Почему «разбиваются» печатные машины

В.Ф.Белокрысенко, канд. техн. наук, В.Н.Токарев, зам. генерального директора фирмы «ЭПО», И.П.Белоусова, гл. технолог фирмы «ЭПО», Н.В.Машинцева, технолог фирмы «ЭПО»

Результаты многолетней работы ВНИИ полиграфии по исследованию офсетных резинотканевых пластин были проверены и дополнены в производственных условиях типографии «ЭПО» при печатании на современных листовых и рулонных офсетных машинах.

Печатный аппарат — это сердце печатной машины. При этом его работоспособность и долговечность определяются нагрузками, величина которых зависит от условий контакта формы и запечатываемого материала.

Процессы, протекающие в полосе печатного контакта, были и остаются в центре внимания конструкторов печатных машин и технологов полиграфического производства. Их исследовали российские и украинские ученые К.В.Тир, П.А.Попрядухин, Л.А.Козаровицкий, А.А.Тюрин, Б.В.Куликов, Н.И.Либерман, Я.И.Чехман, К.И.Финакин, а также многие зарубежные исследователи. Результаты этих работ позволили определить оптимальные, то есть минимально необходимые, величины давления печати и характер распределения давления в полосе печатного контакта, которые обеспечивают оптимальное качество печатных оттисков и долговечность печатных машин. В частности, установлено, что в офсетном способе печати величина давления в полосе печатного контакта при печатании с традиционными (без микропористого слоя) офсетными резинотканевыми пластинами (ОРТП) составляет 80­150 Н/см² (8­15 кГс/см²), а при использовании ОРТП с одним или двумя микропористыми слоями — 50­80 Н/см² (5­8 кГс/см²).

Создание в 50­х годах ХХ столетия офсетных резинотканевых пластин с микропористым слоем позволило вдвое снизить давление печати и нагрузки в машинах, а также повысить скорость печатания. Это резко увеличило конкурентоспособность офсета по сравнению с другими способами печати, способствовало его выходу на лидирующие позиции, стимулировало развитие и совершенствование конструкции офсетных печатных машин. Пластины с микропористым слоем обеспечили оптимальное качество печатного оттиска и нормальные условия работы печатного аппарата машин, то есть без перегрузки его привода.

Давление печати, как известно, создается в полосе печатного контакта за счет деформации сжатия декеля, величина которой определяется конструктором при разработке печатной машины. В современных офсетных машинах, в зависимости от их конструкции, величина деформации декеля колеблется в пределах 0,07­0,15 мм. При жестком контакте (печать по контактным кольцам) деформация декеля, а следовательно, и давление могут создаваться за счет того, что форма превышает контактные кольца формного цилиндра, декель превышает контактные кольца офсетного цилиндра или и форма и декель превышают контактные кольца соответствующих цилиндров (рис. 1).

Рис. 1. Схема контакта цилиндров печатной пары офсетных машин: а — листовой машины Printmaster PM 74; б — рулонной машины Gallus T 250; в — листовой машины Ryobi 522 HXX

Для того чтобы создать оптимальное давление печати, жесткость современных декелей, то есть величина их абсолютной деформации сжатия, должна быть равной 0,07­0,15 мм и составлять 3,6­7,7% от их толщины. Измерения должны быть выполнены в лаборатории завода­изготовителя при давлении печати 80 Н/см² (8,0 кГс/см²), а их результаты должны включаться в документы, сопровождающие ОРТП и поддекельные материалы. В этих документах должны быть приведены значения показателя жесткости как в абсолютном, так и в относительном выражении. Первый показатель необходим печатникам для подбора декеля на машине, второй — для выбора нужной жесткости ОРТП и поддекельных материалов при их закупке.

