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凹印版辊加工工艺及制版质量分析与控制

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凹印版辊 加工 工艺 制版 质量 分析 控制
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凹印版辊加工工艺及制版质量分析与控制,凹印版辊,加工,工艺,制版,质量,分析,控制
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本科毕业论文(设计)题 目 凹印版辊加工工艺及 制版质量分析与控制 本科毕业论文(设计)任务书题 目凹印版辊加工工艺及制版质量分析与控制题目来源学生自拟学生姓名陈卓学 号0802130106专业班级机械设计制造及其自动化2014级1班指导教师肖红军职 称讲师教 研 室机械教研室毕业论文(设计)任务与要求凹版版辊印刷是目前常用的一种印刷工艺,其印刷产品具有墨层厚实、色彩鲜艳明亮、能真实再现原稿效果等优点,并且可采用水性油墨和醇溶性油墨等较为环保的油墨进行印刷,广泛适应塑料薄膜、纸张、复合材料等多种承印物。凹印制版的基石是凹印版辊,制作高质量凹印版辊能够保证印刷品质量。本论文按照特定设计要求,在拟定版辊毛坯加工路线和工艺过程基础上,得到符合技术要求的光版辊,然后使用电子雕刻法完成制版,最后提出凹印版辊的质量分析与控制措施。需要整个制版过程的技术文件和工程图样。 毕业论文(设计)工作进程(1)2017.12.27-2017.1.28调查研究、收集资料、确定总体方案 (2)2017.1.29-2018.2.28拟定凹印版辊的加工工艺路线(3)2018.3.1-2018.3.31完成凹印版辊的制版工艺过程及质量分析与控制(4)2018.4.1-2018.4.30撰写设计说明书(5)2018.5.1-2018.5.25整理资料,准备答辩 指导教师(签字) 毕业论文工作组组长(签字) 学生(签字) 毕业论文(设计)起止时间: 2017 年 12 月 27 日 至 2018年 5 月 25 日 注:本表由指导教师填写,于每学年第1学期18周,经毕业论文工作组审批,随毕业论文装订由学院存档。本科毕业论文(设计)开题报告论文(设计)题目凹印版辊加工工艺及制版质量分析与控制学生姓名陈卓学号0802130106指导老师肖红军1. 课题的目的及意义在当今的市场环境下,产品质量是一个永恒的主题。凹印版辊印刷是目前常用的一种印刷工艺,在我国印刷业中占重要地位特别在包装印刷上有着其它印刷方式不可替代的独特优势。其印刷产品具有墨层厚实、色彩鲜艳明亮、能真实再现原稿效果等优点,并且可采用水性油墨和醇溶性油墨等较为环保的油墨进行印刷,广泛适应塑料薄膜、纸张、复合材料等多种承印物。以其独有的特点已经占到整个印刷市场份额的20%,并且随着包装印刷业的发展,这种比例每年都会逐步上升。凹印版辊的质量是决定印刷产品质量的重要因素,由于凹印版辊的发展历程,它的制作方法有多种多样,最终根据经济性、实用性、可靠性等原因形成以电子雕刻(包括普通电子雕刻和超精细电子雕刻)为主的制作方法。2. 国内外研究现状和发展趋势随着市场经济的不断发展,对凹版印刷品的需求越来越多,在质量要求越来越高的需求形势促进下,我国凹版印刷得到了迅猛的发展。我国各种印刷形式的市场份额已发生了明显的变化。凹印成为仅次于平版印刷的第二大分支,是包装印刷的主要印刷方式。大中型规模的包装凹印企业将占主流,由于环保与卫生方面的原因,凹印企业更加关注印刷车间的环境。环保型油墨和光油将会越来越广泛地受到欢迎,适应水性油墨的凹印机将被广泛地采用。未来各种用途的凹印机都将采用电子轴传动。目前,电子轴传动和套准系统主要来自日本和欧洲,但它们只能应用在少量国产凹印机上,国内凹印行业与国外发达国家(特别是欧洲)仍然有着很大的差距,主要体现在印刷设备应用技术方面,如:润滑系统、封闭刮刀系统、无轴传动系统、生产管理系统等。在以后的企业发展中,企业更加追求规模效益、高质量和高技术含量,所以大中型规模的包装凹印企业将占主流,而且随着科技的进步凹印版辊印刷机独立驱动技术和以电子轴传动为技术平台,将实现凹印版辊印刷机的全面升级换代,各种用途的凹印版辊印刷机都将采用电子轴传动。综上所述我国未来的凹印版辊印刷技术有非常大的发展空间。3. 研究内容凹印版辊加工工艺及制版流程,主要有以下步骤:印版基体制作、印版辊筒镀铜处理、原稿(或设计)图像文件制作、印版图像电子雕刻制作、印版辊筒镀铬。其中,印版基体制作及印版镀铜辊筒处理是与原稿(或设计)图像文件制作是同步进行的,当印版镀铜辊筒处理与原稿(或设计)图像文件制作完成后,才可进行印版图像电子雕刻制作,印版镀铬,最后打样检测,至此完成凹印版辊的全部制作过程。我的主要研究内容有:完成凹印版辊加工工艺路线(基体加工及镀铜的工艺过程),用以保证符合凹印版辊的技术要求;使用电子雕刻法制版,研究电子雕刻机的工作原理和组成结构,根据印刷适性,确定正 确的网线、网角、网点值和通沟等基础数据,设置、调整符合各种印刷适性的电雕层次曲线,根据网点与线数、角度、雕针所对应的类系来看,做充分分析,考虑各颜色之间的关系,合理地选用各类参数。分析所选用工艺参数将会产生的结果,力争使生产出来的产品能达到完美的还原效果,分析调整电雕曲线和半轴瓦及机架轴承对凹印版辊质量的影响;研究影响电雕针的因素,保证凹印版辊质量的稳定和提高;通过实验研究,对比和分析实验数据,得出更优的凹印版辊电雕刻质量控制方法。4. 研究方法及步骤在工程实践中,通过印版基体制作和印版辊筒镀铜处理两部分得到可以符合使用电子雕刻机制做出符合技术要求的凹印版辊材料,然后使用电子雕刻法制版,最后通过以上的所有工作得到的信息提出凹印版辊质量分析与控制的措施。以达到本课题研究的目的。查阅资料,拟定凹印版辊的加工工艺路线使之符合国家规定的工艺参数范围及技术要求。然后研究电子雕刻机的工作原理和组织结构,然后使用电子雕刻法制定符合要求的版辊,分析电子雕刻机在制版过程中对凹印版辊质量的影响因素。之后实验得出调整各工艺参数大小对凹印版辊质量的影响。通过对比实验数据了解电雕层次曲线和半轴瓦及机架轴承还有影响电雕打针因素的参数调整对凹印版辊质量的影响。最后根据研究结果,改进凹印版辊制造工艺过程中的工艺参数,得出凹印版辊质量控制方法,从而减少版辊质量的不合格率,提高产品质量。5. 论文结构:绪论;拟定凹印版辊加工工艺路线;使用电子雕刻法制做版辊;影响凹印版辊质量因素分析;控制办法;指导教师意见及建议(从选题、理论与实证准备、研究(设计)方法、工作安排等方面给出评价,并提出指导意见):同意开题指导教师签名: 年 月 日毕业论文工作组意见及建议准予开题毕业论文工作组组长签字: 年 月 日注:1.此表由学生填写后,交指导教师签署意见,经毕业论文(设计)工作组审批后,才能开题。 2.此表随毕业论文装订并由学院存本科毕业论文(设计)摘要凹印版辊是凹版印刷机最核心的硬件设备,凹印版辊质量的好坏直接决定凹版印刷质量的优劣,进而影响企业的竞争力。为了减少制版对资源的浪费,本论文对凹印版辊加工工艺和电子雕刻法制版的质量进行了深入分析与研究。论文以包装领域的敞开式空心版辊为例,首先介绍了凹印版辊的机加工工艺,拟定凹印版辊的加工工艺路线;接下来对机加工过程中的凹印版辊进行分析,确定需要注意的技术要点和盲点;而后使用电子雕刻法制版,熟悉电子雕刻机的使用;最后对三种电子雕刻机影响凹印版辊质量的因素进行简单分析,并总结出与之对应的解决办法。保证凹印版辊质量合格率达到生产要求,且性能优良,能有效解决因凹印版辊质量引发的凹版印刷质量问题。关键词:凹印版辊;加工工艺;制版;质量分析AbstractGravure roller is the core hardware equipment of gravure printing machine. The quality of gravure roller directly determines the quality of gravure printing and then affects the competitiveness of enterprises. In order to reduce the waste of plate making resources, this paper makes a thorough analysis and research on the processing technology of gravure roll and the quality of electronic engraving plate.Taking the open hollow plate roller in the packaging field as an example, the paper introduces the machining technology of gravure plate roller, and draws up the processing route of gravure plate roll, and then analyzes the gravure plate roll in the process of machining. Determine the technical points and blind spots to be paid attention to; then use the electronic engraving legal plate to be familiar with the use of the electronic engraving machine; finally, simply analyze the factors affecting the quality of the gravure roller of the three kinds of electronic engraving machines, And summed up the corresponding solutions. The quality of gravure roller can meet the requirement of production and the quality of intaglio roller can be solved effectively.Keywords: gravure roller, processing technology, plate making, quality analysisV目录摘要IAbstractII目录III第1章 绪论11.1 凹印版辊工艺设计及质量分析的目的和意义11.2 凹印版辊工艺设计及质量分析的研究现状21.3 本论文主要研究内容2第2章 拟定凹印版辊加工工艺路线52.1 凹印版辊的结构52.2 拟定凹印版辊筒体的加工工艺流程62.2.1 凹印版辊机加工工艺的流程62.2.2 凹印版辊加工过程的清洗工作62.3 钢辊表面粗加工62.3.1 粗加工质量要求72.4 凹印版辊筒体的精加工82.4.1 精加工过程92.4.2 精加工常见问题及处理方法102.4 电镀102.4.1 电镀的工艺流程102.4.2 镀镍112.4.3 镀铜122.5.4 镀铬13第3章 电子雕刻制版153.1 电子雕刻机工作原理153.1.1 电子雕刻机硬件部分153.1.2 电子雕刻机软件部分163.2 电子雕刻机雕刻工艺流程183.2.1 制定凹印版辊的雕刻工艺流程183.2.2 凹印版辊雕刻实例18第4章 制版质量分析与控制234.1 加工工艺对版辊质量的影响234.2 电子雕刻机对版辊质量的影响234.2.1 电雕层次曲线254.2.2 半轴瓦及机架轴承274.2.3 雕刻针284.3 凹印制版公司质量控制现状314.3.1 成品率低314.3.2 检验标准混乱314.3.3 返工成本高314.4 质量控制方法31参考文献33致谢34附录35第1章 绪论本章主要介绍了本文的核心目的是什么,为什么要进行凹印版辊工艺设计,它有什么意义以,又发挥了怎样的作用。