Model energetyczny strefy drukujšcej
6 gru 2016 14:42

W systemie obróbki informacji poligraficzno-wydawniczej najważniejsza rola przypada procesowi drukowania z tego względu, że zapewnia on odtwarzanie informacji na odbitce i jej przechowywanie w postaci analogowej na noœnikach materialnych (wydaniach) w cišgu długiego czasu. Analiza zasad przenoszenia informacji we wszystkich technikach drukowania wykazuje, że występujš tutaj zjawiska fizykochemiczne i inne, którym towarzyszš: przekazywanie ruchu, pracy, materiałów i energii kinetycznej. Energia w procesach drukowania odgrywa głównš rolę. Jest ona zużywana i wytwarzana bezpoœrednio w czasie wykonywania działania energetycznego w celu odtworzenia informacji. ródłem wytwarzania i zużycia energii jest zespół drukujšcy, w którym dzięki konstrukcji systemu i właœciwoœci jego składowych wytwarza się działanie energetyczne, którego bezpoœrednim odbiorcš sš wszystkie elementy strefy drukujšcej Đ od formy do odbitki. Proces drukowania jest realizowany za pomocš fizycznego, chemicznego, elektrycznego lub magnetycznego współdziałania systemu drukujšcego, który jest zdolny nanieœć obraz na materiał zadrukowywany przy użyciu okreœlonego działania energetycznego. Proces kontaktu podczas drukowania we wszystkich mechanicznych działaniach energetycznych, to jest w: typografii, offsecie, wklęsłodruku, sitodruku, fleksografii i w innych technikach ma wiele wspólnego. W celu zapewnienia kontaktu pomiędzy elementami drukujšcymi formy i zadrukowywanym materiałem niezbędne jest wytworzenie okreœlonego nacisku, tzn. okreœlonego działania energetycznego. Najmniejszy nacisk, przy którym możliwe jest otrzymanie odbitki o zadowalajšcej jakoœci, jest nazywany niezbędnym naciskiem technologicznym, a największy Đ naciskiem krytycznym. Podczas okreœlonego działania energetycznego pomiędzy naciskiem niezbędnym technologicznie a naciskiem krytycznym pozostaje stabilna częœć warstwy farby, która przechodzi na zadrukowywany materiał z formy drukowej. Na etapie tworzenia odbitki działanie energetyczne jest zapewniane przez konstrukcję maszyny i skierowane prostopadle do powierzchni materiału zadrukowywanego; w innym przypadku wyniknš znaczne zniekształcenia graficzne. Kontakt jest niezbędny we wszystkich przypadkach wykorzystania energii mechanicznej w procesach drukowania. Przy bezpoœrednim i poœrednim (offset) kontakcie występuje współdziałanie formy, zadrukowywanego materiału i innych elementów (obcišgów, wałków), przy którym niezbędne sš œciskanie i deformacja nawet przy minimalnym nacisku i minimalnym czasie kontaktu. Przeznaczeniem maszyny drukujšcej w stykowych i kombinowanych sposobach drukowania jest wytwarzanie strefy drukujšcej z zastosowaniem mechanicznego nacisku i realizacja procesu drukowania. Praktyka drukowania i badania naukowe w zakresie procesów drukowania wykazały, że przy pracy zespołów drukujšcych pod wpływem energii mechanicznej występujš okreœlone deformacje wszystkich częœci maszyn i form drukowych. Dlatego w stykowych (kontaktowych) sposobach drukowania nawet w idealnych warunkach dokładnego wykonania wszystkich częœci mechanizmów (elementów strefy drukujšcej) osišgnięcie równomiernego nacisku przy drukowaniu nie jest możliwe bez specjalnego podkładu Đ obcišgu. Obcišgi wykorzystywane sš we wszystkich stykowych i kombinowanych sposobach drukowania (przy wykorzystaniu elektrofotografii, magnetografii, termodruku); sš one równoważne dodatkowo Đ oprócz mechanicznego Đ także potokowi energetycznemu. Proces drukowania w stykowych sposobach drukowania wymaga dokładnego, stałego rozłożenia energii (nacisku) wzdłuż całej strefy kontaktu. Jego wskaŸnik energetyczny w zależnoœci od wspomnianych wyżej parametrów ustala się i rozkłada w czasie przyrzšdu form i obcišgów, a właœciwy