полиграфическом производственном процессе печатные машины занимают центральное место. В ходе печатного процесса краска переносится на запе
чатываемый материал, благодаря чему тиражирует
ся текстовая и изобразительная информация. Контраст между печатными и непечатными элементами
создается посредством свойств печатных форм.
В печатном процессе содержащаяся
на печатной форме текстовая и изобразительная информация не может быть изменена. Для каждого заказа должны быть изготовлены и установлены в машине собственные формы. Перенос краски с формы
на бумагу или другой запечатываемый материал
требует заданного давления в печатной зоне (сила
на единицу площади) или натиска. Это давление составляет для:
-
высокой печати 5—15 мПа;
-
флексопечати 0,1—0,5 мПа;
-
офсетной печати 0,8—2 мПа;
-
глубокой печати 1,5—2 мПа (1 Па=1 Н/м2).
Рис. 1 показывает три основных принципа переноса краски на запечатываемый материал. Давление
создается в машине между печатной парой. Печатная
пара представляет собой две расположенные одна
против другой поверхности, между которыми находятся запечатываемый материал и печатная форма с
нанесенной на нее краской. Технический прогресс
развития техники печати позволил перейти от плоских поверхностей печатной пары к цилиндрическим.
Рис. 1
Способы печати с примерами машин:
а тигельная печатная машина;
б плоскопечатная машина (плоскопечатный автомат);
в ротационная печатная машина
На рис. 1,а показан принцип печати, в котором
вертикально перемещаемая плита прижимает бумагу
к печатной форме. Этот принцип применялся в прессе
Гутенберга, а впоследствии в тигельных печатных машинах. Сегодня этот принцип применяется в машинах для тиснения и высечки.
На рис. 1,б представлен печатный аппарат с вращающимся печатным цилиндром и горизонтально перемещаемой плитой (талером) с печатной формой, кото
рый применяется в плоскопечатных машинах. По сравнению с тигельными печатными машинами они имеют
более высокую скорость печати. Этот печатный аппарат
применялся в плоскопечатных машинах, в машинах для
тиснения и высечки, а также в пробопечатных станках.
Последующее развитие печатных пар привело к появлению высокоэффективного ротационного принципа печати с цилиндрическими поверхностями (рис. 1,в).
Для листовых и рулонных материалов были разработаны так называемые листовые и рулонные ротаци
онные печатные машины. В печатной паре ротационных печатных машин для всех способов печати находится эластичное покрытие, которое компенсирует
(сглаживает) разность в толщине печатной формы и
радиальное биение цилиндра. На рис. 2 показано
расположение декеля при различных способах печати.
Рис. 2
Ротационные печатные аппараты
В высокой печати на печатный цилиндр натягивается «рубашка» из толстого слоя бумаги или картона.
Ее толщина (от 1,25 до 1,75 мм) позволяет выравнивать радиальное давление в печатной паре.
В флексографской печати изготавливаемая из
резины или фотополимеров эластичная печатная
форма сглаживает давление радиальной деформации. Новейшие разработки в области технологий
формных процессов позволяют выполнять более
твердые и тонкие печатные формы (< 1мм), котор ы е приклеиваются на сжимаемую подложку
(пленка или гильза).
В офсетной печати осуществляется контакт
формного и офсетного цилиндра, на который натянуто эластичное резиновое полотно — декель.
В глубокой печати резиновое покрытие печатного
цилиндра прижимает бумагу к ячейкам формного
цилиндра.
Рис. 3
Функциональная структура обрабатывающих машин
Печатные машины относятся к группе обрабатывающих машин. Рис. 3 показывает их функциональную структуру. Обрабатывающие машины включают следующие функциональные узлы:
-
обработки материала (например, нанесение краски, печать, транспортировка запечатываемого материала);
-
силовые установки (двигатели, передаточные и исполнительные механизмы);
-
управления (сенсоры, управляющие устройства, например ЭВМ);
-
защитные и опорные узлы (кожухи, корпуса, рамы,
опоры).
Особенностью печатных машин является наличие специальных устройств для переноса текстовой и изобразительной информации на запечатываемый материал.
Для исполнения этих функций печатные машины содержат нижеописанные элементы или устройства:
-
устройства для ввода запечатываемых материалов:
— листовые самонаклады для отделения листов от
стопы бумаги;
— устройства для размотки рулонов; -
устройства для транспортировки запечатываемого
материала:
— выравнивающие, разгонные и транспортирующие
элементы и устройства для листов;
— натяжные и направляющие валики для бумажных
полотен; -
устройства дозирования, выравнивания и нанесения
веществ, образующих покрытия:
— красочные аппараты;
— увлажняющие аппараты;
— аппараты для нанесения лака; -
устройства для переноса веществ:
— печатные секции;
— лакировальные секции; -
устройства для сушки веществ, образующих
покрытия;
-
устройства для дальнейшей обработки:
— фальцевальные аппараты в рулонных машинах;
— устройства для поперечной резки полотна
рулона;
— продольные резальные устройства; -
устройства для хранения запечатанных листов
или рулонов:
— приемное устройство для приема листов в стапель;
— устройство для намотки бумажных полотен
в рулоны;
— устройство для намотки сфальцованных листов
на рулон для хранения.