分析了国内外对凹印版辊的研究现状,以及国内凹印制造企业与国际发达国家的差距,指明未来的发展方向。最后介绍了本文的整体框架。1.1 凹印版辊工艺设计及质量分析的目的和意义在如今的市场环境下,产品质量是一个无法回避的主题。凹印版辊的印刷技术是目前经常使用的一种印刷技术,在我国整个印刷行业中占有重要份额。特别是在印刷行业的包装领域有着其它印刷方式无法替代的性能、成本优势。使用凹版印刷术制造的印刷产品具有墨层厚实、颜色鲜艳且分布规整、能完美还原原稿效果等优点,并且可采用水性油墨和醇溶性油墨等较为环保的油墨进行印刷,承印物可以适应塑料薄膜、复合材料、纸张等多种,以其他印刷方式没有的特色已经据有了全部印刷市场总份额的20%以上,并且随着包装印刷业的发展,这种比例每年都会有所上升3。“工欲善其事,必先利其器”,要想使印刷的速度更快、质量更好,就必须使用质量更好、效率更高的印刷机械是必然的选择。但是只有印刷机器的质量保证还远远不够,其只是满足了一半的条件,另一半的条件是:印刷机必需装上高质量、匹配的的版辊。为什么必须要给高速印刷机匹配高质量的版辊呢?举例说明:如果版辊的同心度与印刷设备不匹配,当版辊转动的时侯,印刷品就会受力不均衡,导致油墨的凹印效果就会时好时坏,印刷品最终呈现的效果就是有的地方图案清晰、有的地方图案模糊。最后为了使版辊上的油墨能够均匀,操作人员就不得不降低印刷速度。从而导致印刷生产的速度过慢。目前市场上的印刷机的最高速度才能达到200米每分钟。这样的速度是完全不能满足印刷企业接收订单的速度,也难以满足日益增加的市场需求。现在已经有印刷设备的制造公司研制成功了最新的智能印刷机,性能达到了400米每分钟19米套准。所以制作出高精度高速的版辊是市场的需求,也是社会进步的要求。高精度高速的版辊的同心度最低的技术要求是小于等于0.02mm,否则无法与高速印刷机相匹配。然而现在的凹印制版厂的凹印版辊同心度在0.02mm以内的,也就占所有版辊的10%左右,其余所有的版辊同心度是超过0.02mm的,也就是说大部分的产品是不合格的,无法满足市场需求的。因此改造凹印版辊的加工工艺路线,制造高精度高速的版辊是顺应时代发展,响应国家大力发展装备制造业的政策。1.2 凹印版辊工艺设计及质量分析的研究现状伴随着市场经济的长足发展,各个行业对使用的凹版印刷品的要求越来越高,在质量与数量要求越来越高的市场形势的促进下,我国凹版印刷行业有了充足的发展动力。导致我国各个印刷形式的市场份额发生了明显的变化。凹版印刷成为了在整个印刷行业中仅次于平版印刷的印刷形式,成为了包装领域印刷的主要方式。大中型的包装凹版印刷企业将占社会主流,这是基于环保及卫生等方面的考量,凹版印刷企业更加关注印刷车间的环境污染问题。所以环保型油墨与光油将会受到大多数企业地欢迎,适应水性油墨的凹版印刷机将被广泛地应用。未来电子轴传动的模式将使用在各种用途的凹版印刷机械上。目前,主要是欧洲和日本在用电子轴传动和套准系统,只有少部分国产的凹版印刷机应用这套系统,国内凹印行业与国外发达国家(主要是欧洲)依然有着巨大的代差,这主要体现在印刷设备应用技术方面,如:润滑系统、封闭刮刀系统、无轴传动系统、生产管理系统等12。从企业以后的发展趋势来看,追求高质量、高效益还有高技术含量,是所有国内金字塔顶端的包装凹印企业的主流发展方向,而且随着科技的进步凹版印刷机独立驱动技术和以电子轴传动作为发展平台,将实现凹版印刷机的全面更新换代,比如各种用途的凹版印刷机都将采用电子轴传动。综上所述我国未来的凹印版辊印刷技术有非常大的发展空间,也因此凹版印刷技术发展有着良好的发展前景:1) 精细雕刻技术对文字和图像使用了不同的分辨率,使文字和线条的再现达到了非常高的精度。2) 电雕机速度的提升以及在滚筒制作、工艺流程和数码打样等方面稳定的控制,大大缩减了电雕制版的周期,使凹印印刷更具有竞争力。3) 凹印环保型水基油墨以及联机在线处理(模切、烫金等)使凹印印刷在包装印刷中具备了较强的竞争力。4) 随着科学技术的发展,凹版印刷今后将向四个化方向发展,分别是:数字化、多元化、全自动化(一键完成)、全球化。1.3 本论文主要研究内容凹印版辊的质量关乎印刷产品的优劣,只有在充分了解凹印版辊在使用过程中出现的问题,研究它的加工工艺后,才能根据已有的资料,排除故障,制作出符合高速印刷机要求的凹印版辊。基于本论文的要求,本文在对凹印版辊的加工工艺制定合格的加工路线的基础上,进一步对使用电子雕刻法制版的电子雕刻机原理和工艺流程进行分析,研究电子雕刻机可以直接影响凹印版辊质量的三种因素:电雕层次曲线、半轴瓦及机架轴承、电雕针,并加以分析。最后总结出一种可实际应用的质量控制标准。35第2章 拟定凹印版辊加工工艺路线本章将介绍凹印版辊的结构以及它的机加工过程,包括粗加工、电镀、精加工。分析可能存在的工艺漏洞或缺陷,最后拟定新的符合要求的凹印版辊加工工艺路线。2.1 凹印版辊的结构凹印版辊有敞开式的空心版辊和封闭式的实心版辊两种,凹印版辊的加工尺寸即轴向长度和周长要根据使用的凹版印刷机尺寸大小来设计加工。本论文研究的是包装领域的敞开式空心滚筒即长0.31.2m.图 2.1 凹印版辊截面结构图凹印版辊主要有以下几个部分组成:1) 滚筒体 又称滚芯,是凹印版辊的支撑体,它是由铁质或者铝制的空心滚筒制成;2) 镍层 镍层的主要作用是为了能牢固地将铜壳结合在滚筒体表面;3) 底层铜壳 又称保护铜层,这部分铜层的作用是为了延长凹印版辊的使用寿命和提高凹印版辊的使用性能;4) 分离层 分离层的主要作用是为了在印刷结束后能顺利地从滚筒上剥离制版铜层;5) 外层铜壳 又称制版铜层,主要是供制版形成网穴和印刷使用。只能供一次使用,制新版时必将旧的剥离,重新电镀;6) 铬层 由于金属铜材质柔软,而凹印版辊在印刷时要求能经受住不锈钢刮刀的刮磨,因此在完成制版后镀层铬6。2.2 拟定凹印版辊筒体的加工工艺流程在凹版制版过程中,凹印版辊筒体的机加工是一个非常重要的环节,它对凹印版辊的制版质量以及印版耐印力的保证有重要影响;同时在凹印版辊的机加工过程中,由于工序多、工艺较为复杂,特别是目前国内使用的设备精度相对较低,可变因素较多,工艺稳定性较差。由于凹印版辊筒体的加工质量对制版质量及印版耐印力有较大影响,所以必须控制好凹印版辊制备的整个工艺过程。2.2.1 凹印版辊机加工工艺的流程为了制作出符合高速印刷机要求的高精度、高质量的凹印版辊。重新拟定更好的凹印版辊机加工工艺流程。下述流程为新拟定的机加工工艺流程:钢辊毛坯(无缝钢管)粗加工脱脂清洗活化镀镍清洗亠活化镀铜车磨联合机或磨床-抛光机清洁辊筒电子雕刻机雕刻电解除油清洗镀铬清洗打样质检成品。2.2.2 凹印版辊加工过程的清洗工作在凹印版辊机加工过程中多道工序开始前都要进行清洗工作,以此来保证加工精度和减少因清洗不彻底造成的不必要的损失。1) 机加工后的清洗通常采用400#水砂缓慢匀速摩擦钢辊。2) 电镀工艺后的清洗通常采用800#水砂缓慢匀速摩擦钢辊。3) 抛光后的滚筒清洗就采用丙酮。4) 活化处理通常使用5%的硫酸进行清洗。2.3 钢辊表面粗加工目前国内凹印版辊筒体所用材料主要有两种:无缝钢管和卷板钢管。(我使用的是无缝钢管,优点是表面光滑,电镀难度更小,相较于卷板钢管减少次品率)本文采用的是基体材料为1200mm长,直径300mm,壁厚为15-20mm,管壁粗糙度为Ra=3.2的20#无缝钢管.材质为20#钢。粗加工主要是车、磨两个加工过程。需要注意的是:1) 车 车床加工的主要目的是抹除钢辊表面沾染的杂质,保证版辊的几何尺寸初步达到精加工的尺寸要求(长度12003mm直径3000.02mm)。还有就是调节钢辊的松紧程度,使用小切削量,多次切削的方法加工,注意倒角(45)。2) 磨 因为车床加工后铜辊的表面粗糙度是达不到工艺要求的,还需要进行二次加工磨削(标准Ra=3.2)。2.3.1 粗加工质量要求1) 钢辊的表面清洁度和表面精度、质量(如粗糙度、无凹痕和锈斑),版辊表面质量各项技术指标符合加工精度要求。2) 钢辊的同轴度和平行度皆符合技术要求;钢辊筒体沿轴线标的目的各部分直径要符合尺寸公差等要求。3) 钢辊筒体要有足够的厚度,必要时进行动平衡处理。4) 加工完成后的钢辊筒体满足长度和周长的要求。加工过程选择选择国标GB/T21389-2008的0.01规格带表卡尺,以及千分尺。图 2.2 凹印版辊毛坯表 2.1 辊筒粗加工工艺规程卡工序号工序名称工序简图加工设备1备料圆柱形无缝钢管长1200mm,300mm2车左端面,倒角02R2020 45端面车刀数控车床CSK61633车右端面,倒角02R2020 45端面车刀数控车床CSK61634车外圆01R161610外圆车刀数控车床CSK61635粗磨外圆2.4 凹印版辊筒体的精加工经过镀铜后的版辊,在正式版之前还需要进行精加工处理,以达到国家标准CY/T994和电子雕刻对版辊的要求7。表 2.2 凹印版辊标准参数表直径允差0.02mm版辊静平衡允差100g长度允差3mm版辊径向跳动允差0.03mm直线度允差0.04mm端面粗糙度Ra6.4筒壁厚度版辊直径在200mm以内7mm200mm以上10mm倒角版辊两端倒角R7-10mm版辊两端倒角表面粗糙度Ra3.2铜层厚度0.12mm铬层厚度0.0070.01mm铜层维氏硬度180210铬层维氏硬度8001000铜层不起皮铬层表面粗糙度Ra0.42.4.1 精加工过程加工过程使用车、磨、抛三种工艺一次完成,这种方式是对圆柱形辊体进行精确及高速处理。