Если в документах отсутствует хотя бы одна из этих величин, недостающий показатель необходимо рассчитывать по специальной методике, которой на полиграфических предприятиях, как правило, не владеют. На практике это часто приводит к закупке декельных материалов, параметры которых не соответствуют характеристикам печатных машин. При использовании таких материалов снижается качество продукции и ухудшается техническое состояние оборудования. Следует отметить, что при работе с завышенной толщиной декеля и повышенным давлением печати определить степень превышения давления в производственных условиях невозможно. Между тем каждые добавляемые сверх нормы 0,01 мм толщины даже правильно подобранного по жесткости декеля увеличивают нагрузку в полосе печатного контакта на 10%.

В реальном печатном процессе толщина декеля подбирается в лучшем случае с точностью лишь до 0,03­0,05 мм. Избыточное давление — основная причина преждевременного выхода из строя приводов печатных аппаратов офсетных машин, особенно если машины рассчитаны на работу с жестким декелем (величина абсолютной деформации сжатия — 0,07­0,10 мм, относительная деформация — 3,6­5,0%). Кроме того, в условиях избыточного давления практически невозможно получить требуемое качество печатных оттисков.

Как показывает практика, не только печатники, но и мастера и технологи печатных цехов не придают должного значения характеристикам ОРТП и поддекельных материалов, полностью доверяя менеджерам по продаже компаний — поставщиков расходных материалов. Однако рекомендации по использованию ОРТП на различных типах машин не всегда даются грамотно. Кроме того, в рекламных материалах зачастую отсутствуют технические показатели свойств ОРТП, описание может ограничиться лишь внешним видом материалов и общими рекомендациями по их использованию на офсетных машинах.

В некоторых рекламных проспектах приводятся показатели жесткости ОРТП, полученные при завышенных значениях давления печати: 100 (10,0), 135 (13,5), 200 (20,0); 260 Н/см² (26,0 кГс/см²) вместо необходимого реального давления печати 80 Н/см² (8,0 кГс/см²). При этом показатели жесткости, в зависимости от приложенной нагрузки, в большей или меньшей степени занижены, то есть величины абсолютной или относительной деформации имеют завышенные значения и не могут быть использованы при подборе офсетного декеля. Это вызывает, по меньшей мере, удивление, так как контроль свойств и качества всех полиграфических материалов на Западе и в Японии строго регламентирован международными нормами по стандартам ISO.

При отсутствии на полиграфических предприятиях приборов и методик определения реальных показателей жесткости ОРТП они могут быть получены из рекламных материалов расчетным методом путем составления пропорций. Рассмотрим пример расчета.

Допустим, в документации к ОРТП указано, что при давлении 10,0 кГс/см² абсолютная деформация сжатия составляет 0,12 мм, а относительная деформации сжатия — 6,15%. Составим пропорцию:

10,0 кГс/см² — 0,12 мм

8,0 кГс/см² — х.

Определим реальную абсолютную деформацию сжатия ОРТП

х = (0,12x8,0)/10,0 = 0,10 мм.

Аналогичным образом определим реальную величину относительной деформации сжатия ОРТП:

10,0 кГс/см² — 6,15%

8,0 кГс/см² — х

х = (6,15x8,0)/10,0 = 4,9%.

Этим методом могут быть приведены к реальным значениям показатели жесткости практически всех декельных материалов. Такой расчет правомерен, поскольку значения реальных величин деформации сжатия практически всех декелей на современных печатных машинах находятся на участке линейной зависимости

P = f(∆),

где Р — давление печати; ∆ — деформация сжатия ОРТП или декеля (рис. 2).

Рис. 2. График нагрузки сжатия декеля

В процессе подбора декелей и печатания тиражей на офсетных машинах фирмы «ЭПО» была выполнена проверка полученных расчетным методом характеристик жесткости ОРТП путем их сравнения с результатами измерения на приборе ИЗВ­1. Для декелей, подобранных в соответствии с расчетами, не потребовалось дополнительной корректировки толщины после их приработки.