proces drukowania rozpoczyna się tylko przy dokładnie wyregulowanym nacisku (rozłożenie energii we wszystkich strefach formy drukowej). Nieprzewidywalne zmiany strumienia energetycznego możliwe sš w sytuacjach awaryjnych (popsucie się obcišgu, przypadkowe dostanie się w strefę kontaktu ciał obcych i inne). Pomimo znacznych różnic w stykowych i kombinowanych sposobach drukowania obserwuje się występowanie ogólnych praw procesów energetycznych. Dla wszystkich przypadków pracy systemów charakterystyczne sš trzy etapy: poczštkowy, stabilny i niszczšcy (niestabilny). Najbardziej racjonalny dla odbitek jest stabilny, zrównoważony czas pracy. Ruch strumienia energetycznego w maszynach drukujšcych odbywa się od zewnętrznych, pierwotnych Ÿródeł energii elektrodynamicznej Đ energii strumienia elektrycznego (pršdu elektrycznego). Następuje przekształcenie energii w procesie drukowania bezpoœredniego stykowego, poœredniego stykowego i kombinowanych sposobów drukowania charakteryzujšce się wtórnymi rodzajami energii mechanicznej, sprężystej elektrostatycznej, elektromagnetycznej, magnetostatycznej i cieplnej. W ten sposób ruch strumienia informacyjnego w technologicznym procesie poligraficzno-wydawniczym przy kodowaniu i dekodowaniu informacji odbywa się za pomocš strumienia energetycznego od zewnętrznego pierwotnego Ÿródła za pomocš wielostopniowego przekształcenia jednego rodzaju energii w drugi, a również dzięki powstaniu wtórnych Ÿródeł w samym systemie, które sš wytwarzane przez odpowiednie materiały bezpoœrednio w procesie technologicznym pod wpływem wspomnianego wyżej działania energetycznego. Energia mechaniczna jako sposób dekodowania informacji przez strefę drukujšcš charakteryzuje się technologicznš elastycznoœciš dla różnych typów form drukowych i zadrukowywanych materiałów, co zapewnia możliwoœć wykorzystania znacznych prędkoœci i form drukowych praktycznie dowolnych wymiarów. Obecnie energia mechaniczna wykorzystywana jest również w większoœci nowoczesnych kombinowanych sposobów drukowania jako ważna składowa procesu [1]. Wielkoœć energii potencjalnej mechaniczno-sprężysto-deformowanych elementów kontaktu, która powstaje w elementach systemu, zależy od konstrukcji zespołu drukujšcego, sprężysto-elastycznych kontaktujšcych się powierzchni, reologicznych właœciwoœci farby, a w offsecie także od właœciwoœci roztworu zwilżajšcego. Wtórne rodzaje energii potencjalnej powstajš w wyniku współdziałania kontaktujšcych się powierzchni, które charakteryzujš się okreœlonymi powierzchniowymi właœciwoœciami energetycznymi, a te z kolei zależš od struktury i składu materiałów, z których sš wykonane. Współdziałania energetyczne doprowadzajš do zmian powierzchniowej energii elementów systemu wskutek: adsorpcji, absorpcji, chemosorpcji przez sorbenty kontaktujšcych się powierzchni. W rezultacie wytwarza się wtórny strumień skierowanego działania energetycznego w pełni opisany podstawami teorii energii termomolekularnej przez ciœnienie kapilarne i napięcie powierzchniowe przy rozdziale warstwy farby (roztworu zwilżajšcego) i sił międzyczšsteczkowego oddziaływania, jak również w sorbentach. Te procesy odbywajš się cyklicznie, dynamicznie i zgodnie z prawami natury; towarzyszy im wydzielanie energii cieplnej, która jest rozpraszana: strumieniem materialnym, kontaktujšcymi się powierzchniami, otaczajšcym œrodowiskiem, co niechybnie doprowadza do jej zużycia, tj. utraty zdolnoœci do wykonywania pracy. Na podstawie znanej wiedzy o procesach technologicznych przedsiębiorstwa, termodynamiki procesów nieodwracalnych, strukturalno-energetycznej teorii tarcia i zużycia częœci maszyn, praktyki procesów drukowania, modeli fizycznych procesów wytwarzania struktur wtórnych na powierzchni tarcia kontaktujšcych się powierzchni, opracowanych