印刷基本原理和工艺

府视图
L
总压力: P总 A、平压平总压力：
Q=P*S
面积 单位面积压力 kg/cm2
B、圆压平总压力：
l R
ymax dx
b
x
S 2ab
dQ E y dS l
Q

abE l
(
ymax

2Rymax 6R
)

4abE 3l
ymax
y
P

E l
ymax
Q 4 abP 3
C、圆压圆总压力：
●橡胶的特性
★橡胶的弹性模量小 ★橡胶伸长率大 ★橡胶的泊松比接近于0.5
决定橡皮布高弹性 不可压缩性
3、橡胶的形变特性
(1)高弹性：如右上图 (2)粘弹性：当外力消失后形变不能立刻回弹
复原，而是需要经过一定时间回复，称为 粘弹性。 ①蠕变：橡胶在恒定外力作用下产生的形变， 随时间不断发展的现象。（右中图） 橡皮布变硬、光亮或龟裂 ②应力松弛：橡胶保持恒定的变形，应力随 时间衰减的现象。（右中图）橡皮布变松 ③滞后现象和内耗：在交变应力作用下，形 变速度跟不上应力变化的速度而出现滞后。 （右下图） 内耗：能量消耗在橡胶分子的内摩擦中，转 变为热能。橡皮布老化
二、产生速差的原因
• 1、包装压缩变形量λ的存在
A
A
C1
ΔV Vc
C
VA’
VB VA’ VB’
VA
a c(c’)
a’
B
B
（1）起始点速差VCK在a点:VA=VB
在c点:VA’>VB’
• VB=
VB 2 VBn 2
VCK VB VA VB 2 VBn 2 VA VA VB
R1 l
ymax
x
yA
c
dx
R2
Q Q' 100% b c 100% (1 2 )100% 30%
Q
b
2
圆压圆印机大约比圆压平印机总压力小30%
三、印刷压力的来源 ●胶印压力的来源于：印刷包衬
I C：无包衬，为刚性滚，变形极小 P C：变形小，近似认为刚性滚 B C：有橡皮布和包衬，变形大
A0:为衬垫材料原来的百度，A:为外力撤除后衬垫材
料的厚度
(2).可压缩性：指衬垫材料在压力作用下体积改变的程度。
• (3)耐磨耐压性 • (4)材料的均匀性 • 2.橡皮布的结构和技术要求 • (1)橡皮布的技术要求 • ①油墨转移率：橡皮布转移印迹墨层能力的技术指标。
②表面胶层耐油、耐溶剂性 ③伸长率：指橡皮布在一定张力下，超出原来长度的程度，
P I
方案一
I P
方案二
I P
附属辊
方案三
方案四
第四节 滚筒滚压中的滑动
• 一、线速度与角速度 质点作曲线运动时的速度称为线速度:v=s/t
线速度大小与半径有关
角速度是转动物体上任何垂直于转轴的直线
所转过的角度和转过这一角度所需的时间之比
= /t =2n V= .R ⊿v=|R1-R2| =|R1-R2|2n 计算滑动量⊿S n=1, ⊿S=|R1-R2|2
改变衬垫几乎不影响图文结实程度。
• 缺点：网点不光洁、图文尺寸增量较大。
•
3。中性衬垫介于两者之间。
四、印刷包衬的选择原则：
●精度高的印刷机、印刷精美印 刷品应选择硬性包衬。
●精度低的印刷机、印刷一般印 刷品应选择软性包衬。
●就目前情况来说，由于印刷机的精 度提高，包衬的使用已趋于标准，基 本采用硬性和中性包衬。
一、印刷压力在印刷中的作用：是使包衬产生变形, 保证承印物表面与油墨质点间有充分接触,完成印迹 的转移.
a、印刷压力偏小，印品墨色浅淡，图文残缺不全
b、印刷压力偏大，印品上的网点严重扩大，甚至糊版
c、印刷压力不稳定，印品上则会出现墨杠 d、印刷压力过大或不稳，加剧印版的磨损，从而降低印版的耐印率 e、使印刷机运转情况恶化，减短印刷机的寿命
dS adx
dQ' Ey dS aE ydx
l
l
Q'
ca l
E
(
ymax

