Dlaczego zasilanie tuszem pulsuje i co z tym zrobić?

Zoptymalizowali Państwo specyfikację aniloksu, wybrali kąt rakla, a system komorowy jest ustawiony. Jednak spójność gęstości nadal nie jest zadowalająca. Banding pojawia się bez oczywistej przyczyny. Winowajca rzadko znajduje się tam, gdzie szuka się go w pierwszej kolejności.

W wielu przypadkach problem zaczyna się wcześniej, w obwodzie zasilania atramentem, na długo zanim atrament dotrze do komory brzeszczotu.

Icon graphic showing a dark blue diaphragm pump with a red pulse wave emerging from its outlet, symbolizing the pulsating ink flow generated by diaphragm pumps in flexo printing ink supply systems.

Pompa membranowa generująca pulsacyjny przepływ atramentu

Pompy membranowe nie zapewniają stałego przepływu

Pompy membranowe są Koń pociągowy wśród dostawców farb fleksograficznych. Są wytrzymałe, odporne chemicznie i dobrze dostosowane do lepkości i właściwości ściernych farb fleksograficznych . Ich zasada działania wiąże się jednak z nieodłącznym ograniczeniem.

Pompa membranowa działa na zasadzie wyporu: elastyczna membrana porusza się w przód i w tył, napędzana sprężonym powietrzem. Podczas suwu do przodu w komorze pompy wytwarza się ciśnienie, zawór wlotowy zamyka się, a atrament jest wypychany. Podczas suwu powrotnego zawór wlotowy otwiera się i zasysany jest świeży atrament. Następnie cykl się powtarza.

Konsekwencja jest nieunikniona. Atrament nie jest dostarczany jako ciągły, równomierny strumień. Pojawia się w postaci fal ciśnienia, po których następują skoki, a następnie spadki, po czym znowu skoki. Nowoczesne pompy z podwójną membraną wykorzystują dwie membrany pracujące w przeciwnych fazach, aby zredukować ten efekt. Pulsacja jest mniejsza, ale nie wyeliminowana. Nawet przy umiarkowanych poziomach, wahania ciśnienia resztkowego mają wymierne konsekwencje dla aniloksów.

Jak pulsacja wpływa na jakość druku

System rakla komorowego został zaprojektowany w celu utrzymania stałego dozowania atramentu na wałku rastrowym. To, czego nie może skompensować, to stale zmieniające się ciśnienie wejściowe od strony zasilania.

Gdy w komorze pojawiają się skoki ciśnienia, siła dociskająca ostrze do rakla ulega wahaniom. Może to skutkować nierówną warstwą atramentu na rastrze, niespójnym przenoszeniem na płytę, a ostatecznie zmianami gęstości na podłożu. W praktyce może to objawiać się jako banding lub subtelna, ale utrzymująca się niespójność tonalna. Precyzyjne zdiagnozowanie tych wad może być frustrujące.

Istnieje również efekt wtórny: zmienny nacisk między komorą a aniloksem przyspiesza zużycie brzeszczotu. Ostrze pod zmiennym obciążeniem zużywa się nierównomiernie, co skraca jego efektywną żywotność.

Close-up photograph of a cardboard surface printed in bright green ink, showing a repeating pattern of stylized animal or bag-shaped motifs in the unprinted grey cardboard color. The print exhibits visible defects: inconsistent ink transfer with streaks, uneven ink density, and areas of missing ink coverage

Tektura falista z nadrukiem fleksograficznym wykazująca nierównomierne pokrycie farbą i smugi

Jak tłumik pulsacji wygładza krzywą ciśnienia

Schemat: efekt tłumienia pulsacji w zasilaniu farbą fleksograficzną

Schemat: efekt tłumienia pulsacji w zasilaniu farbą fleksograficzną

Tłumik pulsacji to zamknięta komora zainstalowana w przewodzie atramentu pomiędzy pompą a komorowym systemem ostrzy. W stanie spoczynku zawiera powietrze pod ciśnieniem atmosferycznym. Podczas pracy fizyka jest prosta.

W przypadku skoku ciśnienia atrament wpływa do tłumika. Uwięzione powietrze jest sprężane, pochłaniając nadmiar ciśnienia. Atrament docierający do komory ma już niższe, bardziej stabilne ciśnienie niż ciśnienie wyjściowe pompy.

