CC BY
15
8. Серков А.С., Серкова Л.Б., Елецкая С.Ф. Применение универсальных трёхкулачковых патронов для шлифования отверстий в цилиндрических прямозубых зубчатых колёс // Метрология, стандартизация и управление качеством: материалы IV Всерос. науч.-техн. конф. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2019. С. 81-84.
Серков Александр Сергеевич, аспирант, Sanya_93@bk. ru, Россия, Омск, Омский государственный технический университет
INTRODUCTION OF UNIVERSAL TOOLING IN THE PROCESS OF GRINDING THE HOLE AND END OF THE SA TELLITE BILLET
A.S. Serkov
The paper considers a method for basing a satellite billet on a curved surface with the use of a three-Cam self-centering General-purpose Chuck with prefabricated Cams GOST 2675-80. The use of this method makes it possible to reduce material costs associated with the purchase, manufacture, adjustment, maintenance of special equipment.
Key words: grinding of a satellite blank, basing on a tooth involute, basing on a curved surface, basing on a tooth profile, three-jaw self-centering chuck, membrane chuck for grinding a hole in gears.
Serkov Alexander Sergeevich, postgraduate, [email protected], Russia, Omsk, Omsk state technical University
УДК 655.227.3
ФОРМИРОВАНИЕ МАСОЧНОГО СЛОЯ ПРИ ОПТИМИЗАЦИИ
ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРАФАРЕТНЫХ ПЕЧАТНЫХ
ФОРМ
А.В. Голунов, С. А. Щеглов, А.С. Голунова, О. А. Колозова,
А.С. Ланочкин
Рассматривается аналоговая технология изготовления форм трафаретной печати, которая подразумевает использование промежуточных носителей информации в виде фотоформ со сформированным масочным слоем для последующего переноса его на печатную форму, посредством операций экспонирования и проявления. С целью оптимизации процесса изготовления печатной формы предлагается формирование масочного слоя непосредственно на копировальном слое формы. Формирование масочного слоя формировалось УФ-отверждаемыми чернилами струйным способом. Результаты работы свидетельствуют о возможности исключения фототехнических процессов на этапе изготовления фотоформ, что позволяет оптимизировать процесс изготовления трафаретной печатной формы по времени и по капитальным затратам на содержание производственного участка, однако накладывает ряд ограничений на формируемые изображения в части разрешения.
Ключевые слова: трафаретная печать, computer to film, computer to plate, печатная форма, графическая точность, градационная точность.
Технологический процесс формного производства в трафаретной печати подразумевает последовательное нанесение копировального слоя на сетку, сушку копировального слоя, монтаж фотоформ, экспонирование
320
и проявку формы. Перечень оборудования подразумевает наличие фотовыводного устройства, которое решает задачу изготовления промежуточного носителя информации в виде фотоформы, неверный монтаж которой может вызвать формирование дефектов на форме, которые, в свою очередь, будут перенесены на оттиски. При этом важно отметить, что при небольшом количестве наименований разнородной полиграфической продукции на трафаретном участке, с экономической точки зрения, производство фотоформ выносится на аутсорсинг, что повышает рентабельность содержания производственного участка формного производства. Линиату-ра растра фотовыводного устройства для трафаретной печати избыточна для большого количества работ, связанных с формированием штрихового изображения на текстиле, бумаге с развитым рельефом поверхности. Формирование полутонового изображения трафаретным способом связано с целым рядом потенциально возможных дефектов, которые связаны с регулярной структурой сетки, через которую краска дозируется на запечатываемую поверхность.
Поэтому работа, направленная на оптимизацию процесса формирования масочного слоя на поверхности копировального слоя при изготовлении форм трафаретной печати, является актуальной для предприятий, в которых цифровые технологии печати соседствуют с аналоговыми, контактными способами.
Целью данной работы является оптимизация процесса изготовления форм трафаретной печати за счет формирования масочного слоя струйным способом УФ отверждаемыми чернилами.