Без учета жесткости ОРТП и поддекельных материалов невозможно правильно подобрать и толщину декеля на печатных машинах, которая, так же как и жесткость, строго регламентируется в паспорте печатной машины. К сожалению, во многих случаях работа с паспортом машины проводится в основном только при поступлении машины на предприятие, причем не всегда тщательно. К тому же перевод паспортов печатных машин на русский язык зачастую выполняется некачественно и непрофессионально — в них бывает трудно что­либо понять, а иногда теряется информация об особенностях конструкции. Например, из перевода паспорта к машине Heidelberg GTO 52, применяемой в типографии фирмы «ЭПО», узнать о значениях толщины декеля было невозможно. Только обращение к оригиналу на немецком языке позволило разобраться в конструктивных особенностях этой печатной машины, различных толщинах декеля и способах его установки.

Чтобы иметь реальное представление о работе печатного оборудования, в фирме «ЭПО» по паспортным данным были сделаны схемы контакта печатных пар всех машин (см. рис. 1), которые впоследствии были размещены на стенде вблизи рабочего места печатников. На этих схемах печатная пара машин форма — декель представлена без натиска и под натиском, приводятся все необходимые для подбора толщины и жесткости декеля параметры печатного аппарата машины, формы и декеля.

В качестве примера проанализируем схему печатного контакта сложной с точки зрения подбора и установки декеля листовой печатной машины Heidelberg Printmaster PM 74, которая предназначена для печатания высококачественной продукции с декелем высокой или средней жесткости. Эта машина характеризуется повышенной точностью и жесткостью конструкции; печать производится по контактным кольцам (см. схему печатного контакта на рис. 1 а ).

Проточка формного цилиндра составляет 0,15 мм при толщине формы 0,30 мм. Таким образом, форма выступает над контактными кольцами формного цилиндра на 0,15 мм, обеспечивая деформацию сжатия декеля.

Проточка офсетного цилиндра составляет 2,30 мм. Его конструкция предусматривает возможность печати как с декелем средней жесткости (деформация сжатия под давлением печати 80 Н/см², или 8,0 кГс/см², — 0,15 мм), так и с жестким декелем (деформация сжатия — 0,10 мм).

Декель состоит из резинотканевой пластины с микропористым слоем и набора жестких листов картона и бумаги, калиброванных по толщине. Жесткость декеля зависит в основном от жесткости ОРТП, так как листы картона и бумаги после приработки не работают на сжатие.

Декель средней жесткости устанавливается на уровне контактных колец офсетного цилиндра. Толщина этого декеля в свободном состоянии (до натяжения) — 2,35 мм, после натяжения на офсетном цилиндре — 2,30 мм. Толщина декеля под натиском составляет 2,15 мм и обеспечивается за счет превышения печатной формы над контактными кольцами формного цилиндра на 0,15 мм. Деформация декеля под натиском на 0,15 мм при правильном подборе жесткости ОРТП (0,15 мм, или 7,5­7,7%) обеспечивает оптимальное давление 8 кГс/см² и требуемое качество печати.

Жесткий декель, как видно на схеме контакта (см. рис. 1 а), устанавливается в Printmaster PM 74 на 0,05 мм ниже контактных колец. Толщина этого декеля до натяжения составляет 2,30 мм, после натяжения на офсетном цилиндре — 2,25 мм. Толщина декеля под натиском — 2,15 мм. Деформация декеля равна 0,10 мм (2,25­2,15 мм). Соответственно и жесткость декеля, измеренная при давлении печати 8,0 кГс/см², должна находиться в пределах 5,0­5,2%, что в абсолютном выражении составляет 0,10 мм.

Выполненный в фирме «ЭПО» анализ схемы контакта печатной пары позволил определить:

• условия контакта формы и декеля в печатной паре каждой машины;

• толщину декеля в свободном состоянии, которая после натяжения его на офсетном цилиндре обеспечит оптимальные давление печати и качество оттисков без дополнительного введения листов картона и бумаги;

• правильную конструкцию офсетного декеля, позволяющую значительно сократить время печатания тиража.