(精度可达1m)表 2.3 辊筒精加工工艺过程工序号工序名称工序简图加工设备5精车外圆及两端面数控车床CSK61636精磨外圆及两端面联合磨床7抛光两顶尖装夹工件,抛光3000.02mm外圆抛光机2.4.2 精加工常见问题及处理方法加工后,检验结果可能达不到工艺所要求的技术标准,下面是我收集整理、查阅资料后得到的常见故障分析及处理方式。表 2.4 车磨加工故障及处理方式常见故障处理方式表面粗糙度达不到要求 可以考虑增加磨石研磨的压力及次数。表面光洁度达不到要求需要检查车刀的磨损情况,安装角度是否达到要求表面锥度达不到要求 需要检查渡头的安装是否正确,以及表面磨损情况 同时可以通过调整设备内部参数来解决。表面同轴度达不到要求需要检查颈椎本身的精度是否达到要求,然后通过调整及更换来解决。2.4 电镀使用电化学方式控制金属或者合金沉淀在工件表面形成一层致密、均匀、结合力良好的金属层,这样的电化学反应过程被称为电镀。2.4.1 电镀的工艺流程凹版印刷所使用的凹印版辊电镀工艺主要包括:镀镍、镀铜和镀铬三种电镀工艺凹印版辊钢辊的工艺流程如下:清洗冲洗镀镍镀铜镀铬注意:在三个电镀工艺之间都需要进行清洗和活化处理。图 2.3 版辊精加工后表 2.5 凹印版辊电镀工艺规程卡工序号工序加工设备主要内容尺寸1脱脂清洗机去除油污、锈斑长1200直径299.982清洗清洗机清洗工件表面长1200直径299.983镀镍电镀生产线在工件表面镀一层均匀的镍长1200直径299.994清洗清洗机清洗工件表面长1200直径299.995镀铜电镀生产线在工件表面镀一层均匀的铜层,长1200直径3006镀分离层电镀生产线镀一层分离层长1200直径300.017镀铜电镀生产线在工件表面镀一层均匀的铜层长1200直径300.0228清洗清洗机清洗工件表面长1200直径299.999磨联磨机床打磨工件表面,管壁粗糙度在(Ra=3.2)以内长1200直径300.02010镀铬电镀生产线在工件表面镀一层均匀的铬层长1200直径300.0322.4.2 镀镍电镀工艺加工的过程是在零件和镀液彼此接触的界面上产生了电极反应的电化过程。1) 脱脂粗加工完成后的钢管表面有大量油污、锈斑需要处理干净才能进行电镀加工,所以要进行脱脂处理,脱脂时温度保持在3040,电流密度为510A/dm2 钢辊回转速度为2575m/min。2) 正式镀镍(厚度10m):镍镀液成分及作用 镍镀液主要由硫酸镍、氯化纳、硼酸等组成,在电镀工艺中钢辊是以半浸的方式,并控制电镀过程中电流密度46A/dm2 、电压12V、钢辊回转速度2575m/min以及温度3545以上因素在范围内才能保证电镀质量。3) 水洗水洗是电镀工艺中必不可少的工序之一,水洗的质量结果对电镀工艺的耐蚀性、稳定性、产品外观等重要指标有很大影响,所用水必须是纯水。2.4.3 镀铜在凹印版辊钢辊的加工过程中 铜层电镀有两次基础铜层(厚度90m)和外层铜层(厚度15m)的电镀,二者工艺基本相同,流程如下:镀镍后的钢辊打磨清洗镀铜卸钢辊交车磨。镀铜原理:镀铜是利用直流电通过电镀槽而引起化学反应,不断补充溶液中消耗的铜离子阴极镀件上就会渡上一层金属铜。镀铜的作用:不但能掩盖铜辊的部分缺陷,还能对接下来的工序产生有利效果雕刻展示最好的工作面。而且由于铜的原因,铜层的厚度还可以随着印刷品材质的变化而变化,通常情况下铜层表面的硬度是内层铜层的2倍,以便表面雕刻时铜层可以具有适宜的切割特性,其中表面铜层的硬度在维氏硬度HV200左右。电镀铜时的镀液主要成分是:硫酸铜和硫酸。以半浸的方式镀铜时温度为2834,钢辊回转速度70110m/min,电导率10(纯水配置)表 2.6 镀铜完成后的参数要求后工序对铜层质量要求铜层的硬度HV必须在190230,铜的硬度控制在规定范围内可以保证制版网点清晰,又能保证电雕头的正常工作镀铜的厚度铜层的厚度通常控制在0.120.15mm之间,在扣除车磨联合机或抛光研磨机的消耗后能满足线雕操作的要求即可铜层表面的质量镀铜层必须保证无针孔、无沙眼表面粗糙度合格等如果铜层表面存在针眼或沙眼,会造成雕刻针爆裂;如果针孔和沙眼如果恰好落在空白部分,在印刷品出现脏点成为废品。由于工艺或检查不谨慎等原因造成制得的铜层偶尔会出现砂眼、划痕等无法避免的缺陷.表 2.7 镀铜故障及处理方法常见故障处理方法铜层与镍之间结合力差发生这种情况的原因大多是因为镀前处理不合格,在空气中停留时间过长。可通过提高镀前处理质量,用5%稀硫酸活化争减少空气中停留时加以解决之。镀层粗糙主要原因就是因为电流过大导致的,应通过降低电流来解决硫酸不足也会造成镀层粗糙,通过化验确认,将其调整到工艺范围即可阳极出现绿色层由镀液内氯化钠含量过高引起,可通过清洗阳极或电解处理镀层硬度偏低可能是因为温度过高,又或者是硫酸和硬度添加剂太少造成的,可以通过降低温度或者化验调整溶液和补充硬度添加剂这三种手段解决阳极及槽壁上有结晶溶液中硫酸太浓所致,可通过稀释溶液域分析溶液做相应补充的同时适当的提高温度等方法解决2.5.4 镀铬在完成凹印版辊制版之后,凹印版辊还需要重新回到电镀车间进行镀铬,镀铬的目的是为了增强表面硬度和提高耐用性。镀铬工艺流程:雕刻好的版辊前处理装配清洗镀铬抛光初检交质检。前处理:电雕之后的版辊表面带有各种油污如雕刻过程中起润滑作用的雕刻油等,若是不将所有的油污清洁干净,镀铬之后就必然会导致各种各样很严重的问题比如镀好的铬层脱落。因此在镀铬前必须对辊筒进行处理。电流密度4050A/dm2 ,温度5055,电压12V,辊筒回转速度 60100m/min,铬层要求厚度 1012m。表 2.8 镀铬故障及处理方法常见故障处理方法金属杂质使深镀能力下降,光亮区变窄如铜、锌等金属杂质可以用强酸性阳离子交换树脂进行处理,缺点是不方便。常用的方法是釆取防止金属杂质积沉的方法氯根过多会使深镀能力下降,造成镀层发花、粗糙或发灰为防止氯根积累,配制溶液和补充水最好用纯水,镀前最好用稀硫酸进行弱腐蚀。在60条件下电解可除去部分氯根硝酸根会使铬层表面暗淡,变黑,还会加速铅衬里的腐蚀在6070条件下电解可除去硝酸根,若在溶液中先加少量碳酸钡则效果更佳在电镀工艺操作中溶液的浓度、温度、电流密度和电镀的时间,是工艺规范诸多因素中最重要的四个要素;为实现产品的质量保证,一定要严格掌握这四个要素之间的协调和配合。要在实践中不断地摸索和积累,总结出一套切合实际、切实可行的操作数据。图 2.4 凹印版辊电镀后第3章 电子雕刻制版从凹印版辊的发展历程来看,它的制作方法有多种多样,最终根据经济性、实用性、可靠性等原因形成以电子雕刻(包括普通电子雕刻和超精细电子雕刻)为主的制作方法。本章主要介绍了电子雕刻机的工作原理以及制版的工艺流程。3.1 电子雕刻机工作原理电子雕刻凹版是利用电子回路的雕刻机在版辊表面直接雕刻出网点,最终制成凹版。依照原稿颜色的深浅层次,电子雕刻机将稿件转换为大小不同的电信号,通过雕刻针振动的力量大小,在版辊表面雕刻出相应的不同深度网点。从结果来看对应稿件的光亮部分,它的网点又小又浅,着墨少,与之想反的是稿件的深色部分,网点既深又大,着墨多。由于图像的层次再现是通过网点的大小和深浅的变化来达到的;所以电子雕刻凹版能够真实地反映原稿的层次,运用这种方式制出的印版印刷,图文非常清晰3。3.1.1 电子雕刻机硬件部分图 3.1 高速电子雕刻机1版辊 2右顶尖 3雕刻头 4操作小车5机体 6左顶尖 7右尾座 8保护壳1在2和6的控制下进行匀速转动,同时在4控制系统的操纵下3在X和Y轴上进行前后左右移动(误差小于0.001mm)。开始雕刻时,3在4的控制下接近1并根据稿件的相关要求在1上留下深浅不同的网点,最终汇聚成稿件所要求的图案。表 3.1 高速电子雕刻机参数高速电子雕刻机参数电子雕刻机重量5200KG型 号DYEG1315控制系统DYM81*电源要求三相五线,接地良好(接地电阻2)。供电部分带稳压器,或者UPS电源电压3 x 380V 2% 50Hz总 功 率3KW尺 寸3.8 1.51 m转 速周长250mm 785r/min 60线2 3600HZ周长1500mm62r/min 70线4 4000HZ周长2000mm46r/min 70线4 4000HZ噪 音7279 dB(A)注 意实际要根据堵孔和离边距离确定雕刻版辊长度小于1250mm3.1.2 电子雕刻机软件部分对电雕机的所有操作基本上都是从“东运电子雕刻系统”DTG控制软件操作。稿件由Word文档写成,最终保存时选择TIF黑白传真。打印机选择“Microsoft Office Document Im age Writer”,具体步骤:属性高级输入格式为“TIFF-黑白传真”确认1) 预置菜单:包括洗版,卸版,零线雕刻,最大电流,最小电流。图 3.2 控制系统预置菜单2) 试雕菜单:包括周向试雕,横向试雕,雕刻高光,雕刻100%网点,雕刻任意网点。图 3.3 控制系统试雕菜单3) 雕刻菜单:主要是雕刻图像文件的。雕刻的同时可以中途暂停,和完全中断雕刻。图 3.4 控制系统雕刻菜单3.2 电子雕刻机雕刻工艺流程电子雕刻机是凹印制版时不可或缺的机械设备,其中雕刻辊筒质量是保证印刷产品质量的根本。依据各种印刷物的适应性,得出标准的网线、网角、网点值和通沟等基础数据,设置、调整合格的各种印刷材料可以适应的电雕层次曲线,这是保证雕刻辊筒质量合格率的重要手段。根据网点与线数、角度、雕刻针等所对应的类系比对结果,稿件在电子雕刻之前,还是需要做充足的分析,考虑各变量之间的关系,合理地选用参数。模拟最终选用的工艺参数将会造成的结果,之后修改、确认争取生产出来的产品能达到客户所接受的还原效果。3.2.1 制定凹印版辊的雕刻工艺流程在将凹印版辊送上电子雕刻机之前要先进行电子雕刻文件的制作和检查,雕刻前要进行版面的工艺处理之后才能进行雕刻。具体流程如下:审稿RIPPing文件制作电子雕刻文件检查下传文件上凹版辊筒雕前版面处理工艺试雕雕刻雕刻后检验工艺卸版3.2.2 凹印版辊雕刻实例以下述随机生成的文字为例:“四川省成都市金堂县栖贤乡工业制造商福建福马食品集团有限公司控油保湿露吸收不油腻质地卫生净含量醋酸三乙醇胺第号还需注意旅途饮食温馨提示卫食健进字乐赛牌益生菌胶囊”将其作为稿件完成雕刻工艺流程。1) 审核稿件内容审核版面的制作要求;比如要雕刻文字则要审核文字排列数量和排列方向。2) 制作时,文件在电脑上要文字方向向上,且制作文件时全部用正版。如:图 3.5 电子雕刻文件3) 依照“电雕工艺单”的技术要求,运用1600dpi分辨率的RIPPing传递图文信息文件。其中要注意输入的各个参数值大小及范围.图 3.6 创建任务4) 雕前版面处理工艺在正式雕刻前,用干净的纸巾沾取适量的酒精将版面擦拭一遍。然后再用脱脂棉沾取白油将版面均匀涂抹。