بازنشر این پژوهش با ذکر نام منبع آزاد است.
بخش تحقیق و توسعه شرکت رسام نقش آناهیتا

عملکرد رول آنیلوکس: چیستی، چرایی و چگونگی
یکی از بخش‌های کلیدی هر دستگاه چاپ فلکسوگرافی، رول آنیلوکس است که تنها هدف آن، انتقال کنترل‌شده‌ی حجم مشخصی از مرکب به کلیشه چاپ برای انتقال یکنواخت مرکب به بستر چاپ می‌باشد. عوامل متعددی می‌توانند بر عملکرد رول آنیلوکس تأثیر بگذارند.

در این مقاله به موارد زیر خواهیم پرداخت:

• مسدود شدن سلول‌های آنیلوکس چیست؟

• خراشیدگی آنیلوکس چیست؟

• چرا خراشیدگی آنیلوکس اتفاق می‌افتد؟

• سایش طبیعی رول آنیلوکس؟

• انتخاب تیغه دکتر بلید

• فولادی در برابر مصنوعی در برابر کامپوزیت

• انواع سلول‌های آنیلوکس

• چگونه آسیب به رول آنیلوکس خود را به حداقل برسانیم

• تمیز کردن رول آنیلوکس

مسدود شدن سلول‌های آنیلوکس چیست؟

مسدود شدن سلول‌ها زمانی رخ می‌دهد که مرکب به مرور زمان درون سلول‌های رول آنیلوکس خشک شده و سفت می‌شود. این اتفاق زمانی رخ می‌دهد که رول‌های آنیلوکس به‌درستی بین نوبت‌های کاری تمیز نمی‌شوند یا برنامه منظم تمیزکاری عمیق مانند تمیزکاری اولتراسونیک وجود ندارد. در حالت عادی، مرکب هنگام استفاده دوباره فعال می‌شود، اما اگر برای مدت طولانی باقی بماند، باقی‌مانده‌ی مرکب درون سلول‌ها جمع شده و در نهایت باعث پر شدن سلول و کاهش حجم انتقال مرکب توسط آنیلوکس می‌شود. در بدترین حالت، این مشکل می‌تواند به صورت "شبح‌زدگی" (Ghosting) در چاپ مشاهده شود. مرکب‌هایی که برای بهبود چسبندگی به بستر چاپ نیاز به کاتالیست دارند، می‌توانند این مشکل را تشدید کرده و در بدترین حالت باعث آسیب دائمی به رول شوند.

در اینجا، یک سلول مسدود آنیلوکس با یک سلول تمیز شده با اولتراسونیک مقایسه می‌شود.

تصویر راست: سلول‌های مسدود شده-تصویر چپ : سلول تمیز شده

خراشیدگی آنیلوکس چیست؟

صرف‌نظر از میزان تجربه و دانش در اتاق چاپ، خراشیدگی آنیلوکس ممکن است رخ دهد و اگر به آن رسیدگی نشود، می‌تواند هزینه‌بر باشد؛ ابتدا هزینه‌ی جایگزینی رول آنیلوکس و سپس هزینه‌های زمانی و مواد مصرفی به‌دلیل تولیدات خراب.

خراشیدگی آنیلوکس به صورت خطوط نازک دایره‌ای‌شکل روی سطح رول آنیلوکس دیده می‌شود که به‌سرعت روی سطح چاپ‌شده نمایان می‌گردند. وقتی ذرات خارجی بین تیغه دکتر بلید و رول آنیلوکس گیر می‌کنند، احتمال آسیب‌دیدن یا حتی تخریب سلول‌های ظریف حک‌شده در رول وجود دارد.

ذرات ریز معمولاً در سیستم مرکب‌رسانی در گردش هستند و اغلب بی‌ضررند، اما وقتی در نقطه‌ای گیر بیفتند، ممکن است تجمع یافته، سخت شوند و در نهایت سلول‌های سرامیکی حکاکی‌شده را تخریب کنند. با اینکه سرامیک ماده‌ای بسیار مقاوم در برابر سایش است، اما انعطاف‌پذیر یا مقاوم در برابر ضربه نیست.