Известны работы, в которых описывается влияние форм трафаретной печати на качество формируемого на подложке изображения [1]. Работа направлена на изучение влияния деформации сетки ракелем в процессе печати на дисторсию изображения в продольном и поперечном направлении относительно направления движения ракеля. В статье описаны две технологии изготовления форм с помощью жидкой фотополимерной композиции (далее ЖФПК) и с помощью капиллярных светочувствительных пленок, каждая из которых применяет стандартные масочные слои на основе фотошаблонов с оптической плотностью 3-4 Белла. При проведении экспонирования через фотошаблон возможно нарушение графической точности формируемого изображения на форме и далее на оттиске за счет рассеивания лучей между фотошаблоном и фоточувствительным слоем печатной формы. При том, что графическая точность формирования штриховых элементов при воспроизведении топологии ЬТСС-плат. Известна работа [2], направленная на разработку способа изготовления трафаретных форм посредством формирования теплового импульса на термопластичный материал известной толщины, который бы переводил твердый термопластичный материал в жидкое состояние для формирования печатных элементов на печатной форме. Данный способ имеет следующие недостатки, исключающие широкое распространение данного способа для форм трафаретной печати, применяемых в плоскопечатных трафаретных установках:
рассеяние теплового импульса и связанное с этим нарушение геометрической формы печатающего элемента;
только 2 опыта из 12 показали явное формирование печатающего элемента причем при разных значениях энергии импульса (15 и 20 мДж/мм2), тогда как прочие 10 опытов показали при схожих энергетических импульсах отсутствие перфорации.
Известна также работа, описанная в [3] в которой предлагается использовать традиционную аналоговую технологию формирования скрытого изображения на ЖФПК, предварительно нанесенной на сетчатую основу. Масочный слой предполагается наносить струйным способом, на предварительно просушенный на сетке ЖФПК. Однако в работе не описан процесс нанесения и отверждения масочного слоя, который формируется УФ отверждаемыми красками LH-100. И если слой отверждается УФ, то это приведет полимеризации фоточувствительного слоя ЖФПК. Недостатком работы, также является отсутствие информации о пороговых значениях линиатуры микроштрихового изображения возможного для нанесения в виде масочного слоя на форму. При этом известны работы [4], направленные на исследование применения адаптивных растров, в трафаретной печати при использовании классических сетчатых форм, тогда как формирование микроштрихов на форме представляется весьма сложной задачей без применения цифровых технологий формирования микроштрихов в глубоких тенях и сильных светах. В работе [5] описывается возможность использования УФ-отверждаемых композиций при изготовлениии формы трафаретной печати, однако, не представлены опытные образцы и количественные характеристики формы и готового изделия, выполненного по данной технологии. В работах [6, 7 и 9] описаны методы обеспечения форм, отвечающих жестким требованиям технологического процесса в части механической прочности и тиражестойкости, относительно ражимов процесса экспонирования копировального слоя и подбора сетчатой основы. Все вышесказанное говорит о том, что в течении 40 последних лет исследование процесса изготовления трафаретной формы не потеряло актуальности и заслуживает внимания.
Таким образом, оптимизация традиционного процесса изготовления форм трафаретной печати, повышающего оперативность и графическую точность формирования штриховых и микроштриховых изображений на форме и далее на оттиске.
Приборы и принадлежности:
трафаретная ткань ZENOMESH, №100-39 мкм, ширина 165 см, жёлтая;
ЖФПК - CPS Ultra Coat 550 - универсальная двухкомпонентная ди-азо-фотополимерная эмульсия с высокой тиражестойкостью к сольвент-ным, водным, ультрафиолетовым и пластизольным краскам. Содержание твёрдых веществ - 42% (38% - после сенсибилизации). Вязкость 1300015000 cPs. (После сенсибилизации 7000-9000 cPs). Страна производитель -Великобритания;
рама трафаретная - материал Алюминий. Крепление сетки к раме: клей полиуретановый;
формирование масочного слоя: принтер струйный Mimaki UJF 3042 HG;
УФ краска: LH-100;
контрольно-измерительные приборы: микроскоп Techkon Spectro-
Plate;
денситометр - Techkon RT120.