待白油凉干后,就可以进行试雕刻。5) 试雕试雕在整个电雕制版的过程中有着无法取代的作用,比如它可以尝试不同的高光、暗调,测试其对网点的大小影响。雕刻结果误差范围13个。表 3.2 试雕测试值网型网角短试雕值网变实地网变值针角度:120暗雕通沟前中后70线0网165/37/3032163/35164/37162/3770线2网135/215/2932138/215138/217138/21770线4网118/18/2411117/19118/18117/1860线0网196/38/4511195/37196/37197/3960线2网160/250/4021160/251162/251162/25060线4网135/25/4022137/26136/27136/26研究后得出结论:高光范围内试雕值越大,则雕刻的高光范围内网穴就越大越深;暗调范围内的试雕值越大,则暗调范围内的网穴越大越深。图3.7 干涉图6) 雕刻网点试雕合格以后,参考电子雕刻机实际雕刻时的变化特征,将调节暗调值或正电流的大小,使之尽量靠近标准值,再之后开始正式雕刻。7) 检验检查有无漏雕的图案、打刀的现象、观察行距的变化情况、看铜辊表面有无划伤现象等,并作相应的处理。对网点的要求:规整性好,上下左右对称;点形好,边缘清晰光洁,网墙整齐光滑,宽度均匀;通沟要清晰;网穴深度适宜;网穴内壁光洁,无毛刺;网穴的几何形状保持一致.如下图所示:图 3.8 显微镜下观测网点形状下述表格为不同排版格式下网格的变化情况。表 3.3 网变网变70线0网70线2网70线4网60线0网60线2网60线4网短试雕值165/37135/215118/18196/38160/250135/25三列一排155126114192160123四列一排101756813310477三列二排163131116192157133三列三排165134118195161135三列四排165135118196160135起雕网点上下间距是否均匀是是是是是是双眼皮2道轻微棱2道轻微大棱2道轻微棱1道很细棱2道轻微大棱1道很细棱截取局部图案如下,该部分为70线/4网试雕的具体成果。图 3.9 雕刻完成后版辊内容8) 卸版用酒精将版面上残留的白油清洁干净。第4章 制版质量分析与控制本章通过对凹印制版公司的研究,分析其产品质量控制方面的问题,得出可以直接在电子雕刻制版时对凹印版辊质量造成很大影响的三个因素,分别是:电雕层次曲线、半轴瓦及机架轴承、电雕针,并分析其原因。最后针对凹印制版公司的成品率、检验标准、返工率进行分析,并加以控制。4.1 加工工艺对版辊质量的影响近年来国内大力发展装备制造业,导致高速印刷机的广泛应用。而由于高速印刷机必须配比更高技术要求的版辊,导致目前国内部分制版公司没能跟进,进行设备完全的更新换代。造成现在部分凹印制版厂的凹印版辊精度不达标。以凹印版辊的重要工艺技术指标同心度为例:高速印刷机要求凹印版辊的同心度小于等于0.02mm,但是,目前大部分制版厂,它们的凹印版辊同心度合格率很低。人为因素:特别是晚间生产,人的精力是有限的。即便是同一个技术工人,他白天和晚上的工作效率都不相同,造成的结果是加工精度偏差极高。 设备因素:在加工孔时,进行了二次装夹,而这种加工方法导致铜辊的同心度难以保证,最终多数版辊同心度是大于0.02mm的,是无法匹配高速印刷机的。而且这些同心度不达标的版辊,在凹印制版厂里是拖延生产效率的主要因素。在雕刻时,需要使用垫纸等辅助手段来保证同心度。更重要的是加工孔后的版辊同心度低是为后面的加工埋下了重大的隐患。 4.2 电子雕刻机对版辊质量的影响电子雕刻机是凹印版辊生产过程中的核心设备,而且电子雕刻机雕刻的版辊筒的质量就是印刷产品质量符合要求的前提。因此调整电子雕刻机的状态,便是我们的重要工作。经过查阅参考文献、询问车间师傅等手段归纳整理出可以直接影响且占比较大的三个因素。表 4.1 高速电子雕刻机检测记录表高速电子雕刻机(8K)TH检测记录表色序KCM曲线K_dymc_dymm_dym工艺70L470L070L2网值118,18,24165,38,30135,215,30针角120120120类型标准值实践值标准值实践值标准值实践值100170/33118118136165165118/1813513595162/25107107130149150113/1212712790157/1910010112413613810911711885151/12959611912512610411011080143909111411711910010510475136868710810911095999870130838310310310590949365122791897969685898760116761692919180858455108737387858676807950101707081808171767645946464767675667170408661617171716266663580565667666658626230725252606262525858256547485556574854542057454548505045494915503940434445404545104134343638383439395302425263029263029从上表可以观测、总结出部分能直接影响电子雕刻机制版质量的因素。比如电雕层次曲线、网值、线数规格等。4.2.1 电雕层次曲线电雕曲线是电子雕刻机不可缺少的一部分,层次曲线的作用是将DTP的电子文件转换为电子雕刻机能识别的额电子信号,层次曲线是影响产品色彩还原的重要因素5。1) 电雕层次曲线是影响产品质量的软因素,主要通过以下几个方面来影响产品质量:由于电子雕刻机本身不具备分色功能,电雕过程中以不做任何色彩调整,它只是在电分图文件控制下,将颜色、色彩、色量、色彩组合比例等内容准确地转换。凹印印刷网点转移从数学角度看是非线性传递的,就像高光层次信息容易损失(高光缩小),暗调网点增大造成暗调层次升级。印刷材料的不同,导致硬度、内应力等不同,需要不同的电雕层次曲线。2) 电雕层次曲线的调整由于承印材料有BOPP、PE、PVC、PET、PT、纸张等多种多样,导致了电雕工艺的复杂性。只要印刷要求产生变化,就有相应的电雕层次曲线与之呼应。通常电雕凹版的雕刻网线数为40-120线/厘米,网角为30-60,通常采用黄色45 、红色60、蓝,黑色30,雕刻针角度90-130。在调整电雕层次曲线之前,要先确定雕刻针、网线数、网角、网点面积率和网穴宽度等基础参数的值。在电子雕刻机上利用各色层次曲线(K、C、M)进行试雕,以此为基准调整层次曲线。图 4.1 网点的形状平面图图 4.2 电子雕刻机雕刻网点电雕版的深度是以网点开口值的大小换算出来的,测量网点的横向最大值。通常来说网点的开口值(上图的横向对角线)越大,雕刻深度(上图的纵向对角线)就越大,本次采用的雕刻针角度为120,那么只要测量网点开口值的大小,就能计算出网点的深度(一般是利用三角函数公式进行计算);以层次包装版常用的工艺为例(三角函数tag60=1.732):假如蓝/红/黄版的雕刻网线都为70线、雕刻针角度为120、网角分别是30/60/45、网点的开口值分别为180/135/160um;那么雕刻深度:网点的开口值/2/tan60。表4.2 网角对雕刻深度的影响色版网线网角(度数值)开口值(m)雕针角度(度数值)雕刻深度(m)蓝703018012051.96红706013512038.97黄704516012046.19图 4.3 网穴形状对网穴深度开口面积的影响图 4.4 网穴形状对开口面积的影响由此可见,在相同网线雕刻时,选用30网角时电雕的开口值最大,雕刻的深度也是最深;选用60网角时电雕的开口值最小,深度也是最浅的;而选用45网角时电雕的各项值也就在二者之间。4.2.2 半轴瓦及机架轴承半轴瓦是丝杠与雕刻车或者尾座的连接器,半轴瓦是保证雕刻车与尾座的平稳匀速移动的特制工件。图 4.5 半轴瓦故障原因:由于电子雕刻机连续不间断作业,半轴瓦在常年累月使用后会因磨损而产生间隙;这种间隙不消除就会造成雕刻网点的网墙不均匀,反映到印刷品上就会出现画面效果粗糙,不细腻5。解决办法:要想消除这些间隙,除了定期更换半轴瓦之外,还要注意:当网点试雕完成后,将雕刻车向雕刻方向移动;而且在雕刻过程中,雕刻车不能带载或遭遇较大的外阻力。机架轴承起着支撑版辊筒转动的作用。故障原因:由于轴承高速长期运转滚珠产生磨损,磨损达到一定程度部位出现杂音,版辊筒在旋转过程中会产生轻微颤动颤动一方面容易打雕刻,另一方面将呈不规则的鱼尾纹。尤其是高速机易出现这种现象5。解决办法:要消除这些问题除定期更换机架轴承外,还要在平时多保养,定期检查,及时更换滚珠。4.2.3 雕刻针电雕针质量好坏对电雕网点质量以及产品中间调影响极大;若要雕刻出漂亮的网点必须严格控制雕刻针的质量;好的雕刻出的网点左右、上下对称性好、沟带均匀、网墙均匀,这种好的、光滑的网形有利于油墨的转移。针形不好,针型角度不标准,易造成印刷油墨量控制不好,使颜色失真;电雕针材料选择品性优良的金刚石;且雕刻针位置应在刻度中间偏下或滑脚的正中间;如果安装不好,容易打到电雕针,刻出的网点上下不对称5。图 4.6 雕刻针电雕工艺对铜层的要求非常苛刻,但电镀过程中的控制工作十分复杂,铜层很难达到尽善尽美的品质,再加上版辊得机加工精度和电雕工艺本身的原因,电雕过程中的打针故障也难以避免7。1) 版辊同心度超标由于目前我们所用的电子雕刻机、印刷机都是高速机(转速在8000转每分钟),所以对版辊同心度要求标准在0.02mm以内。一旦同心度超标就会影响雕刻精度,使雕刻头在工作过程中大幅跳动,造成打针7。2) 版辊铜层不均匀目前机械制造工艺是制造业公司的核心竞争力如制版类公司,每家制版公司都在尽可能的在原基础上发展、创新还有就是保密,而这造成一部分没有研发能力的制版公司的加工工艺制造的版辊无法满足要求。(镀铜的重要性在第二章已有详述)版辊铜层不均匀,引起重心偏移,造成版辊在雕刻过程中产生共振现象,之后打针。3) 电镀铜层在电镀铜层环节影响雕刻针的主要因素有铜层的硬度、晶粒大小、铜层内应力等。铜层硬度在190-230HV才满足电雕制版的需要,硬度过高或过低都不利于电雕制版,过低会造成网穴形状不规则、网墙破裂等,过高会造成电雕打针,电子雕刻机的雕刻频率很高(每分钟几千下)电雕针冲击铜层的速度非常大,由于牛顿第二定律,电雕针的受力非常大,所以铜层硬度越高,电雕针的使用寿命越短。金属电镀过程中的结晶与热力学结晶类似,而且电镀过程中铜层晶界的位置晶格会产生严重畸变,同时晶界内夹杂添加的硬化剂残留元素,导致了晶界处内应力特别的大。如果晶粒尺寸在1m以下,晶界密度相对于电雕针雕刻深度5-80m来说,铜层的分布也是均匀的,晶粒尺寸大于1m时,反应出硬度在铜层的分布不均匀;这会造成电雕针的磨损,减少使用寿命7。