Как уже отмечалось, толщину декеля на современных офсетных машинах необходимо подбирать с точностью до 0,01 мм, так как превышение его толщины отрицательно влияет на качество печатных оттисков, снижает тиражестойкость декеля и долговечность печатных машин. В связи с этим крайне актуальным представляется оснащение печатных цехов качественными толщиномерами, специально предназначенными для измерения толщины декеля и декельных материалов под давлением 10 Н/см² (1,0 кГс/см²). Отсутствие этих приборов в печатных цехах (а это наблюдается повсеместно!) не позволяет определять при подборе декеля точные значения толщины не только листов бумаги и картона, но и резинотканевых пластин. При этом следует учитывать, что отклонение ОРТП по толщине в пределах одного полотна составляет ± 0,015 мм, а в партии — ± 0,03 мм.

Смена декеля на печатных машинах занимает довольно много времени, а отсутствие набора предварительно промеренных по толщине и подготовленных к подбору декеля калиброванных листов бумаги и картона или пленки увеличивает его вдвое. Для сокращения времени смены декеля в типографии «ЭПО» были разработаны и размещены на стенде рядом с рабочим местом печатников таблицы для всех листовых и рулонных машин.

Рассмотрим таблицу подбора толщины и жесткости декеля для листовой офсетной машины Printmaster PM74. Перед таблицей приводится информация для правильного подбора офсетного декеля:

• величина оптимального (минимально необходимого) давления в офсетной печати;

• величина сжатия декеля под натиском (по паспорту);

• величина превышения формы над контактными кольцами формного цилиндра (по паспорту);

• жесткость ОРТП при оптимальном давлении печати.

Таблица подбора оптимального по толщине и жесткости декеля на этой машине состоит из пяти столбцов, причем пятый разделен на три в зависимости от толщины листов картона.

В первом столбце указана толщина декеля в свободном состоянии, натянутого на офсетный цилиндр и под давлением печати (натиске) для двух вариантов его установки на офсетном цилиндре.

Во втором столбце приведены толщины ОРТП с учетом отклонения от номинала ± 0,015 мм.

В третьем столбце указана общая толщина поддекеля, которая в сумме с толщиной ОРТП составит толщину декеля в свободном состоянии, после его натяжения на офсетный цилиндр и под давлением печати.

Четвертый и пятый столбцы содержат информацию о числе и толщине листов бумаги и картона, которые позволяют сформировать декель для разных по толщине (1,95­1,98 мм) резинотканевых пластин.

Правильно подобранные по толщине, жесткости и удлинению ОРТП должны обеспечить офсетному декелю усадку при натяжении 0,05 мм и предусмотренную паспортом машины толщину в натянутом состоянии и под натиском.

При наличии на рабочем месте печатника толщиномера, такой таблицы и всех составляющих поддекельных материалов декель подбирается за считаные минуты и не требует дополнительной корректировки по толщине.

К сожалению, в большинстве типографий должного внимания подбору декелей не уделяют. Например, на машинах Printmaster PM 74 используются ОРТП с жесткостью от 0,07 до 0,18 мм в абсолютном выражении и от 3,6  до 9,2% — в относительном, причем декели устанавливаются только на уровне контактных колец офсетного цилиндра. В результате офсетные печатные машины и декели «разбиваются» и преждевременно выходят из строя. При повышенном давлении невозможно обеспечить и высокое качество печати; даже использование самых современных шкал визуального контроля не спасает положения, так как в этих условиях они просто не работают. Очень хочется надеяться, что настоящая статья будет способствовать пересмотру подхода к составлению, установке и эксплуатации офсетного декеля.

Работа, выполненная в типографии «ЭПО», подтвердила правильность методики подбора декеля с учетом его жесткости и толщины. Было обеспечено оптимальное (минимально необходимое) давление печати и требуемое качество печатных оттисков при строгой (по паспорту) регулировке давления между офсетным и печатным цилиндрами в зависимости от толщины запечатываемых материалов. Важно, что величина деформации декеля должна быть одной и той же в обеих полосах контакта (форма — декель и декель — запечатываемый материал) — только в этих условиях эффективно работают шкалы визуального контроля и можно получать оттиски требуемого качества.

КомпьюАрт 3'2007