در فلکسوگرافی از ماشین‌آلات و تجهیزات مختلفی برای چاپ استفاده می‌شود. به‌طور کلی ماشین های چاپ فلکسوگرافی دارای چهار بخش اصلی است؛ رول بازکن یا تغذیه، بخش چاپ، خشک‌کن و در نهایت رول جمع کن (قسمت خروجی) که تمام این تجهیزات انواع مختلفی دارند. علاوه بر این بخش‌ها، تجهیزاتی دیگر مانند هدایت‌کننده‌های رول، دوربین‌های وب، پخش پودرپاش و شفت‌های بادی نیز در ماشین چاپ به کار می‌روند که در عملکرد چاپ فلکسو دارای اهمیت هستند. ما در این جستار به معرفی و بیان کارکرد هر بخش خواهیم پرداخت.
تجهیزات جمع‌کردن رول
رول جمع‌کن‌ها در دو گروه عمده رول جمع‌کن سطح گَرد و رول جمع‌کن شفت گَرد طبقه‌بندی می‌شوند. در برخی از رول جمع‌کن‌های ماشین های چاپ فلکسوگرافی از هر دو نوع سیستم استفاده می‌شود و ترکیب شفت گرد و سطح گرد را دارند. رول جمع کن‌های گردان پیوسته، عموماً از نوع رول جمع‌کن‌های شفت گرد هستند.
رول جمع‌کن سطح گَرد
رول جمع‌کن سطح گرد با استفاده از یک نورد متحرک و ایجاد تماس با رول چاپ شده، موجب چرخش رول می‌شود. یکی از مزیت‌های اصلی رول جمع‌کن سطح گرد قابلیت جمع‌کردن رول‌های کاغذی با ضخامت‌های مختلف به شکل یکنواخت و متراکم است. همچنین نیروی مصرفی این رول جمع‌کن‌ها بسیار کمتر از نیروی لازم برای سیستم رول جمع‌کن شفت گرد است.
رول جمع‌کن سطح گرد دو نوع مختلف دارد:
الف) رول جمع‌کن تک سیلندری
ب) رول جمع‌کن دو سیلندری
الف) رول جمع‌کن تک سیلندری
این رول جمع‌کن از لحاظ اصول کار شبیه به رول جمع‌کن دو سیلندری است، با این تفاوت که تنها از یک درام برای چرخاندن استفاده می‌کند. این سیستم نیز برای تنظیم کشش با سرعت متغیر می‌چرخد. برای حفظ فشار تنظیم‌شده بین رول و نورد رول جمع‌کن، از فشار هیدرولیکی یا پنوماتیکی استفاده می‌شود. مقدار این فشار می‌تواند برای ایجاد رول‌هایی با سختی و تراکم متفاوت متغیر باشد.
در رول جمع‌کن تک سیلندری به خاطر انحراف شفت، باید به حداقل عرض رول توجه کرد. حداقل عرض رول معمولاً باید ۸۰ درصد حداکثر عرض رول قابل‌استفاده در ماشین باشد. از این سیستم بیشتر برای جمع‌کردن رول‌هایی استفاده می‌شود که ثبات و استحکام لازم را دارند، سطح لغزنده ندارند و به‌راحتی هم کش نمی‌آیند و در مقابل خراش و ساییدگی مقاوم‌اند.
شکل ۱- رول جمع کن تک سیلندری
ب) رول جمع کن دو سیلندری
رایج‌ترین نوع این رول جمع‌کن‌ها، رول جمع‌کن دو نوردی است. درواقع این سیستم از دو نورد با قطرهای یکسان برای جمع‌کردن رول چاپی استفاده می‌کند. این رول جمع‌کن معمولاً برای تنظیم کشش با یک سرعت متغیر می‌چرخد. نورد اول با سرعتی کمتر از نورد دوم می‌چرخد و این اختلاف سرعت آن‌ها موجب می‌شود که رول چاپی سفت و محکم بسته شود. این نوردها همچنین می‌توانند به‌صورت شیاردار باشند تا چروک شدن رول کاهش پیدا کرده و سختی و استحکام رول جمع شده افزایش یابد.