4) 电雕工艺电子雕刻法中雕刻线数、雕刻频率、电雕针角度、雕刻角度的大小和电雕针质量都是影响电雕针使用寿命和雕刻成果的重要因素。其中线数在50-120线/厘米之间,越小发生打针的概率越大。电雕针角度选用120太小会造成针的磨损或断裂。频率:可以简单的把高速电子雕刻机的运动看成匀变速直线运动,开始匀加速,结束匀减速。而中间部分就很容易引起振荡,且速度最大。假如雕刻深度为0.06mm,频率为8400Hz,电雕针的速度最大为2m/s。雕刻角度小于90,过大会使电雕针受力变大,造成打针。电雕针一般选取色泽透明,硬度等综合指标高的金刚石。下图是电子雕刻机轴发生偏移后电雕针的位置发生改变。正确位置应该是:雕刻针头在十字线后面。图 4.7 电雕针错误安装示意图试雕过程中发出刺耳的鸣叫声且网点变形如下:图 4.8 雕刻网点变形图4.3 凹印制版公司质量控制现状从部分国内制版公司的经营近况分析,得出其产品质量控制不是很理想。主要有以下几点造成:4.3.1 成品率低目前国内外的印刷企业对凹印版辊精度的要求很高,但是凹印版辊又是一个必须经过许多道复杂工序才能完成的技术含量很高的产品。任何一个小小的错误都可能导致最终的产品报废。例如高档奢侈品包装文字的精细度要求误差不能超过0.005mm。4.3.2 检验标准混乱虽然凹版的技术参数有规范,如版辊尺寸、铜层和铬层厚度、网穴形状等,但这些参数有的存在不准确的问题,如在CY/T994电子雕刻凹版技术要求及检验方法标准中端面粗糙度数值Ra6.4,而在GB/T10312009产品几何技术规范(GPS)表面结构轮廓法表面粗糙度参数及其数值中,这个级别的参数是6.3而不是6.47。4.3.3 返工成本高由于人们对色彩的判别主观性,客户对印刷产品的要求多变,最后验收时对成品的检验标准等原因,造就了很多版辊重新雕刻,而版辊不存在返修的问题。只要有不满意的地方就必须重新制作,最重要的是重制时除基辊钢材可利用外,其余皆要重头来过。4.4 质量控制方法质量控制是质量策划,质量保证和质量改进的出发点和落脚点,是构成企业质量体系的重要基础之一;质量形成于生产全过程,而质量控制也随之贯穿于质量形成的全过程;如果要生产的产品达到满意为止,就必须始终对生产全过程中影响质量的因素进行有效的控制产品的质量,处于不断的提高中2。由于凹印版辊的加工工艺过于复杂,且精度要求苛刻。且有部分工序无法使用数据精准控制、检测标准混乱,为了减少制版过程中对资源的浪费,提高凹印版辊的质量。通过对版辊机械加工、镀铜、电雕、镀铬几个方面对影响版辊质量的因素进行了分析,并研究其控制办法。针对包装领域空心版辊的机械加工工艺的研究,分析确认了机械加工质量参数的要求,以便之后加工制造时作为参考标准。通过对镀铜的工艺方法的研究,确认了铜层的外观、硬度、厚度、加工条件为以后加工时作为参考标准。通过对雕刻线数、网角角度、雕刻针角度、雕刻频率的研究,确定了制版时的参数要求。确定了能使产品合格的参数范围,为以后的制版提供了标准模板。参考文献1 郭小虎.电雕凹印版辊制作浅谈J.全球软包装工业, 2006,(11):53-54.2 孟宪志.谈凹版印刷现场质量管理J.印刷杂志,2003 (5) :45-46.3 崔剑.电雕凹版生产过程中质量控制方法的应用研究D.武汉大学,20054 陈淑荣.电子雕刻凹版制版质量参数的研究J.北京印刷学院,D,2013.5 雷沪.电子雕刻机影响凹印产品质量的因素探析J.印刷杂志,2007,(8):52-53.6 余勇.凹版印刷生产工艺 加工方法M.北京:化学工业出版社,2011.7 陈淑荣,曹国荣,芦春燕. 凹印制版方式与制版标准简述A.北京印刷学院学报,2013(6):54-55.8 张克.关于电子制版雕刻深度的讨论J.上海包装,2016:699 霍会芳.凹印版辊镀铜和重新制作工艺J.中国包装,2015,(6): 63-65.10 王庆浩.电雕制版打针故障原因分析J.印刷技术,2009,(10):29-34.11 王学舜.印刷机2Cr13不锈钢辊筒的锻造和锻后热处理J.热处理,1999,(1):36-37.12 霍惠芳.凹版印刷技术的现状及发展趋势J.今日印刷,2008,(6):50-51.致谢本设计在进行时,遇到很多自己难以完成的问题,老师的悉心指导,同学们的热心帮助是完成此次论文的重要力量,在此我要感谢我的指导老师和指导我如何撰写论文的每一位老师以及所有帮助过我的同学和朋友,谢谢你们给我的鼓励和指导。在此我要特别感谢肖老师,每次想要懈怠时,肖老师都会督促我继续努力,遇到不会的问题他也会耐心的进行指导,总是能发现我的问题,让我不断完善,在此谨向肖老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意,谢谢。附录GRAVURE PRINTING ROLL AND MNUEACTURING METHOD THEREOFTECHNICAL FIELD0001 The present invention relates to a gravure printing ro11 including a surface reinforcing coating layer having sufficient strength without using chromium plating, and to a manufacturing method thereof More specifica11y,the present invention relates to a gravure printing ro11 including a silicon dioxide layer as a surface reinforcing coating layer for substituting a chromium layer, and to a manufacturing method thereofBACKGROUNDART0002 In gravure printing, fine depressions(gravure ce11s)are formed in a plate base materia1 according to plate making information, and ink is fi11edinto the gravure ce11s to be transferred to a materia1 to be printed. In the ordinary gravure printing ro11, a copper plating layer(plate materia1) for forming a printing plate is formed on a surface of a meta1 ho11ow ro11 made of aluminum or iron, or carbon fiber_reinforced plastic(CFRP) ho11ow ro11, multiple fine depressions(gravure ce11s) are formed in the copper plating layer by etching according to plate making information, and then a hard chromium layer is formed as a surface reinforcing coating layer by chromium plating to increase the printing resistance of the gravure printing ro11, and thus completing plate making (manufacture of a printing plate). However, as hexavalent c11romium having high toxicity is used in a step of chromium plating, extra cost is required to maintain work safety and chromium plating has a po11ution problem. Therefore, it is a current situation that the appearance of a surface reinforcing coating layer as a substitute for the chromium layer is desired.0003 Meanwhile, there is known a method of forming a silicon dioxide film by applying a perhydropolysilazane solution to a substrate made of a meta1 or a resin and heating the coating layer in the air or an atmosphere containing steam (PatentDocuments1 to4). There are alsoknowntechno1ogies for covering protective films for an interior and exterior of a vehicle such as an automobile, deterioration prevention films for meta1 ornaments such as spectacle frames, deterioration and stain preventing films for an interior and exterior of a building, and substrates such as meta1 members,plastic members, ceramic members, solar ce11 substrates, optica1 waveguide substrates and liquid crysta1 substrates with this hard stiff silicon dioxide(Si2) film(Patent Documents 1 to 4). However, for the manufacture of a gravure printing roll (gravure cylinder), a technology for forming a silicon