ogólnie w pracach [2-4], można przedstawić złożonoœć i różnorakoœć procesów energetycznych odbywajšcych się w strefie drukowania, a również samego zespołu drukowania. Na rysunku przedstawiony jest opracowany przez autorkę model przekształcenia, kumulacji i rozdziału energii E0 w stykowych i kombinowanych sposobach drukowania. Parametry mechaniczne maszyny drukujšcej (urzšdzenia) Đ moment skręcajšcy (M) i prędkoœć obrotowa częœci maszyn (VD.M) Đ przekształcajš się w nacisk (P) i prędkoœć zmian obcišżeń drukowania (V) w strefie drukowania. Pod wpływem mechanicznej energii drukowania odbywajš się procesy rozdziału i przekształcenia energii na składowe w zależnoœci od elementów systemu (forma drukowa, obcišg, farba, zespół farbowy, zespół zwilżajšcy, podłoże drukowe). W formie drukowej, obcišgu, częœciach maszyny (we wszystkich kontaktujšcych się elementach) o ogólnej liczbie 1,2,3Én odbywa się œciskanie prowadzšce nawet do deformacji plastycznej w warstwach powierzchniowych, charakteryzujšcych się wielkoœciš naprężeń (s) i deformacji (e). Granicznymi warunkami przy tym będš: absorpcyjne powinowactwo lub współczynnik napięcia powierzchniowego (sP.K.) i lepkoœć (h) otoczenia technologicznego (farby, tonera, roztworu zwilżajšcego, emulsji wody w farbie, smarów itp.) do materiałów formy, obcišgów i częœci maszyny. Stosownie do znaczenia s i e w elementach systemu (patrz rysunek) uczestniczšcych w kontakcie odbywajš się zmiany strukturalne w warstwach powierzchniowych, okreœlajšce się gęstoœciš r defektów struktury krystalicznej (dyslokacji wakansji, defektów ułożenia). Zmiany strukturalne doprowadzajš na poczštku do zmian lub utraty odpornoœci powierzchniowych warstw materiałów kontaktujšcych się powierzchni. Te procesy charakteryzowane sš przez energię aktywacji EAKT i entropię (SAKT); sš one determinowane przez pojawianie się mikrodefektów (porów, mikropęknięć itp.), a potem w następnych stadiach procesów tarcia doprowadzajš do pojawienia się mikrodefektów (j) w powierzchniowych warstwach wszystkich stale pracujšcych twardych elementów strefy drukowania. W fazie ciekłej Đ w œrodowisku technologicznym (farba, emulsja wody w farbie, roztwór zwilżajšcy, smary) również odbywajš się procesy fizyczne i chemiczne zwišzane ze zmianami (zwiększeniem) lepkoœci, mechanicznej destrukcji łańcuchów chemicznych, utleniania w rezultacie reakcji tarcia, aktywowanej energiš mechanicznš. W wyniku tych procesów występujš zwiększenie ogólnej energii systemu (aktywacja) i zmniejszenie wolnej energii (pasywacja). Współdziałanie nagromadzonej energii cieplnej (Qn) systemu i rozprowadzenie ciepła (Qq) do otaczajšcego œrodowiska w ogólnym bilansie efektu cieplnego (Q) deformacji plastycznej zależy od przewodnictwa cieplnego każdego materiału (Q) i temperatury zewnętrznej (TOS). Temperatura procesu (T) jest kształtowana z uwzględnieniem energii cieplnej (Qn) oraz pojemnoœci cieplnej (C) systemu w całoœci. Stabilny proces drukowania może się odbywać przy spełnieniu równoważnoœci EAKT i EPAS. Przedstawiony model systemu strefy drukujšcej odzwierciedla przekształcenie, gromadzenie, rozprowadzenie strumienia energetycznego przy współdziałaniu elementów w bezpoœrednich stykowych, poœrednich stykowych i kombinowanych sposobach drukowania. Literatura 1. Wieliczko O.: Klasyfikacja sposobów drukowania. Poligrafika, 2001, nr 9, s. 80-81; 2001, nr 10, s. 80-81; nr 11, s. 70-71 2. Nikolas E., Prigożin I.: Samoorganizacija w nierawnowiesnych procesach. M.: Mir, 1979 3. Kosteckij B. I.: Uprawlenije iznasziwanijem maszin. Kijew: O-wo ăZnanijeÓ USSR, 1984 4. Rozum O. F.: Uprawlenije tirażestojkostŐju pieczatnych form. Kijew: Technika, 1990 Autorka jest wykładowcš w Katedrze Technologii Poligrafii na Politechnice Kijowskiej

error: Kopiowanie zabronione!
cript>