در سیستم رول جمع کن دو نوردی می‌توان از یک نورد سوار هم استفاده کرد. این نورد در بالای رولی که باید جمع شود به‌صورت هیدرولیکی و پنوماتیکی نصب می‌شود. وظیفه این نورد افزایش فشار تماسی بین رول و نورد رول جمع‌کن است.
شکل ۲- رول جمع کن دوسیلندری
فشار این نورد باید به‌تدریج در طول چرخش رول جمع‌کن کمتر شود تا فشار تماسی که بین رول و نورد رول جمع‌کن ایجاد می‌شود یکنواخت‌تر شود. مقدار این فشار نیز به عرض، ضخامت و نوع لفاف بستگی دارد. همچنین باید رول چاپ شده را در حین جمع شدن و افزایش قطر آن تنظیم کرد و هم‌تراز نگاه داشت.
بیشتر بخوانید: نورد آنیلوکس قلب چاپ فلکسو
رول جمع‌کن شفت گَرد
رول جمع‌کن شفت گرد نیروی حرکت خود را از محور یا شفت مرکزی می‌گیرد. واحدهای رول جمع‌کن شفت گرد در دو نوع بدون شفت و شفت مرکزی هستند. در اکثر ماشین های چاپ فلکسوگرافی از رول جمع‌کن شفت مرکزی استفاده می‌شود.
رول جمع کن شفت گرد با شفت مرکزی
رایج‌ترین رول جمع‌کن شفت گرد که در ماشین های چاپ فلکسوگرافی استفاده می‌شود رول جمع‌کن شفت مرکزی است که این نوع رول جمع کن دو نوع مختلف دارد:
الف) رول جمع کن شفت مرکزی تک حالته؛
ب) رول جمع کن شفت مرکزی گردان پیوسته.
رول جمع‌کن شفت مرکزی تک حالته
در شکل ۳ یک رول جمع‌کن شفت مرکزی تک حالته نشان داده شده است. در این واحد شفت مرکزی در بدنه ماشین نصب شده که به کمک یک محرک الکتریکی، مکانیکی و یا هیدرولیکی می‌چرخد. این محرک قابلیت تنظیم سرعت را برای تغییر سفتی رول پیچیده شده دارد. در این نوع رول جمع‌کن، برای تعویض رول باید دستگاه را متوقف کرد.
شکل ۳- رول جمع‌کن مرکزی تک حالته
رول جمع‌کن شفت مرکزی گردان پیوسته
نوعی دیگر از رول جمع‌کن‌های شفت مرکزی رول جمع‌کن شفت مرکزی چند حالته است. اصول کار این رول جمع‌کن شبیه به رول جمع کن تک‌حالته است، با این تفاوت که در این مدل دو شفت مرکزی روی یک بازوی متحرک نصب می‌شوند.
معمولاً سرعت هر شفت را یک کلاچ لغزشی و یا متحرک مستقیم و جداگانه تنظیم و کنترل می‌کند. امروزه واحدهای گردان پیوسته شفت مرکزی رایج‌ترین شکل رول جمع‌کن‌ها به‌خصوص در فرآیند چاپ فیلم‌هایی با قابلیت افزایش طول و مواد بسته‌بندی هستند.
نورد سوار، علاوه بر روال جمع‌کن‌های دو نوردی، در رول جمع‌کن‌های گردان پیوسته و رول جمع‌کن‌های تک‌حالته هم وجود دارد. وظیفه این نورد کمک به جلوگیری از ورود هوا به داخل لایه‌های سطوح چاپی جمع شده و بروز مشکل دوکی شدن در آن‌ها و ایجاد رول جمع شده یکنواخت و محکم است.