dioxide film on a copper plating layer by using the perhydropolysilazane solution and using the silicon dioxide film as a surface reinforcing coating layer for substituting a chromium layer has not been developed yet.DISCLOSURE F THE INVENTIONProblem to be solved by the Invention0004 In view of the above_mentioned problems of the prior art the inventor of the present invention has kept on with his intensive studies on a surface reinforcing coating layer for substituting a chromium layer, and has found that a surface reinforcing coating layer, which is as strong as a chromium layer and has no toxicity and no possibility of causing pollution can be obtained by forming a silicon dioxide film using a perhydropolysilazane solution. The present invention has been accomplished based on this finding.0005 It is an object of the present ir1vention to provide a novel gravure printing roll which includes a surface reinforcing coating layer having no toxicity and no possibility of causing pollution, and which has excellent printing resistance, and a manufacturing method thereofMeans for Solving the Problem0006 To attain the above-mentioned object, a gravure printing roll of the present invention comprises: a plate base material; a copper plating layer formed on a surface of the plate base material and having multiple gravure cells formed thereon; and a silicon dioxide film which covers a surface of the copper plating layer, in which the silicon dioxide film is formed by using a perhydropolysilazane solution. As the plate base material maybe used a metal hollow roll made of iron or aluminum,or a carbon fiber reinforced plastic(CFRP) hollow roll.0007 In the gravure printing roll of the present invention, the thickness of the copper plating layer is50 to200m, the depth of the gravure ce11s is5 to150m, and the thickness of the silicon dioxide film is 0.1 to5m, preferably 0.1 to3 m, and more preferably 0.1 to1 m.0008 A method of manufacturing a gravure printing ro11 of the present invention includes the steps of preparing a plate base materia1; forming a copper plating layer on a surface of the plate basemateria1; forming multiple gravure ce11s on a surface of the copper plating layer; and forming a silicon dioxide film on the surface of the copper platinglayer having gravure ce11s formed therein, where in the silicon dioxide film is formed by using a perhydropolysilazane solution.0009 A known solvent may be used as the solvent, which dissolves the perhydropolysilazane. Examples of the solvent include benzene, toluene, xylene, ether, THF, methylene ch1oride, and carbon tetrahydride; and anisole, decalin, cyc1ohexene, methy1 cyc1ohexane, ethylcyc1ohexane, limonene, hexane, octane, nonane, decane, mixture of alkanes having8 to11 carbon atoms, a mixture of aromatic hydrocarbons having18 to11 carbon atoms, a mixture of aliphatic and alicyclic hydrocarbon s which contain 5 or more to25 or less wt% of an aromatic hydrocarbon having8 or more car1-1on atoms, solves so, diisopropy1 ether, methy1 t-buty1 ether, decahydronaphthalene,anddi1,1uty1 ether,which are disc1osed by Patent Document3.0010 Although the perhydropolysilazane solution prepared by dissolving perhydropolysilazane in the solvent is directly converted into silicon dioxide or by a heating process with superheated steam, a catalyst is preferably used to increase the reaction rate, shorten the reaction time, reduce the reaction temperature and improve the adhesion of the formed silicon dioxide film. A known catalyst such as an amine or pa11adium may be used. Specific examples of the catalyst include organic amines such as primary to tertiary1inearaliphatic amines having1 to 3 alkyl groups with1 to 5 carbon atoms, primary to tertiary aromatic amines having1 to 3 phenyl groups, pyridine and alicyclic amines obtained by substituting the nucleus of pyridine with an alky1 group such as methy1 or ethy1 as disc1osed by the Patent Document1. More preferred are diethylamine, triethylamine, monobuty1amine, monopropylamine, and dipropylamine. The catalyst may be added to the perhydropolysilazane solution in advance or may be contained in a gaseous state into an atmosphere for heating with superheated steam.0011 In the method of manufacturing a gravure printing ro11 of the present invention, the thickness of the copper platinglayeris50 to200m, the depth of the gravure cells is 5 to150m,and the thickness of the silicon dioxide film is 0. 