c2 6R1

c2 6R 2
)
c2 2R1y1 y12
c2

2R 2y2

y
2 2
Q'
caE l ( ymax

y1
3
y2
)
y1 y2 ymax
E P l ymax
Q' 4 acP 3
●印刷包衬的变形主要体现在敏弹性变形 ●印刷包衬的滞弹性变形可以忽略不计 ●印刷包衬的塑性变形逐渐增大
BC
A
●
印刷包衬 压缩变形
＋ 敏弹性变形
塑性变形
IC
周期应力的σ-ε关系曲线 (ａ)正弦形周期性压缩应力σ＝σ0·sinωｔ
(b)周期性压缩应力的σ-ε关系曲线
粘弹性材料一个加载卸载过程的σ-ε关系曲线
则起始点速差VCK>0
（2）接触中心点速差VCK • 因为在中心点则VBn=0则 VB VB
VCK VB VA R缩 RA"
当R缩=RA” 时，VCK=0 当R缩<RA”时，VCK<0 当R缩>RA”时，VCK>0
• (3)接触区内任意点的速差VCK
VB
●柔印中的印版滚筒
柔印中的印版滚筒为从动滚：所以对其直径的大小没有要求 柔印中的压力大小也一般采用直接表示法表示。
双面胶带
●丝印压力的来源
刮墨板：刮墨板上的橡胶头 压印部件：无包衬，变形小， 近似认为刚性
印压来源于刮墨板的刮墨头
第二节 印刷包衬—包衬变形及其对印刷压力的影响
一、包衬的变形特点 ●包衬属粘弹性材料，故其变形有一定的特点
普通式橡皮布
套筒式橡皮布
●凹印中的压印滚筒
凹印中的压印滚筒为从动滚：所以对其直径的大小没有要求
凹印中的压印滚筒纯为了提供压力：所以其压力大小一般采用直接表示法表示。
●柔印压力的来源于：印刷包衬
P C：双面胶带，高弹性印版，变形大 I C：无包衬，变形小，近似认为刚性滚
印压来源于印版滚筒的包衬
●柔印的包衬为： 双面胶带
包衬变形的恢复曲线
三、印刷包衬的种类及特性：
●包衬的分类：
硬性包衬
弹性模量大
按包衬的弹性模量，可将包衬分为： 中性包衬
弹性模量适中
软性包衬
弹性模量小
●不同包衬变形特性：
P＝E＊(λ/δ)
其中：P为印刷压力 E为弹性模量 λ为压缩量 δ为包衬厚度
从印刷工艺的角度：P是稳定的 从印刷机的角度： δ是恒定的
第二章 印刷压力
Printing Pressure
1、什么是印刷压力、分类、表示方法
r
？ 2、各种印刷方式印刷压力的来源、印刷包衬
3、印刷压力计算方法、分布 4、如何确定印刷压力
第一节 印刷压力的概念
平版印刷压印区
印刷压力的概念
印刷压力是指在印刷过程中油墨由印版向承印物转 移时,压印体之间相互作用的力.
b
ps
s pcp Ldx
2 b
2
pm2 ax

x2

Ldx


4
b
L
pmax
●理想压力在不同印刷方式下的应用
对于平版印刷：印版弹性模量大，橡皮滚筒弹性模量小，而且两滚筒直径相等。
b 2 m12 1 Ps R
m12 E1 L
对于凹版印刷：印版弹性模量大，压印滚筒弹性模量小，而且两滚筒直径不相等。
平均变形：
平均压力：
最大压力：
平均

1

2

3 n



n
P平均

E
平均 L
Pmax

E max L
三、弹性体接触压力的赫芝理论
●压印宽度b
b2
1

m12 1 m12 E1

m22 1 m22 E2


Ps L

R1 R1

R2 R2
PS
O1 R1
④硬度：指橡皮布抵抗其他物体进入其表面的能力。 ⑤其他。平整度误差不超过0.04mm。
(2)橡皮布的结构
橡皮布的种类
●橡皮布的种类
★不可压缩性橡皮布
普通橡皮布
橡胶层 高弹性层 软棉架层
一般有两种：薄型橡皮布的厚度约为1.65mm 共有三层平纹布；厚型橡皮布总厚度约为1.8-1.9mm， 共有四层平纹布
橡胶分子的状态
橡皮布的变形
●橡皮布的拉伸变形
★安装橡皮布时要注意这种变形 ★因印刷机的原因，橡皮布的受力会不一致
●橡胶的扭曲变形
★影响油墨的转移 ★保证橡皮布的平行
T
T T
T
橡皮布的变形
●橡皮布的压缩
★橡皮布是不可压缩的 ★橡皮布在压印过程中起凸包
凸包
R
塞 茨 实 验
R’
无压
2πR
加压
普通橡皮布
Pd
n
E xy
E－包衬的弹性模量 δ－包衬的厚度 λxy－点(x,y)的压缩量 n－与包衬性质有关的经验常数
压力（Pd）分布规律： 沿宽度方向，中点最大，两端为零；沿长度方向，两端最大，中点最小。
●印刷压力的分布图
印刷压力均匀是关键！！！
A、滚筒越来越小 B、减小印刷幅面大小 C、改变滚筒之间的主、从动性
b O2 R2
理想弹性辊
●理想压力分布
C D
A
L
b
B
接触面上的接触压力的分布呈半圆柱形。
即：沿长度方向没有变化；沿宽度方向呈半圆形变化。也变是说，沿宽 度方向，接触压力在两端压力为零，中间取得最大值Pmax
y
●理想压力计算
Pmax
C D
pcp

