Maszyna drukująca/linia powlekająca może składać się z dziesiątków tysięcy pojedynczych części, wśród których najmniejsze nierzadko pełnią bardzo ważne funkcje. Sercem każdej maszyny do druku jest zespół drukujący. Współczesne maszyny drukujące są najczęściej wyposażone w od sześciu do dwunastu zespołów drukujących.
Zespół druku fleksograficznego składa się z następujących elementów: komory raklowej, cylindra rastrowego, formy drukowej (cylindra formowego lub wałka + taśmy klejącej + fleksograficznej płyty drukowej albo bezkońcowej formy drukowej lub samoprzylepnego cylindra drukowego + fleksograficznej płyty drukowej) oraz cylindra dociskowego. Konstrukcja zespołu drukującego zależy od konstrukcji maszyny fleksograficznej: z systemem centralnego lub pojedynczego cylindra bądź wielu cylindrów w układzie szeregowym lub kompaktowym.
Wklęsłodruk to technika drukowania polegająca na tym, że miejsca drukujące są położone poniżej miejsc niedrukujących. Farba drukarska pokrywa najpierw całą formę drukową, po czym z miejsc niedrukujących jest zabierana gumową ściągaczką lub ściereczką, a następnie farba pozostawiona w zagłębieniach jest przenoszona na podłoże drukowe. Silny nacisk przy kontakcie z podłożem oraz siły adhezyjne pomiędzy podłożem a farbą powodują przenoszenie farby.
Kryteria wyboru systemów przepływu i kondycjonowania farb, systemów komór raklowych, rakli fleksograficznych i uszczelek komór raklowych pod kątem wymagań materiałowych i jakościowych klientów mają zauważalny wpływ na wydajność procesów drukowania, ponieważ oddziałują na jakość druku oraz na wydajność produkcji na metr podłoża.
Przepływ farb i systemy kondycjonowania
Przed podjęciem decyzji o wyborze najodpowiedniejszej pompy farbowej i filtra farbowego należy ustalić, czy produkcja ma się odbywać wyłącznie z wykorzystaniem farb wodnych lub UV, czy też farb solwentowych.
Profil wymagań stawianych pompie farbowej i filtrowi farbowemu zależy od rodzaju farb, które będą wykorzystywane w procesie drukowania. Farby solwentowe wymagają pompy farbowej spełniającej surowe wytyczne dyrektywy ATEX, pozwalając na transport farby w strefach niebezpiecznych. Ponadto każda pompa farbowa (odśrodkowa, perystaltyczna lub dwumembranowa) powinna być łatwa w utrzymaniu oraz prosta w naprawie w przypadku wątpliwości. Stały spadek wielkości zamawianych nakładów druku powoduje, że każda firma poligraficzna boryka się z zarabianiem na swoich usługach.
Rozwiązaniem może być inwestycja w pompy farbowe wyposażone w szybkowymienne głowice. Każda minuta przestoju maszyny kosztuje firmę od kilkuset do tysięcy euro. Wpływ na zyski mają również rosnące w Europie – zwłaszcza od momentu wybuchu wojny w lutym 2022 r. – koszty energii i ogrzewania. Opcja szybkiej wymiany głowicy umożliwia przywrócenie gotowości do pracy pompy farbowej w kilka sekund i skraca czas przezbrojenia oraz redukuje przestoje związane z przyrządem nowych zleceń.
Wybierając pompę farbową warto dowiedzieć się od producenta i dostawcy, w jakim stopniu jej pulsacja może negatywnie wpływać na proces drukowania. Zjawisko pulsacji występuje zwłaszcza przy zastosowaniu pomp dwumembranowych lub perystaltycznych, gdy podawanie farby nie jest w 100% jednorodne. Przyczyną jest sposób działania takich pomp. Jednym z rozwiązań może być zastosowanie specjalnych filtrów kolorowych, które różnią się od standardowych filtrów konstrukcją obudowy. Zadaniem tych tzw. tłumików pulsacji jest przekształcenie pulsowania występującego w trakcie podawania farb w ich stały przepływ. Zasada działania jest pomysłowa i prosta. Pulsująca farba jest gromadzona w filtrze ze specjalną obudową; w wyniku działania tłumika pulsacja zostaje wygaszona i zmienia się w stały przepływ do zespołu drukującego. Inną możliwość daje sprawdzenie, czy da się zastosować pompy odśrodkowe, które charakteryzuje wysoka wydajność przy stałym przepływie farby.