Копировальная рама: ВАКУУМНАЯ LM-PRINT (USA) SE-6070. Макс. размер рамы 0.75х1.2 м, Макс. поле засветки 0.58х0.78 м, Кл-во ламп 13, Давление вакума 0.08Mpa, Мощность вакуумного насоса 60Вт, Мощность ламп 260Вт, Размер 0.48 х 0.90 х 1.40 м Вес 130кг.
Тестовый объект (тест-объект 1) для оценки прозрачности (непрозрачности) объекта представляет из себя шкалу, состоящую из полей с разной плотностью тона от 0 до 100 % с шагом 1 %. Тест-объект предназначался для тестирования системы печати Mimaki ujf 3042-HG с красками LH-100 УФ-отверждаемыми на предмет формирования масочного слоя и оценки его оптических характеристик. Печать проводилась в несколько слоев от 1 до 4 для достижения оптимального режима печати масочного слоя на заготовке трафаретной формы по ЖФПК. Результаты представлены в табл. 1.
Согласно [8] разность между печатными и пробельными элементами на фотошаблоне (фотоформе) должна быть не менее 2.5 Белла, данному требованию удовлетворяли режимы печати в 3 и 4 слоя черной краской LH-100 со стандартным цветовым профилем Mimaki. Печать в 4 слоя избыточна по времени и расходу материалов. Тестовое изображение представлено на рис. 1.
Тест-объект для формирования тестового изображения содержит растровые поля с плотностью тона от 0 до 100 % и линиатурой растра от 5 до 25 линий на см с шагом 5 лин./см. А также набор штриховых контрольных элементов разной ширины от 0.1 до 0.75 мм с соразмерным интервалом, а также с увеличенным в двое интервалом между штрихами, для контроля прироста линейного размера штриха в поперечном направлении. При этом важно отметить, что штрихи имеют ориентацию 0; 90 и 45 градусов. Тестовый объект содержит произвольное штриховое изображение со штрихами разной ширины. Тест-объект представлен на рис. 2.
Оптимальность режима печати оценивалась по показателю оптической плотности (Бопт) тремя красками отличающимися по цвету (голубая, желтая, черная) наибольшее значение оптической плотности при наименьшем количестве слоев были достигнуты черной краской LH-100 black, что можно объяснить как светопоглащающими свойствами черной краски, так и особенностью генерации ахроматических цветов в полиграфии, которые подразумевают использование всех трех красок при формировании изображения в глубоких тенях с целью расширения динамического диапазона как в черном канале так и всего изображения в целом.
12 3 4 5 б78 9 1О12 34 5 07 3 В1О
100 99 98 97 96 95 94 93 92 91 100 99 98 97 96 95 94 93 92 91
3 слоя 4 слоя
1 2 3 4 5 6 7 а 9 10 1_2 3 4 5 6 7 8 8 Ю
100 99 98 97 96 95 94 93 92 91 100 99 99 97 99 95 94 93 92 91
Рис. 1. Тест-объект для контроля оптической плотности Бопт масочного слоя, формируемого УФ-отверждаемыми красками ЬИ-100
на поверхности ЖФПК
Требованию по разности оптических плотностей между пробельными и печатными элементами соответствуют поля с плотностью тона выше 96 % в три слоя и выше 90 % в четыре слоя, данные в табл. 1. Данные режимы могут быть применены для формирования масочного слоя на ЖФПК при изготовлении печатной формы.
Результаты оценки графической и градационной точности формирования тестового объекта №2 представлены в табл. 2 и на рис. 3. Стоит отметить, что значения линейных размеров усреднены по результату 5 измерений. Во всех парах форма-оттиск наблюдается прирост линейных размеров микроштрихов на оттиске относительно их размерам на форме.
Анализ результатов прироста площади печатающих элементов представлен в табл. 3. Значительный прирост виден при высоких (для трафаретной печати) линиатурах, при этом важно учитывать характер заполнения ячейки сетки при формировании ТПФ.