1 to5m, preferably 0.1 to3m, and more preferably 0.1 to1 m.0012 Preferably, the step of forming a silicon dioxide film,includes: a forming process for forming a coating film involving applying the perhydropolysilazane solution to the surface of the copper plating layer to form the coating film having a predetermined thickness; and a heating process for forming a film involving heating the coating film applied with the perhydropolysilazane solution with superheated steam for a predetermined period of time to form a silicon dioxide film having a predetermined hardness.0013 Although the thickness of the coating film of the perhydropolysilazane solution changes according to the concentration of the perhydropolysilazane solution,the thickness of the silicon dioxide film after the heating process for forming a film is 0.1 to5m, preferably 0.1 to3 m, and more preferably 0.1 to1 m. For example, when the concentration of the perhydropolysilazane solution is20%, the thickness of the coating film of the perhydropolysilazane solution may be about5 times larger than the thickness of the target silicon dioxide film. The period of time for heating, which changes according to the temperature of the superheated steam, is sufficient to be about5minutes to1 hour The hardness of the formed silicon dioxide film is about800 to3,000 in terms of Vickers hardness.0014 Preferably, the method of manufacturing a gravure printing ro11furtherincludes a step of washing a surface of the silicon dioxide film formed by the heating process with cold water or hot water The quality of the silicon dioxide film can be improved by was hing the surface of the silicon dioxide film formed with cold water or hot water Norma1 temperature water may be used as the cold water and water heated at about 40 to100 C. may be used as the hot water The washing time is sufficient to be about30 seconds to10minutes.0015 The method of applying the perhydropolysilazane may include spray coating, ink jet coating, meniscus coating, fountain coating, dip coating, rotational coating,ro11 coating, wire bar coating, air knife coating, blade coating, or curtain coating.0016 The temperature other superheated steam is higher than100 C, and preferably300C or 1ower When the materia1 of the ho11ow ro11 is aluminum heating at a temperature higher than 200C causes the deterioration of the ho11ow ro11. Therefore, the temperature is more preferably hig1ler than 100C and 200C or 1ower0017 The gravure ce11s are formed by etching or electronic engraving, out of which etching is preferred. In the case of etching, after a photosensitive liquid is applied to the body surface(copper plating layer) of the plate base materia1 and burned directly, the coating film is etched to form the gravure ce11s. In the case of electronic engraving,the gravure ce11sare engraved on the surface of the copper plating layer of the plate base materia1 by moving a diamond engraving mechanica11y based on a digita1 signa1.EFFECT F THE INVENTION0018 According to the present invention, the chromium plating step can be omitted by using a silicon dioxide film formed from a perhydropolysilazane solution as a surface reinforcing coating layer As a result, the use of hexavalent chromium having high toxicity is eliminated, extra cost for securing work safety is not necessary there is no risk of causing pollution, and the silicon dioxide film is as strong as a chromium layer and hast=xce11ent printing resistance.BRIEF DESCRIPTION F THE DRAWINGS0019 FIG. 1 is a diagram showing a process of manufacturing a gravure printing roll of the present invention, in which the part (a) is a sectional view of an entire plate base material, the part (b) is a partially enlarged sectional view showing that a copper plating layer is formed on a surface of the plate base material, the part (c) is a partially enlarged sectional view showing that gravure cells are formed in the copper plating layer of the plate base material, the part (d) is a partially enlarged view showing that a perhydropolysilazane coating layer is formed on the surface of the copper plating layer of the plate base material, and the part (e) is a partially enlarged view showing that the perhydropolysilazane coating layer is converted into a silicon dioxide film by heating with superheated steam.0020 FIG. 2 is a flow chart showing a process of manufacturing a gravure printing roll of the present invention.DESCRIPTION F SYMBOLS0021 10: a plate base material, tea: a gravure printing roll, 12: a copper plating layer, 14: a gravure cell, 16: a perhydropolysilazane coating layer, 18: a silicon dioxide filmBEST MODE FOR CARR:YING UT THE INVENTION0022 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 and FIG. 2. It is needless to say that this embodiment is illustrative and can be modified in various ways without departing from a technical idea of the present invention.0023 The method of the present invention will be described with reference to FIG. 1 and FIG. 2. In FIG. 1(a), reference numeral 10 denotes a plate base material, which is a hollow roll made of aluminum, iron, or CFRP(step 100 in FIG. 2). A copper plating layer 12 is formed on a surface of the plate base material 10 by copper plating(step 102 in FIG. 2). 