دو نوع اصلی از خطوط خراش وجود دارد:

1. - خراش‌های عمیق (Gouging):

2. این خطوط ابتدا به شکل رگه‌های تیره ظاهر می‌شوند و به‌مرور که تیغه دکتر بلید به سطح آنیلوکس ساییده می‌شود، به رگه‌های روشن تبدیل می‌شوند.

3.  - خراش‌های سطحی (Polishing):

4. این نوع، رایج‌تر است و به‌صورت رگه‌های روشن در ناحیه چاپ دیده می‌شوند. این خطوط ناشی از تغییر در دیواره‌های سلول و کاهش ارتفاع آن‌هاست که باعث کاهش حجم مرکب در سلول‌های آسیب‌دیده می‌شود.

یک باور اشتباه رایج این است که همه‌ی رگه‌های روشن روی چاپ، ناشی از خراش هستند؛ در حالی‌که این‌طور نیست.
خطوط پرشدگی (Fill-in lines) که به آن‌ها خطوط جذب مرکب (Pick-up lines) نیز گفته می‌شود، دسته‌ای از سلول‌هایی هستند که با باقیمانده خشک‌شده‌ی مرکب پر شده‌اند. این باقی‌مانده‌ها به‌مرور درون سلول‌های آنیلوکس فشرده می‌شوند و باعث کاهش حجم انتقال مرکب در آن ناحیه می‌گردند؛ در نتیجه، رگه‌های روشن روی سطح چاپ‌شده ظاهر می‌شود.

سلول‌های مسدود را می‌توان به‌سادگی با تمیزکاری اولتراسونیک منظم رول آنیلوکس رفع کرد.

چرا خراشیدگی در رول آنیلوکس رخ می‌دهد؟

عامل اصلی ایجاد خطوط خراش روی آنیلوکس، تیغه‌ی دکتر بلید فلزی است. با فرسوده شدن تیغه، نوک آن بسیار نازک می‌شود و ممکن است در قطعاتی به شکل براده‌های سیمی فلزی به نام "Slivers" (براده‌های فلزی ریز – عکس در صفحه ۲) شکسته شود.

در شرایط نرمال، تیغه‌ی دکتر بلید باید به‌صورت میکروسکوپی ذرات فلزی آزاد کند که یا در سیستم چمبر جذب می‌شوند یا توسط آهن‌رباهای سیستم فیلتراسیون مرکب گرفته می‌شوند.
اما در صورت اعمال فشار بیش از حد به دکتر بلید، براده‌های فلزی بزرگ‌تری وارد سیستم مرکب‌رسانی می‌شوند. فشار زیاد باعث می‌شود تیغه به سمت عقب خم شود و زاویه تماس آن با رول از نوک خارج شود.

این تغییر زاویه باعث ساییدگی در نقطه‌ای خاص از تیغه می‌شود که در نهایت منجر به شکستگی نوک تیغه به صورت براده می‌شود. در یک سیستم فیلتراسیون پمپ مرکب، این براده‌ها ممکن است فیلتر شوند، اما اگر فیلتر نشوند، به چمبر برگشته و در پشت تیغه، روی سطح آنیلوکس گیر می‌افتند و در بدترین حالت، باعث ایجاد خط خراش دائمی می‌شوند.

تیغه‌های دکتر بلید که از انتهای رول آنیلوکس بیرون زده‌اند (Overhanging blades) نیز می‌توانند باعث نشتی شوند. این نشتی معمولاً باعث افزایش فشار بر تیغه برای جلوگیری از نشت می‌شود. فشار بیش از حد موجب ایجاد شیار عمیق در نقطه بیرون‌زده‌ی تیغه شده و باعث ایجاد ذرات فلزی بزرگ‌تر می‌شود.
بهترین کار این است که انتهای تیغه‌ها را تا حد امکان با انتهای رول آنیلوکس هم‌سطح نگه داریم تا از این مشکل جلوگیری شود.