Rakle
Przed wyborem odpowiedniego rakla należy ustalić, czy będzie narażony na procesy korozyjne. Czynnikami wpływającymi na wybór są również: kwestia stosowania w procesie produkcyjnym farb i lakierów na bazie wody, poziom wilgotności panującej w hali produkcyjnej, a także możliwość wystąpienia przestojów w procesach drukowania.
Wysoka wilgotność w hali maszyn zwiększa ryzyko wystąpienia korozji, zwłaszcza w przypadku stosowania niestopowej stali węglowej (C-steel). To dlatego do pracy z farbami i powłokami wykonanymi na bazie wody często zaleca się użycie rakli ze stali nierdzewnej, materiałów kompozytowych (rakli kompozytowych) lub tworzyw sztucznych (rakli z poliestru albo polietylenu). Jeśli ryzyko korozji nie występuje, odpowiednią sztywność i odporność na zużycie zapewniają niepowlekane i powlekane stale niestopowe. Jednak te stalowe ściągaczki wykazują w procesach produkcyjnych również wiele niepożądanych cech.
Z kolei stale stopowe nadają się do zastosowania przy druku wysokonakładowym lub w przypadku stosowania farb metalicznych i białych o właściwościach ściernych. Jest to związane z zastosowaniem domieszki dodatkowych cząstek twardego metalu, co prowadzi do uzyskania większej twardości i drobniejszych mikrostruktur, a przez to zauważalnie zmniejsza poziom zużycia. Przy wyborze rakli wykonanych ze stali stopowej należy jednak zwrócić uwagę na różne klasy jakości poszczególnych rodzajów stali. Rakle ze stali o drobniejszej mikrostrukturze i mniejszych cząstkach węglików spiekanych charakteryzują się bardzo gładkimi krawędziami rakli i niższym współczynnikiem tarcia. Rakle kompozytowe wykonane z materiałów kompozytowych zazwyczaj składają się z materiałów oktanowych, które są mieszane z innymi materiałami w procesie produkcyjnym. Analogicznie rakle poliestrowe i polietylenowe zastępują rakle stalowe. W procesie produkcji rakli z poliestru i polietylenu nie stosuje się wypełniaczy; dzięki ich eliminacji takie rakle doskonale zastępują swoje stalowe i kompozytowe odpowiedniki w nakładaniu powłok w technice fleksograficznej, sitodruku rotacyjnego i wklęsłodruku, zapewniając wiele korzyści: zmniejszając nacisk rakla, zapobiegając gromadzeniu się resztek farby po zewnętrznej stronie listwy raklowej (tzw. back doctoring), eliminując scoring, chlapanie (ink spitting) oraz zapewniając maksymalną wydajność pracy rakla. Największą zaletą rakli poliestrowych i polistyrenowych jest fakt, że nie tworzą one ostrych jak brzytwa krawędzi ze stali i włókna szklanego i dlatego są znacznie bezpieczniejsze w użyciu dla operatorów maszyn. Ich wpływ na środowisko jest również znacznie mniejszy, ponieważ w procesach produkcji wymagają zużycia znacznie mniejszych ilości energii.
Grubość rakli
Wymaganą długość rakli wyznacza na ogół z góry szerokość robocza danej maszyny drukującej. Natomiast grubość rakla może się zmieniać w zależności od czynników takich jak lepkość materiałów powlekających, prędkość pracy maszyny, wibracje występujące w trakcie produkcji oraz wymagania stawiane żywotności i jakości druku. Przy wyborze właściwego rakla konieczne jest, aby klient i dostawca otwarcie rozmawiali o profilu potrzeb oraz o doświadczeniach i problemach z wcześniej stosowanymi raklami. Dzięki temu dostawca może przeprowadzić dokładną analizę obecnej sytuacji i przedstawić klientowi odpowiednie rozwiązania.
Profil krawędzi
Profile krawędzi rakli należy każdorazowo dobierać stosownie do wymaganej rozdzielczości druku. W druku fleksograficznym duża część zleceń realizowana jest w niskiej lub średniej rozdzielczości; dlatego dominują w nim zaokrąglone i fazowane profile krawędzi. Na ogół zaokrąglone profile krawędzi najlepiej nadają się do wałków rastrowych o mniejszej liniaturze (do 120 l/cm), podczas gdy profile z fazą lub z lamelą o grubości od 0,10 do 0,15 mm są wystarczające dla liniatury 120-220 l/cm. W przypadku druku o wyższych liniaturach należy stosować rakle z lamelą oraz rakle fazowane o dwa stopnie z krawędzią tnącą 0,10 mm dla fleksografii i 0,07 mm dla wklęsłodruku. Ciekawym aspektem profili tnących jest ich wrażliwość na nacisk na całej długości cylindra dociskowego.