Максимальные форматы печати машин определяются размерами формного цилиндра. Меньшие форматы возможны:
-
при использовании более узких рулонов;
-
в листовых печатных машинах путем подачи листов
меньшего формата.
Рулонные машины имеют фиксированную длину печати, которая определяется лишь диаметром формного цилиндра. Вариабельность формата в машинах
глубокой и флексографской печати достигается посредством смены формного цилиндра, в то время
как в офсетной и высокой печати данная возможность не предусмотрена.
Отнесение машин к машинам постоянного или переменного форматов связано с возможностью изменения длины, но не ширины печати. Показанные на рис.
2 специфические расположения цилиндров позволяют осуществлять перенос на запечатываемый материал только одной краски. Для многокрасочной печати
требуется несколько печатных секций в одной машине.
Для печати с двух сторон (двусторонняя печать) листа или рулона в рулонных машинах часто используют
ся двусторонние печатные аппараты, а в листовых машинах (за некоторыми исключениями) — специальные
устройства переворота листа.
Рис. 4
Принцип построения ротационных печатных машин:
а принципиальная схема листовой печатной машины;
б рулонная печатная машина для акцидентной печати;
в многосекционная флексографская печатная машина
Принципиальное построение ротационных печатных машин (для листовой офсетной, рулонной офсетной и рулонной флексографской печати) показано на рис. 4 и будет рассмотрено ниже.
Листовые печатные машины
На примере, приведенном на рис. 4,а, стапель
листовой бумаги загружается в самонаклад и посредством механизма подъема стапельного стола
перемещается настолько, чтобы верхний лист мог быть захвачен и далее отправлен в виде отдельного листа на накладной стол. Форгрейфер забирает
лист после выравнивания, разгоняет его до скорости вращения цилиндров печатной секции и передает в захваты передающего цилиндра. Последую
щая передача листа с цилиндров осуществляется
через систему захватов. Таким образом, в печатных секциях при многокрасочной печати гарантируется точная приводка.
Обе приведенные на рисунке офсетные печатные секции состоят из печатного, офсетного и
формного цилиндров. На печатную форму, помещенную на формный цилиндр, наносятся увлажняющий раствор и краска. Захваты последнего печатного цилиндра передают запечатанный лист в захваты каретки цепного транспортера, который выводит его на приемное устройство. Там оттиск освобождается из захватов, притормаживается и
опускается на стапель.
Рулонные печатные машины
Данный класс машин относительно области их применения разделяется на следующие группы:
-
акцидентные печатные машины;
-
газетные печатные машины;
-
машины для печати на упаковке.
Представленная на рис. 4,б акцидентная печатная
машина имеет двухлучевую рулонную установку с
двумя рулонами с накопителем бумаги, который позволяет производить замену рулона автоматически
без останова машины. Устройство
для ввода рулона в машину подает полотно в лентопроводящую систему, где обеспечивается его натяжение и подача в печатную секцию. Оно обеспечива
ет боковое равнение и позволяет управлять натяжением бумажного полотна. Для рулонных печатных
машин горизонтальное движение полотна является
традиционным. Например, полотно запечатывается с
двух сторон в четыре краски в четырех печатных аппаратах. Дополнительный впечатывающий аппарат
применяется при нанесении, например, изменяющегося текста. Красочные и увлажняющие аппараты на
рисунке не показаны. Чтобы избежать отмарывания
запечатанной краски при последующей обработке в
фальцаппарате, бумажное полотно проходит через
сушильное устройство.
Группа охлаждающих цилиндров снижает температуру разогретого в сушке (около 130 °С) бумажного полотна. В устройстве для продольной резки пе
ред фальцаппаратом полотно разрезается вдоль, и с
помощью поворотных штанг образованные полосы
накладываются одна на другую.
В фальцаппарате происходит
продольная фальцовка и поперечная разрезка полотна и при необходимости нанесение полоски клея
для фальцовки с приклейкой. Может производиться
также продольная и поперечная перфорация, и многократная фальцовка обрезанных листов.
Для газетных печатных машин типично вертикальное прохождение полотна и одновременное запечатывание нескольких полотен.
Примером построения печатной машины для
производства упаковки служит схема многоцилиндровой флексографской машины на рис. 4,в. Установка разматывает притормаживающийся рулон.
Лентопроводящая система обеспечивает проводку и
натяжение бумажного полотна через четыре печатные секции.
Флексографские печатные секции состоят из печатного, формного цилиндров и красочного аппарата. Через дополнительное выводное устройство запечатанное с одной стороны полотно при помощи лентопроводящей системы проходит через сушильное
устройство, прежде чем оно будет смотано в рулон.