ps S

ps bL
Pcp Ax
o
L
b
B
x
pcp pm2 ax x2
VB
2
VBn
2

VB
cos
VCK VB VA VB 2 VBn 2 VA
普通橡皮布
★压缩性橡皮布
气垫橡皮布
橡胶层 高弹性层 气垫层 软棉架层
•厚度一般有1.9mm和1.65mm两种；
气垫橡皮布
●橡皮布的结构
橡胶层
决定着油墨的传递性能
高弹性层
联接作用ຫໍສະໝຸດ Baidu
软棉架层
骨架作用
气垫层（有的没有）
消除橡皮布的凸包
橡皮布的作用
●橡皮布在印刷中的作用
★提供印刷中所需的印刷压力 ★补偿因承印物表面不均匀，而引起的接触不良
b2
1


m12 1 m12 E1

Ps L

R1 R2 R1 R2
对于柔版印刷：印版弹性模量小，压印滚筒弹性模量大，而且两滚筒直径不相等。
b 2 1 m22 1 Ps R1 R2
m22 E2 L R1 R2
四、印刷压力计算的经验方法
●印刷压力经验公式 假定压印面上的一点（x,y）的压力为Pd，则有：

y

l E

dQ dS
Cos

l E

y dQ 1 cos dS
arccos 1
E
(2)作直角三角形ABC：使AB=y,∠A=
AC y / Cos dQ 1 A dS y α
dQ AC
dS
B
(消去dQ/dS)
C
(3)作压力分布图： (4)λ的引入：
硬性包衬： λ小 软性包衬： λ大
硬软衬垫的印刷性能比较：
• 1、硬性及中性偏硬包衬的印刷性能：
• 优点：网点清晰、光滑、再现性好、印制精细的 艺术品、用墨量少
• 缺点：摩擦多、印版不耐磨、易轧坏橡皮布，印 张出现折角、多张
• 2、软性及中性偏软包衬的印刷性能：
• 优点：墨层厚实、磨擦量少、适印版画、油画；
版压来源于包衬 印压来源于包衬
●胶印常用的包衬有：
纸张
塑料
毛呢
旧橡皮布
PC BC IC
★：在印刷中使用的包衬往往是不同包衬材料的组合，胶印印刷压力常用间接方法表示
●凹印压力的来源于：印刷包衬
PC：无包衬，为刚性滚，变形极小 IC：变形小，近似认为刚性滚
●凹印常用的包衬有：
印压来源于包衬
IC PC
橡皮布
网点正常
网点扩大
★：应选择适当的印刷压力，保持其稳定，对印刷十分重要
二、印刷压力的表示方法
总压力：P总(N)
印
直接表示 线压力：PL＝ P总/L P[N/cm]
刷 压
面压力：PL＝ P总/(L＊b)
力
表
压缩量：λ(mm)
示
λ
间接表示 λ=R1+R2+δ1+ δ2−H
剖面图
压印宽度：b(mm) b
b
2πR’
当滚筒系统转移印刷图文时，橡皮布滚筒实 际转动半径增大了，造成滚筒滑移，图文转 移失真。
第三节 印刷压力的计算
一.接触宽度的计算.
平压平 •圆压平
•圆压圆
二、接触宽度上的压力分布：
A l
α
K
4321N
ymax
C
B
(1)选比例尺:
令:
kg / cm2 cm
y

l E
dQ dS
★：无论采用什么样的包衬，其敏弹性变形
有一个稳定期，之后，敏弹性会逐渐减小。 软性包衬：20%-30% 硬性包衬：10%-20%
印刷压力与λ之间的关系 印刷压力与b之间的关系
包衬材料的选择和测定
1、衬垫材料的必要条件
(1)弹性T：指物体在除去引起其变形的外力后，能
迅速恢复原装的能力。
T

A A0
100 %
●包衬的变形特点：
敏弹性变形：
这种变形是印刷过程中 所需变形，对印刷有利
滞弹性变形：
此变形对印刷不利，导 致包衬材料老化
塑性变形：
此变形对印刷不利，导 致包衬材料变长，变薄
粘弹性材料压缩的σ-t和ε-t关系曲线
二、印刷包衬的特点：
印刷包衬在印刷过程中表现出来的变形特点与包衬的变形特点有所不同 主要区别表现在：