امروزه رول جمع‌کن‌های گردان پیوسته به نوردهای سوار ثانویه مجهزاند. این نوردها در مقابل نوردهای رول جمع‌کن و نوردهای اتصال‌دهنده قرار می‌گیرند. وقتی بازوهای رول جمع‌کن برای اتصال رول‌ها می‌چرخند، نورد سوار اولیه تماس خود را با رولی که در مرحله پایانی جمع شده است، قطع می‌کند. نورد دوم به چرخش در مقابل این نورد ادامه می‌دهد تا از باقی ماندن هوا در بین لایه‌های رول و دوکی شدن آن جلوگیری شود.
باید سرعت شفت نورد نهایی را در حالی که رول چاپی به دور آن پیچیده می‌شود و قطرش افزایش می‌یابد، برای حفظ ثبات رول در حین کار دستگاه چاپ، تنظیم کرد. هرچه فشار میله جمع کننده لفاف بیشتر باشد، سرعت رول کاهش می‌یابد و باعث نرم‌تر پیچیده شدن آن می‌شود. این نرم پیچیده شدن لفاف یک ویژگی مهم است زیرا در رول‌های سفت که به‌سختی پیچیده شده‌اند، نواحی چاپ‌شده و مرکبی شده ورم می‌کنند و باعث گیر کردن لایه‌های لفاف به یکدیگر می‌شوند. اگر این وضع پیش بیاید ممکن است نتوان رول لفاف را به‌آسانی باز کرد.
قسمت برش و راهنمای رول
سطح چاپی پس از واحد گردگیری از چند نورد عبور می‌کند. سپس از قسمت راهنمای لبه رول جمع‌کن می‌گذرد و به قسمت برش رول به رول یا ورقی وارد می‌شود. راهنمای لبه را می‌توان در نقاط گوناگون این قسمت از دستگاه قرار داد. نقش راهنما این است که پیش از رسیدن لفاف به تیغه‌های برش حرکت آن را در راستایی ثابت حفظ کند و امتداد دهد.
بسیاری از ماشین های چاپ فلکسوگرافی می‌توانند از یک رول عریض مادر، با چند برش هم‌زمان، چندین رول باریک به وجود آورند. به این ترتیب با وجود قسمت برش، می‌توان لفاف نهایی را با عرض‌های صحیح و دلخواه تأمین کرد.
رول‌هایی از جنس کاغذ معمولاً با تیغ‌های مدور بریده می‌شوند. این چرخ‌ها کاغذ بریده شده را به دور نوردهای دیگری می‌پیچانند. رول‌هایی از جنس فیلم‌ها نیز معمولاً با تیغ‌های غیر متحرک و ثابت بریده می‌شوند. هر دو سازوکار برش به تیغ‌های بسیار تیز نیاز دارند تا بتوان لبه‌های لفاف را هموار و صاف درآورد.
سیستم کشش در رول جمع‌کن
نتیجه یک پیچش خوب باید یک رول با لبه‌های صاف و سفتی یکنواخت باشد و همچنین انطباق چاپ و طول چاپ ثابت را نیز تأمین کند. دو نوع سیستم کنترل کشش در رول جمع کن شفت مرکزی اعم از کشش ثابت و کشش کاهشی وجود دارد.
برای اینکه سیستم کنترل کشش در رول جمع‌کن به‌خوبی عمل کند باید لبه‌های رول صاف باشند و ضخامت در تمام عرض رول یکسان باشد. برای ایجاد کنترل کشش ایده‌آل، واحد رول جمع‌کن باید با سرعت و دقت بالا خود را با افزایش و کاهش سرعت ماشین هماهنگ کرده و در رول جمع‌کن‌های چرخشی، توانایی تعویض سریع رول را داشته باشند. همچنین توانایی استفاده از رول‌های عریض و کم عرض نیز ممکن باشد.
در یک رول جمع‌کن با کشش ثابت، کشش در ابتدای رول با کشش در انتهای رول یکسان است. در کشش کاهشی، کشش قبل از اتمام پیچیده شدن رول بیشتر از کشش نزدیک به بوبین (لوله) است؛ مثلاً اگر رول جمع‌کن را با ۲ پوند کشش در هر دور در اینچ راه بیندازیم، هنگامی که قطر رول افزایش می‌یابد و بزرگ‌تر می‌شود این کشش بیشتر می‌شود.