از عوامل دیگر ایجاد خراش می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• استفاده‌ی بیش از حد از تیغه دکتر بلید
  تیغه‌های فرسوده نیاز به فشار بیشتری دارند و این فشار، احتمال تولید براده را افزایش می‌دهد.

• آلودگی‌های موجود در سیستم مرکب
  این آلودگی‌ها ممکن است از روش‌های مختلف وارد سیستم شوند؛ مثلاً اگر همزن داخل مخزن مرکب یا سطل فلزی تا انتها پایین برود، می‌تواند براده‌های فلزی تولید کند. همچنین پدهای فلزی یا کاردک‌های فلزی که برای تمیزکاری استفاده می‌شوند، می‌توانند تراشه‌های فلزی تولید کنند که به قاب چمبر می‌چسبند و دوباره وارد سیستم مرکب می‌شوند.

• پارچه‌های تمیزکننده یا پوشش‌های رول
  گاهی این وسایل حاوی ذرات فلزی هستند که هنگام تماس با رول آنیلوکس، وارد سیستم مرکب شده و در نهایت به مشکلاتی مثل خراش منجر می‌شوند.

چپ: تصویر بزرگ‌شده از یک خراش عمیق در لبه‌ی تیغه دکتر بلید
راست: براده‌های فلزی روی سطح رول آنیلوکس در حین کار

محفظه‌های مرکب (Ink Chambers)

محفظه‌های مرکب همیشه هم‌تراز باقی نمی‌مانند، بنابراین باید طبق برنامه‌ی منظم مورد بازرسی قرار گیرند. قاب‌های چمبر اگر هم‌راستا نباشند ممکن است با رول آنیلوکس تماس پیدا کرده و ذرات ساییده‌شده مستقیماً وارد سیستم مرکب شوند.

نکته مهم: قاب نگهدارنده تیغه دکتر بلید که در نزدیکی رول آنیلوکس قرار دارد را بررسی کنید. اگر در آن شیارهایی به طول رول آنیلوکس دیده شود، احتمال خراشیدگی وجود دارد.

رایج‌ترین روش برای جبران هم‌تراز نبودن چمبر، افزایش فشار است که خود می‌تواند مشکل را تشدید کند.

سطح رول آنیلوکس

سطح رول آنیلوکس نیز می‌تواند عامل ایجاد خراش باشد؛ اگر سطح رول به‌درستی آماده نشده باشد و دیواره سلول‌ها ارتفاع نامنظمی داشته باشند، سرامیک ممکن است کنده شده و وارد سیستم مرکب شود یا ممکن است بخشی از تیغه دکتر بلید را جدا کند. این ذرات به‌مرور در پشت تیغه جمع شده و باعث ایجاد خط خراش می‌شوند.

رول‌های آنیلوکس که لب‌پَریدگی (Chipping) در انتها دارند نیز می‌توانند باعث خراش شوند، مخصوصاً اگر قطعات شکسته شده توسط تیغه جدا شوند یا تیغه دچار شکستگی موضعی شود و ذرات فلزی وارد سیستم مرکب گردد.

قانون طلایی: هرگز رول آنیلوکس خشک را در تماس با تیغه دکتر بلید نچرخانید.

سایش طبیعی رول آنیلوکس؟

در شرایط استفاده‌ی معمول، یک رول آنیلوکس سرامیکی باید ۲ تا ۳ سال عمر مفید داشته باشد. با گذشت زمان، ساختار سلولی سطح رول به‌دلیل تماس مکانیکی با تیغه دکتر بلید تحلیل می‌رود. دیواره‌های سلول ضخیم‌تر شده و عمق سلول کاهش می‌یابد، در نتیجه حجم انتقال مرکب کاهش پیدا می‌کند.

تمام سیستم‌های تیغه دکتر بلید – چه فلزی و چه مصنوعی – در طول زمان باعث سایش و تخریب سطح آنیلوکس می‌شوند.