Komory raklowe z włókna węglowego
W celu zapewnienia stałego dopływu farby, lakieru lub innych mediów do formy drukowej, w druku fleksograficznym – jak również w procesach lakierowania – stosuje się komory raklowe.
Zespół drukujący/lakierujący składa się z komory raklowej z zamkniętym systemem obiegu, do którego automatycznie pompowana jest farba, lakier lub materiał powlekający o pożądanej lepkości. Medium o niskiej lepkości jest przenoszone przez ten system na cylinder raklowy. Drobne komórki cylindra raklowego absorbują farbę, lakier lub inny materiał. Rakiel usuwa medium o niskiej lepkości z powierzchni cylindra przed przekazaniem go do formy drukowej.
Pompa w sposób ciągły zasila komorę farbową farbą, lakierem lub innym medium powlekającym. Są one przenoszone bezpośrednio z komory na cylinder raklowy za pomocą rakla. Jeden z rakli jest usytuowany przeciwbieżnie i zgarnia nadmiar medium z powierzchni cylindra raklowego (doctoring blade); drugi (tzw. containment doctor blade) stanowi uszczelnienie komory.
Komory raklowe z włókna węglowego nadają się do farb i powłok solwentowych, wodnych lub utwardzanych UV i mogą być montowane na dowolnej maszynie fleksograficznej bądź wklęsłodrukowej o szerokości wstęgi od 150 do 4000 mm. Można je również dostosować do konkretnych zastosowań, a dzięki dostępności alternatywnych profili możliwe jest ich dopasowanie do szerokiego zakresu średnic cylindrów rastrowych.
– Doskonała konstrukcja – włókno węglowe ma sztywność i wytrzymałość o 300% większą niż aluminium, co zapewnia jednolitą pracę rakla i ulepszony transfer
– Odporność na korozję – włókno węglowe nie ulega korozji przy stosowaniu farb i powłok na bazie wody lub solwentowych
– Szybkie przezbrojenie – całkowita wymiana rakli i uszczelnień bez użycia narzędzi gwarantuje skrócenie do absolutnego minimum czasu przestoju i przyrządu
– Wyjątkowa lekkość – włókno węglowe jest o 70% lżejsze od aluminium, dzięki czemu komora o długości 1200 mm waży tylko 6,5 kg; jeden operator może z łatwością podnosić i wyjmować komory z maszyny bez użycia urządzeń podnoszących
– System mocowania Auto Comp – prosty dwupozycyjny system mocowania automatycznie kompensuje zużycie rakla i zapewnia precyzyjne pozycjonowanie rakla do wałka aniloksowego przy każdym ustawieniu
– Minimalna objętość – mała objętość zamkniętej komory w porównaniu z systemami otwartymi zapewnia znaczne zmniejszenie zużycia farby i powłoki
Uszczelnienia komory raklowej
W przypadku uszczelnień komory raklowej wybór odpowiedniego materiału i twardość brzegowa mają decydujący wpływ na wydajność pracy uszczelnienia i szczelność komory raklowej. Decydującymi parametrami są tutaj system farbowy oraz zastosowanie automatycznych systemów mycia w maszynie drukującej.
Uszczelnienia boczne w komorach raklowych muszą posiadać zdefiniowane właściwości ściskania/odzyskiwania i zapewniać precyzyjny kontakt między promieniem uszczelnienia a obwodem cylindra rastrowego, co znacznie zwiększa jego odporność na zużycie ścierne i na ciśnienie hydrauliczne pochodzące od farby lub środków czyszczących.
Przepływ farby, tj. ilość farby, która przepływa przez komorę w jednostce czasu, musi być odpowiednio wyregulowany w trakcie drukowania. Jeśli jednak współczynniki ciśnienia w zamkniętej komorze są zbyt wysokie, rakle mogą stracić kontakt z cylindrem raklowym lub uszczelnienia komory raklowej mogą zacząć przeciekać.
Tłumaczenie: TK
Alfa-Print Sp. z o.o.
ul. Świętokrzyska 14A
00-050 Warszawa