رول جمع‌کن شفت مرکزی هر دو نوع کشش ثابت و کاهشی را هم‌زمان دارد. درام رول جمع‌کن تنها با کشش ثابت عمل می‌کند.
عوامل زیر تعیین‌کننده کشش در رول جمع کن است:
– عرض رول (اینچ)؛
– سرعت خط؛
– کاهش کشش (کشش بوبین، کشش کامل رول)؛
– کشش اولیه در هنگام رول جمع کردن (پوند بر اینچ)؛
– قدرت رول (اینچ)؛
– قطر بوبین.
معادله زیر برای تعیین قدرت محرک برحسب اسب بخار در رول جمع کن است:
از این فرمول متوجه می‌شویم که قدرت محرک بر حسب اسب بخار برای جمع شدن رول متناسب با قطر رول است و سرعت رول تناسب معکوس با قطر رول دارد. اکثر سطوح چاپی با کشش کاهشی و برخی با کشش ثابت بهتر پیچیده می‌شوند. یک فهرست شامل سطوح چاپی و کشش و روش‌های جمع شدن پیشنهادی آن‌ها در جدول ۱ نمایش داده شده است. در هر دو روش رول پیچیده شده باید با دستگاه حسگر کنترل شود. اکثر کنترل‌کننده‌ها با کشش ثابت به کار رفته‌اند که در آن‌ها نورد رقاصک نقش کنترل‌کننده را بازی می‌کند.
نورد رقاصک ممکن است با فشار وزن، هوا یا نیروی گشتاور موتور عمل کند. همچنین حسگرهای حساس به فشار نیز برای کنترل موتور رول جمع‌کن کاربرد دارند. یک نوع سیستم نورد رقاصک (وزنه فشاری) در شکل ۴ شرح داده شده است. هر حرکت نورد رقاصک پیغامی به رول جمع‌کن، برای افزایش یا کاهش سرعت به محرکه‌ی جمع‌کن، می‌فرستد و بدین ترتیب موقعیت نورد رقاصک تقریباً ثابت می‌ماند. موتور رول جمع‌کن می‌تواند با جریان متناسب باشد (سرعت ثابت موتور متناسب با جریان مخالف کلاچ است) موتورهای DC (جریان متناوب) گران اما برای عملکرد دقیق سیستم، روی تجهیزات جدید استاندارد هستند.
برای کنترل کشش کاهشی، کنترل‌کننده به چندین روش به کار گرفته می‌شود. در یک روش کنترل‌کننده الکتریکی از مدارهای نیمه هادی استفاده می‌کند. کنترل‌کننده دو پیغام الکتریکی را از سیستم محرک اصلی می‌گیرد. یک سیگنال باید با سرعت خط و سیگنال دومی با شتاب متناسب باشد.
جدول ۱- محدوده کشش رول جمع کن
سیگنال متناسب با خط از مولد سرعت‌سنج به دست می‌آید که در موتور اصلی نصب شده است. یک پیام که با شتاب متناسب است از سیستم کنترل‌کننده موتور اصلی به دست می‌آید. کنترل‌کننده‌ها قدرت اسب بخار رول جمع‌کن را تنظیم می‌کند (خواه موتور آن DC و یا مخالف جریان کلاچ باشد).
کنترل‌کننده‌ها کشش را طوری تنظیم می‌کنند که با افزایش قطر رول، شکل رول به حالت مخروطی در نیاید. اپراتور می‌تواند میزان کشش را متناسب با ضخامت مواد مختلف و پهنای آن‌ها تغییر دهد. میزان کشش باید به حدی باشد که رول جمع‌کن‌ها به حالت مخروطی در نیایند.