0024 Multiple fine depressions (gravure cells) 14 are formed on a surface of the copperplatinglayer12 (step 104 of FIG. 2). To form the gravure cells 14,a known method such as etching(after a photosensitive liquid is applied to the plate body surface, that is, the copper plating layer and directly burned, the coating film is etched to tom gravure cells 14) or electronic engraving (a diamond engraving needle is mechanically moved to engrave gravure cells 14 on the surface of the copper plating layer based on a digital signal) may be employed. Etching is preferred.0025 A perhydropolysilazane coating layer 16 is formed on the surface of the copper plating layer 12 (including the gravure cells 14) having the gravure cells 14 (step 106 of FIG. 2). To form the perhydropolysilazane coating layer 16, the perhydropolysilazane solution should be applied by spray coating, ink jet coating, meniscus coating, fountain coating, dip coating, rotationa1 coating, ro11 coating, wire bar coating, air knife coating, blade coating or curtain coating.0026 A known solvent may be used as the solvent, which dissolves the perhydropolysilazane. Examples of the solvent include benzene, toluene, xylene, ether, THF, methylene ch1oride, and carbon tetrahydride; and anisole,decalin, cyc1ohexene, methy1 cyc1ohexane, ethy1 cyc1ohexane, limonene, hexane, octane, nonane, decane, mixture ofalkaneshaving8 to11 carbon atoms, a mixture of aromatic hydrocarbons having18 to11 carbon atoms, a mixture of aliphatic and alicyclic hydrocarbons which contain5 or more to 25 or less wt% of an aromatic hydrocarbon having8 or more carbon atoms, solves so, diisopropy1 ether, methy1 t-buty1 ether, decahydronaphthalene, and dibuty1 ether, which are disc1osed by Patent Document3.0027 Although the per11ydropolysilazane solution prepared by dissolving perhydropolysilazane in the solvent is directly converted into silicon dioxide or by a heating process with superheated steam, a catalyst is preferably used to increase the reaction rate, shorten the reaction time, reduce the reaction temperature and improve the adhesion of the formed silicon dioxide film. A known catalyst such as an amine or pa11adium may be used. Specific examples of the catalyst include organic amines such as primary to tertiary1inearaliphatic amines having 1 to 3 alkyl groups with to 5 carbon atoms, primary to tertiary aromatic amines having1 to 3 phenyl groups, pyridine and alicyclic amines obtained by substituting the nucleus of pyridine with an alky1 group such as methy1 or ethy1 as disc1osed by the Patent Document1. More preferred are diethylamine, triethylamine, monobuty1amine, monopropylamine, and dipropylamine. The catalyst may be added to the perhydropolysilazane solution in advance or may be contained in a gaseous state into an atmosphere for heating with superheated steam.0028 Subsequently, asilicondioxidefilm1l8is formed by heating the perhydropolysilazane coating layer 16 with superheated steam(step108 of FIG. 2).0029 A gravure printing ro11 10a having no toxicity, no risk of causing po11ution, and exce11ent printing resistance can be obtained by forming the silicon dioxide film 18 and using it as a surface reinforcing coating layer.0030 The thickness of the copper plating layer is preferably 50 to200m, the depth of the gravure ce11s is preferably 5 to150m, and the thickness of the silicon dioxide film is preferably 0.1 to5m,more preferably 0.1 to3m, and most preferably 0.1 to1m.0031 The temperature of the superheated steam is higher than 100 C,preferably300 C. or 1ower When the plate base materia1 is made of aluminum, heating at a temperature higher than 200 C. causes the deterioration of the plate base materia1. Therefore, the temperature is preferably higher than 100 C and 200 C. or 1ower.凹版印刷辊及其加工方法法技术领域0001 本发明涉及一种凹版印刷术,包括一种不使用镀铬而具有足够强度的表面增强涂层,以及一种制造方法t。在此,本发明涉及一种凹版印刷术,包括二氧化硅层作为替代铬层的表面增强涂层,以及一种m层。制造方法政府官员举行的记者招待会0002 在凹版印刷中,细凹(凹版印刷用的)根据制版工艺在板材基材中形成信息,油墨被卷进凹版的天花板上。转移到要印刷的材料上。普通凹版印刷RO1
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