انتخاب تیغه دکتر بلید:

تیغه‌های Trail Doctoring در مقابل تیغه‌های Reverse Angle

برای گرفتن تصمیمات هوشمندانه، ابتدا باید تفاوت بین این دو سیستم را بفهمیم.
تفاوت اصلی این است که تیغه‌ی Trail Doctoring مرکب را می‌خراشد، در حالی که تیغه‌ی Reverse Angle مرکب را از سطح رول آنیلوکس می‌برد (برش می‌دهد).
بیایید این موضوع را دقیق‌تر بررسی کنیم!

تیغه دکتر بلید نوع Trail Doctoring (که گاهی Forward Doctoring نیز نامیده می‌شود)

این روش هنوز هم روش غالب در صنعت چاپ گراور است. تیغه دکتر بلید در زاویه حاد نسبت به خط مماس تماس قرار می‌گیرد و مرکب را از سطح رول می‌خراشد. به بیان ساده‌تر، این روش در محیط چاپ بسیار آشنا به نظر می‌رسد.

همانطور که در نمودار مشاهده می‌کنیم، این روش یک لایه روغنی مرکب روی رول باقی می‌گذارد که باعث افزایش طول عمر تیغه می‌شود. به دلیل فشار ناحیه تماس (نِپ) یا فشار هیدرولیکی ایجاد شده توسط مرکب اضافی، تیغه با افزایش سرعت چاپ به صورت شناور عمل می‌کند. برای جبران این موضوع، فشار تیغه افزایش داده می‌شود. معمولاً در این کاربرد از تیغه‌های پله‌ای (Stepped Blade) استفاده می‌شود.

تیغه دکتر بلید نوع Reverse Angle

این سیستم روش غالب در صنعت چاپ فلکسوگرافی است. در این روش، مرکب با زاویه باز (بیشتر از 90 درجه) نسبت به خط مماس تماس از سطح رول آنیلوکس برش داده می‌شود.

به صورت ساده‌تر، این روش ضخامت فیلم مرکب را به طور یکنواخت‌تری کنترل می‌کند، زیرا مرکب را از بالای سلول‌های سرامیکی حک شده با لیزر جدا می‌کند. سرعت چاپ تأثیر کمتری روی ضخامت فیلم مرکب دارد.

با ضخامت فیلم مرکب کمتر، طول عمر تیغه کاهش یافته و تأثیر بیشتری بر سایش رول خواهد داشت. به همین دلیل در این روش، تیغه‌های مختلف با نوک‌های متنوع استفاده می‌شوند و فشار تیغه معمولاً حداقل است و به عنوان استاندارد مورد استفاده قرار می‌گیرد.

فولاد ضدزنگ خاصیت آهنربایی ندارد. طول عمر تیغه‌ها با معرفی تیغه‌های پلاستیکی بهبود یافته است. برای دستیابی به استحکام فنری و عملکرد پاک‌کنندگی مشابه فولاد، این مواد با ضخامت بیشتری بین ۰.۸ تا ۱ میلی‌متر تولید می‌شوند و لبه آن‌ها باید باریک‌تر باشد.

این تیغه‌ها بیشتر در سمت نگهدارنده سیستم‌های دکتر بلید بسته (enclosed doctor blade systems) استفاده می‌شوند. دلیل دیگر استفاده از این تیغه‌ها، مقاومت بالای آن‌ها در برابر مواد خورنده مانند رنگ‌های سفید تیتانیوم با غلظت بالا و برخی مواد پوشش‌دهنده است.

مزیت دیگر این تیغه‌ها، ایمنی بیشتر هنگام نصب و تمیزکاری است، زیرا احتمال بریدگی کمتر است.

تیغه‌های کامپوزیتی ترکیبی از مزایای هر دو نوع تیغه (فلزی و پلاستیکی) را ارائه می‌دهند، اما با هزینه‌ای بالاتر. این تیغه‌ها با بهبود استحکام فنری در حال توسعه هستند که امکان ساخت آن‌ها از مواد خام نازک‌تر را فراهم می‌کند (در حال حاضر برخی از آن‌ها به ضخامت ۰.۰۲۵ میلی‌متر با لبه کاهش‌یافته ۰.۰۱۰ میلی‌متر و نوک اندازه‌گیری پله‌ای تولید می‌شوند).