W rynnie ciśnieniowej sprężone powietrze rozszerza się i wypycha zbuforowany atrament do przodu. Ciśnienie zasilania pozostaje wyższe niż w rynnie, więc kropla jest pochłaniana, zanim dotrze do komory.

 

Otrzymują Państwo wygładzoną krzywą ciśnienia. Pulsująca wydajność pompy z wyraźnymi wzlotami i upadkami staje się znacznie bardziej spójnym przepływem, zapewniając stabilne zasilanie objętościowe, którego wymaga precyzyjne dozowanie atramentu.

Jak tłumik wzmacnia cały system

Tłumik pulsacji działa najlepiej, gdy jest częścią konsekwentnie zaprojektowanego systemu zasilania atramentem, a nie modernizowany jako samodzielne rozwiązanie.

Ma to znaczenie zwłaszcza w połączeniu z systemami rakli komorowych, które opierają się na stałym mechanicznym pozycjonowaniu w celu utrzymania geometrii względem aniloksu, zamiast wykorzystywać nacisk kontaktowy do kompensacji wahań. Systemy komorowe AkeBoose opierają się dokładnie na tej zasadzie: pozycja komory jest ustalona mechanicznie, co oznacza, że geometria rakla pozostaje stabilna niezależnie od wahań ciśnienia w obwodzie farby. [Dlaczego pozycja ma większe znaczenie niż docisk]

Gdy połączą Państwo tę stabilność pozycyjną ze stabilnością ciśnienia zapewnianą przez tłumik pulsacji, te dwa efekty wzmacniają się nawzajem. Ani pozycja, ani ciśnienie zasilania nie są kompensowane. Aniloks jest napełniany w stałych warunkach, seria po serii.

AkeBoose ink supply system connected to chambered doctor blade

System cyrkulacji atramentu z mechanicznie zamocowaną komorą i systemem pomp z tłumikiem

Photograph of an installed EPQ ink supply system inside a printing unit cabinet, showing a network of blue pneumatic tubing, black hoses, stainless steel fittings, pneumatic valves, and a cylindrical pulsation dampener (marked "AkeBoose").

Zainstalowany system zasilania atramentem z tłumikiem pulsacji

Czego szukać w tłumiku pulsacji?

Nie wszystkie tłumiki pulsacji są przystosowane do wymagań cyrkulacji farby fleksograficznej. Niektóre prasy pracują z komponentami zaadaptowanymi z innych aplikacji do obsługi płynów, co jest kompromisem, który z czasem objawia się w kompatybilności chemicznej, żywotności lub niezawodności działania.

Tłumik pulsacji AkeBoose został opracowany specjalnie z myślą o zasilaniu farbą w druku fleksograficznym, a nie o innym zastosowaniu. Odzwierciedla to kilka decyzji projektowych:

  • Kompatybilność materiałowa: Obudowa ze stali nierdzewnej obsługuje pełną gamę farb fleksograficznych, w tym na bazie wody, UV i rozpuszczalników, a także środki czyszczące stosowane podczas mycia, bez degradacji w czasie.
  • Konstrukcja systemu zamkniętego: Tłumik działa jako zamknięta jednostka. Jakakolwiek wymiana powietrza podczas pracy naruszyłaby bufor kompresji i zmniejszyłaby efekt tłumienia.
  • Możliwość czyszczenia: Tłumik można odkręcić i wyczyścić bez konieczności demontażu całego zespołu pompy. Oszczędza to znaczący czas w harmonogramie zmian.

Tłumik pulsacji AkeBoose jest standardowym elementem każdego systemu pomp membranowych EPQ, zintegrowanym z projektem od samego początku, a nie dodawanym jako akcesorium.

 

 

Wnioski

Tłumik impulsów jest jednym z tych komponentów, które zarabiają na swoje utrzymanie po cichu. Nie pojawia się w arkuszu specyfikacji jako wyróżnik wydajności, ale jego brak jest widoczny w druku.

W przypadku tłoczni z systemami pomp membranowych, stałe ciśnienie zasilania atramentem jest warunkiem bazowym dla wszystkiego, co dzieje się dalej: wydajności komory, dozowania aniloksów, przenoszenia płyt i końcowej jakości druku. Prawidłowo dobrany tłumik impulsów ustanawia tę linię bazową.

Proszę porozmawiać z naszym zespołem na temat odpowiedniej konfiguracji zasilania atramentem dla Państwa prasy.