بیشتر بخوانید: ارزیابی بازار ماشین های چاپ فلکسو، عرضه و تقاضا تا سال ۲۰۲۶
راهنمای رول
راهنمای لبه رول ساده‌ترین نوع راهنمایی رول است و معمولاً در مجاورت لبه‌های سطح چاپی نصب می‌شود. لبه رول داخل فضای حسگر وارد می‌شود و حسگر می‌تواند به‌راحتی در این مرحله موقعیت رول را تشخیص دهد. هدایتگر را به مکان تعیین‌شده هدایت می‌کند. زمانی که عرض رول کم یا زیاد شود، می‌توان به‌راحتی لبه رول را در مکان ثابت نگه داشت. عموماً راهنمای لبه رول یک حسگر پنوماتیکی و یا الکترونیکی دارد که با آن کار می‌کند.
علاوه بر راهنمای لبه رول نوعی دیگر از راهنماها با نام راهنمای مرکزی نیز در موقعیت‌هایی که عرض رول حین چاپ تغییر می‌کند استفاده می‌شود. سخت‌افزار سیستم‌های راهنمایی مرکزی، آماده‌سازی و عملکردشان از سیستم‌های ساده راهنمای لبه رول پیچیده‌ترند و مواقعی که به راهنمای مرکزی در ماشین نیاز باشد، می‌توانند گزینه‌ای عالی برای ماشین چاپ باشند. راهنمایی مرکزی می‌تواند از یک حسگر در یک طرف لبه رول و یا از دو حسگر در هر دو طرف لبه رول استفاده کند. این حسگرها (در هنگامی که عرض آن تغییر می‌کند و یا در ماشین بازی می‌کند) قابلیت تنظیم اتوماتیک رول را دارند.
راهنمای رول شامل چندین اجزای به هم پیوسته در یک سیستم کنترل حلقه بسته است. شکل صحیح یک سیستم حسگر کنترل‌کننده سیلندر محرکه هیدرولیک و رول را نمایش می‌دهد.
شکل ۵ – سیستم هدایتگر بادی
حسگر، پس از تولید پیام، آن را به کنترل‌کننده ارسال می‌کند. پیام در سرور کنترل‌کننده تفسیر و پیغام دیگر برای جابجایی موقعیت نوردهای هدایت‌کننده رول فرستاده می‌شود. مکانیسم هدایت رول تولید یک خروجی است و این خروجی به دستگاه هدایت‌کننده مخابره می‌شود و موقعیت رول در حسگر تغییر می‌کند. ماشین‌های سرعت بالا به هدایتگرهای با سرعت پاسخگویی بالا و با دقت بالای کنترل موقعیت رول و انطباق نیاز دارند.
شکل ۶- سامانه هدایتگر رول باز کن
هدایت‌کننده‌های میانی کنترل‌کننده‌های کمکی هستند و ویژگی آن‌ها این است که به اپراتور اجازه می‌دهند سیستم‌های هدایت‌کننده اتوماتیک را از کار بیندازد تا رول با دستگاه هدایت‌کننده میانی در ماشین هدایت شود.
شکل ۷- سامانه هدایتگر قبل از برج چاپ
هدایت‌کننده‌های رول بازکن و رول جمع‌کن از سیستم‌های کنترل کمکی هدایت رول به شمار می‌روند و مزیت آن‌ها کمک به اپراتور در کنترل دستی سیستم است. با این سیستم، اپراتور می‌تواند حین چاپ کنترل دستی موقت رول باز کن یا رول جمع‌کن را در دست بگیرد.
شکل ۸ – سامانه هدایت رول
هدایت‌گرها در سه موقعیت ماشین های چاپ فلکسوگرافی نصب می‌شوند. این سه موقعیت عبارت‌اند از رول بازکن؛ قبل از چاپ؛ رول جمع‌کن.
هدایتگری که قبل از چاپ در قسمت کشنده ورودی نصب می‌شود یک هدایتگر میانی است. شکل ۸ یک نوع هدایتگر رول بازکن را نمایش می‌دهد. در این حالت رول باز شده و حسگر با لبه آن تراز می‌شود.
شکل ۹- سامانه هدایتگر قبل از برج چاپ
شکل ۱۰- سامانه هدایت رول