این تیغه‌ها همچنین مزایای ایمنی، عمر طولانی‌تر پلاستیک و مقاومت در برابر مواد خورنده را به همراه دارند. با پیشرفت فناوری مواد ترکیبی، دستاوردهای زیادی در این زمینه حاصل شده است. به ویژه در صنعت فلکسوگرافی، تیغه‌های کامپوزیتی و مصنوعی بیشترین پیشرفت‌ها را نسبت به سایر انواع داشته‌اند.

انواع سلول‌های آنیلوکس

تولیدکنندگان رول‌های آنیلوکس ساختارهای مختلفی از سلول‌ها را برای کاربردهای چاپ ارائه کرده‌اند. در اینجا چند نمونه معرفی می‌شود و در صورت تمایل می‌توانید برای دریافت اطلاعات بیشتر به مقاله فنی ما مراجعه کنید.

استاندارد متداول (Conventional Standard):

این مشخصات به طور گسترده برای کاربردهای عمومی چاپ بر روی لیبل‌ها و بسته‌بندی‌ها استفاده می‌شود. وضوح مش (Screen Resolution) در بازه ۸۰ تا ۱۲۰۰ خط در اینچ (LPI) قرار دارد و زاویه‌ها معمولاً روی ۶۰ درجه تنظیم می‌شوند. این نوع سلول‌ها برای چاپ‌های نقطه‌ای (Spot)، تونال (Tone)، مش‌بندی (Screen) و فرآیندی (Process) مناسب هستند.

دارای زاویه ۶۰ درجه و سلول‌های نوع باز و متصل (open linked type) است. این نوع معمولاً با مرکب‌های UV استفاده می‌شود تا از پاشش مرکب جلوگیری کند. معمولاً تا حداکثر وضوح ۹۰۰ LPI کاربرد دارد و نسبت به رول‌های حکاکی شده معمولی، حدود ۱۵٪ مرکب بیشتری برای همان تعداد خطوط در اینچ (LPI/Lpcm) منتقل می‌کند.

MAXFLO:

این مشخصات به‌منظور ارائه عملکرد بالای آزادسازی مرکب توسعه یافته است و بنابراین برای همه انواع چاپ مفید است، زیرا امکان استفاده از رول آنیلوکس با خطوط ریزتر را فراهم می‌کند که منجر به پوشش بهتر مرکب می‌شود. سلول‌ها کشیده و بسیار کارآمدتر در آزادسازی مرکب نسبت به رول‌های معمولی معادل هستند.

چگونه از آسیب به رول‌های آنیلوکس خود جلوگیری کنیم

بهترین روش برای کاهش آسیب به رول‌های آنیلوکس، مراقبت خوب از دستگاه چاپ و اجرای برنامه نگهداری منظم است که شامل رول آنیلوکس، سیستم چمبر، بخش مرکب، بخش تمیزکاری قطعات و محیط کار چاپخانه می‌شود. علاوه بر این، باید روش‌های عملیاتی صحیح را اتخاذ و حفظ کنید. یک چک‌لیست عملیاتی شامل موارد زیر تهیه کنید:

• رول‌های آنیلوکس را تمیز نگه دارید: برنامه زمان‌بندی شده و قابل پیگیری برای تمیزکاری رول‌های آنیلوکس ایجاد کنید. رول‌ها باید از نظر تمیزی بازرسی شوند و در صورت نیاز سریعاً تمیزکاری شوند. استفاده از سیستم تمیزکاری اولتراسونیک ماهیانه توصیه می‌شود.

• رول‌های آنیلوکس با انتهای لب‌پر را تعمیر کنید: انتهای لب‌پر باعث سائیدگی قطعات فلزی از تیغه دکتر بلید شده و این ذرات وارد سیستم مرکب می‌شوند.

• تیغه دکتر بلید با کیفیت انتخاب کنید: تیغه‌های فولادی، ضدزنگ، مصنوعی یا کامپوزیتی را بر اساس نیاز انتخاب کنید.

