آلة طباعة فليكسو الدليل الشامل

ديناميكيات الموائع في المطبعة الفلكسوغرافية: نقل الحبر ومبادئ قياس الأسطوانة المموهة

عملية نقل الحبر في المطبعة الفلكسوغرافية هي ظاهرة هيدروديناميكية معقدة تتضمن ملء خلايا الأسطوانة المموهة، وعمل كشط شفرة الطبيب، ونقل الحبر من الأسطوانة المموهة إلى اللوح، وأخيرًا من اللوح إلى الركيزة. كل خطوة تحكمها ميكانيكا الموائع، وكيمياء الأسطح، والظروف الديناميكية. إن فهم هذه المبادئ أمر بالغ الأهمية للتنبؤ بسماكة فيلم الحبر، وتحقيق لون ثابت، واستكشاف عيوب النقل وإصلاحها.

تعمل الأسطوانة المموهة، بنقوشها الخلوية، كجهاز قياس. أثناء دوران الأسطوانة عبر حوض الحبر، تمتلئ الخلايا بفعل الشعيرات الدموية والضغط الهيدروديناميكي. يحدد الشكل الهندسي للخلية - الحجم، العمق، الفتحة، وزاوية الجدار - الحد الأقصى لحجم الحبر. لخلية سداسية نموذجية بزاوية 60 درجة عند 400 خط/بوصة، يبلغ حجم الخلية حوالي 8-10 سم³/م². تعتمد كفاءة الملء، ومع ذلك، على لزوجة الحبر وسرعة الأسطوانة؛ عند السرعات العالية، يمكن أن يقلل الملء غير الكامل (التجويف) من الحجم المنقول. يُخفف من ذلك باستخدام حجرات تغذية قسرية تضغط الحبر ضد الأسطوانة، مما يضمن ملء الخلايا بالكامل.

آلة طباعة فليكسو عالية السرعة  -  آلة طباعة فليكسو مكدسة

تقوم شفرة الطبيب بإزالة الحبر الزائد من سطح الأسطوانة المموهة، تاركة فقط الحبر داخل الخلايا. تؤثر زاوية الشفرة (عادةً 30-45 درجة) والضغط (5-15 نيوتن/سم) على جودة الكشط. يمكن أن يؤدي ضغط الشفرة العدواني للغاية إلى تقليل حجم الخلية عن طريق تشويه جدران الخلية، بينما يترك الضغط الخفيف جدًا فيلمًا سطحيًا. يخلق نمط تآكل الشفرة خدوشًا دقيقة تغير كفاءة الكشط بمرور الوقت. تتضمن ديناميكيات الموائع عند طرف الشفرة تأثير ترقق القص - فالعديد من أحبار الفلكسو ليست نيوتونية، حيث تنخفض اللزوجة تحت القص، لذا تؤثر سرعة الشفرة على اللزوجة الفعالة وبالتالي على الفيلم المتبقي على السطح.

الخطوة التالية هي نقل الحبر من الأسطوانة المموهة إلى اللوح. يحتوي اللوح على نمط بارز؛ فقط المناطق المرتفعة تتلامس مع الأسطوانة المموهة. يتسبب ضغط التلامس والسرعة النسبية (المتطابقة عادةً) في انقسام الحبر، مع انتقال جزء من حجم الحبر إلى اللوح. تعتمد نسبة الانقسام على الطاقات السطحية للسيراميك المموه (طاقة سطحية عالية) واللوح الفوتوبوليمري (معتدل). تتبع عملية الانقسام شكل الحرف "Z" أو "S" للجسر السائل، ويبلغ حجم الجزء المنقول تقريبًا 40-60٪ من حجم الخلية، لكنه يختلف مع لزوجة الحبر وضغط التماس. تزيد السرعة العالية من الإجهاد المرن اللزج، والذي يمكن أن يعزز أو يقلل النقل اعتمادًا على زمن استرخاء الحبر.

أخيرًا، ينتقل الحبر من اللوح إلى الركيزة تحت ضغط الانطباع. هذه عملية طباعة تلامسية حيث يُضغط بارز اللوح ضد الركيزة. تتأثر كفاءة النقل بطاقة سطح الركيزة، وخشونتها، وقابليتها للامتصاص. للأفلام غير المسامية، يجب أن يبلل الحبر السطح؛ وبالتالي، يجب أن يكون التوتر السطحي للحبر أقل من التوتر السطحي الحرج للركيزة (مثل <30 داين/سم لـ PE). يحدد ضغط الانطباع (عادةً 0.1-0.5 مم انحراف) منطقة التلامس؛ فالضغط الأعلى يزيد النقل ولكنه يزيد أيضًا من زيادة النقطة وقد يشوه اللوح.

نماذج للتنبؤ بحجم الحبر: يمكن تقريب إجمالي الحبر المنقول لكل وحدة مساحة كـ V_total = V_cell × η_fill × η_split × η_transfer، حيث كل كفاءة هي دالة للسرعة، واللزوجة، والضغط، والمواد. تُستخدم الارتباطات التجريبية من الاختبارات المعملية لمعايرة هذه النماذج لمجموعات حبر-ركيزة محددة. تستخدم وحدات التحكم في المطابع المتقدمة هذه النماذج لضبط اختيار الأسطوانة المموهة، وضغط الشفرة، والانطباع لتحقيق الكثافات المستهدفة.

العيوب الناشئة عن ديناميكيات الموائع: تحدث "مجاعة الخلية" عندما تكون لزوجة الحبر عالية جدًا أو ضغط الحجرة منخفض، مما يسبب ملء غير كامل - يُحل بالتحكم في اللزوجة وضبط ضغط التغذية. "اهتزاز الشفرة" - اهتزاز الشفرة مما يخلق خطوطًا دورية - يُعالج بتصميمات تخميد الشفرة. "الرذاذ" - قطرات دقيقة من الحبر تطير من الأسطوانة المموهة - يحدث بسبب السرعة العالية والتوتر السطحي المنخفض؛ وتُخفف المواد المضافة المضادة للرذاذ أو الحجرات المغلقة. يجب أن يحافظ النظام السائل بأكمله، من خزان الحبر إلى المضخة والمرشحات وخطوط العودة، على ثبات الريولوجيا؛ وتُعد المراقبة المستمرة للزوجة مع التغذية الراجعة لإضافة المذيب/الماء ممارسة قياسية. هذا الإتقان الهيدروديناميكي أساسي لتحقيق اتساق وكفاءة الطباعة التي تتطلبها المطابع الفلكسوغرافية الحديثة.