• نگهداری ماهیانه مخزن مرکب را انجام دهید: چمبرها را از نظر تراز عمودی و افقی بررسی کنید. عملکرد مجموعه تیغه‌های دکتر بلید را کنترل کنید و فنرهای معیوب را تعویض کنید.

• اتصالات مخزن مرکب را تمیز نگه دارید: این کار بخشی از برنامه نگهداری ماهیانه باشد.

• چمبرها را تراز نگه دارید: با استفاده از گیج پلاستیکی ۰.۰۰۵ اینچ، تماس تیغه‌های بالا و پایین با رول آنیلوکس را بدون نصب مهرهای انتهایی تست کنید.

• برنامه زمان‌بندی برای تعویض تیغه‌های دکتر بلید بر اساس میزان سایش تنظیم کنید.

• روش‌هایی برای کاهش فشار بیش از حد چمبر اتخاذ کنید: وقتی نشتی شروع شد، مهرها را تعویض کنید، تیغه‌ها را به طور منظم تعویض کنید و رول آنیلوکس مناسب برای هر رنگ انتخاب کنید به جای افزایش فشار برای رسیدن به رنگ دلخواه.

• هنگام تعویض تیغه دکتر بلید، فشار چمبر را مجدداً تنظیم کنید: در غیر این صورت فشار روی تیغه نو بیش از حد بوده و باعث تولید ذرات فلزی در سیستم مرکب می‌شود.

• اگر دستگاه شما دارای «استاپ» است، از آن استفاده کنید: این کار از تماس چمبر با رول آنیلوکس جلوگیری می‌کند.

• پمپ‌ها را در شرایط خوب نگهداری کنید و فیلترها را در صورت امکان بررسی و نصب کنید.

• نوک تیغه دکتر بلید مناسب کاربرد خود انتخاب کنید.

• همیشه تیغه‌ها را از وسط شروع به سفت کردن کرده و به سمت انتها پیش بروید.

• تیغه‌ها را به طول صحیح برش دهید: تیغه‌هایی که از طول رول آنیلوکس بلندتر باشند باعث نشتی مهرهای انتهایی شده و در ناحیه تماس تیغه در قسمت پیش‌آمده، شیار عمیق ایجاد می‌کنند.

• محیط اطراف دستگاه چاپ را تمیز نگه دارید!

تمیز کردن رول‌های آنیلوکس

آخرین نکته — «محیط اطراف دستگاه چاپ را تمیز نگه دارید» — بازتاب‌دهنده کل محیط کاری و اخلاق کاری شماست. یک چاپخانه تمیز تقریباً همیشه نشان‌دهنده یک محیط تولید به‌خوبی نگهداری شده است. اتخاذ و حفظ روش‌های صحیح در سراسر چاپخانه به کاهش مشکلات انسداد (بلاکینگ) و خط‌خوردگی (اسکورینگ) کمک می‌کند. آموزش مداوم و تایید اجرای صحیح روش‌ها بسیار مهم است، به‌ویژه هنگام تغییر نیروی کار. معمولاً وقتی کارکنان باتجربه ارتقا می‌یابند یا ترک می‌کنند، ارزش مراقبت و نگهداری کاهش می‌یابد. این روش‌ها را بخشی از دستورالعمل‌های استاندارد عملیاتی و برنامه آموزش مداوم خود کنید.

خط‌خوردگی می‌تواند اگر بدون کنترل باقی بماند، هزینه‌بر باشد و انسداد کیفیت چاپ را کاهش داده و زمان توقف دستگاه برای تعویض رول‌های آنیلوکس را افزایش می‌دهد. امیدواریم مطالب این مقاله به شما کمک کند این چالش‌ها را کاهش دهید و اطلاعات کافی برای تشخیص و رفع منبع مشکلات احتمالی را در اختیار شما قرار دهد.

تمیزکاری دستی منظم روند انسداد را کند می‌کند، اما یک تمیزکاری عمیق ماهیانه با دستگاه اولتراسونیک باعث حفظ عمر و عملکرد رول‌های آنیلوکس شده و آنها را به حالت نو بازمی‌گرداند.

برگرفته شده از :blog.focuslabel.com

ترجمه و تنظیم : نگار جهرمی