Рис. 2. Тест-объект для контроля графической точности формируемого изображения формой трафаретной печати
Анализ результатов прироста площади печатающих элементов представлен в табл. 3. Значительный прирост виден при высоких (для трафаретной печати) линиатурах, при этом важно учитывать характер заполнения ячейки сетки при формировании ТПФ. Графическая интерпретация данных табл. 3 представлена на рис. 5.
Характер формирования печатающего элемента (рис. 2, I) обусловлен процессом проявки, в ходе которого печатающий элемент формируется исключительно целыми ячейками трафаретной сетки, что на оттиске приводит к формированию нарушенной геометрии печатающих элементов на оттиске (рис. 2, II). Так называемая, пилообразная форма края штриха печатающего элемента наиболее четко видна на рис. 3.
Таким образом, предложенный метод формирования масочного слоя цифровым способом успешно апробирован на практике и показал эффективность, при этом обнаружен ряд недостатков в виде высокого рас-тискивания, пилообразного края формируемых штрихов, но при этом мы имеем возможность формировать масочный слой, удовлетворяющий условиям формирования скрытого изображения и его проявки.
Таблица 1
Оптическая плотность полей тест-объекта 1
Режимы печати Режим печати, 1 слой Режим печати, 2 слоя Режим печати, 3 слоя Режим печати, 4 слоя
Оптическая плот- Оптическая плот- Оптическая плот- Оптическая плот-
Плотность тона, % ность красочного поля, Белл ность красочного поля, Белл ность красочного поля, Белл ность красочного поля, Белл
1 0 0 0.01 0.01
3 0 0.01 0.02 0.03
5 0.02 0.02 0.05 0.07
10 0.05 0.07 0.09 0.16
20 0.07 0.12 0.18 0.22
30 0.12 0.21 0.31 0.38
40 0.14 0.27 0.38 0.52
50 0.2 0.42 0.63 0.8
60 0.27 0.58 0.85 1.08
70 0.41 0.81 1.18 1.55
80 0.53 1.07 1.58 1.98
90 0.78 1.54 2.25 2.8
92 0.84 1.67 2.43 3.14
94 0.86 1.78 2.62 3.39
96 0.9 1.86 2.72 3.49
98 1 1.96 2.86 3.74
100 1 2 3 3.81
Таблица 2
Результат оценки графической точности формирования дискретных
элементов на ТПФ и оттиске
Линиатура растра 5 л/см Линиатура растра 10 л/см Линиатура растра 15 л/см Линиатура растра 20 л/см
Относи- Расчетное Диа- Диа- Диа- Диа- Диа- Диа- Диа- Диа-
тельная значение метр метр метр метр метр метр метр метр
площадь растрового элемента, S, % диаметра печатаю- печатного печатного печатного печатного печатного печатного печатного печатного
щего элемента, элемента элемента элемента элемента элемента элемента элемента элемента
мкм на на от- на на от- на на от- на на от-
форме, тиске, форме, тиске, форме, тиске, форме, тиске,
мкм мкм мкм мкм мкм мкм мкм мкм
3 390.98 580.67 637.67 285.33 426.33 234.00 395.33 226.67 348.33
5 504.75 692.00 860.00 364.67 557.33 315.33 433.00 243.00 396.67
7 597.23 793.00 944.00 411.00 621.67 354.67 532.33 282.67 410.67
10 713.83 927.67 1140.33 444.67 723.00 400.33 602.00 347.67 452.00
20 1009.50 1192.67 1396.67 634.00 854.67 483.33 730.33 - -
30 1236.39 1600.00 - 710.67 915.33 536.67 - - -
Таблица 3
Прирост площади растровых элементов на оттиске __относительно формы_
Относительная площадь растрового элемента, S, % Относительный прирост площади растрового элемента, %
5 лин/см 10 лин/см 15 лин/см 20 лин/см
3 9.82 49.42 68.94 53.67
5 24.28 52.83 37.32 63.24
7 19.04 51.26 50.09 45.28
10 22.92 62.59 50.38 30.01
20 17.10 34.81 51.10 -
30 - 28.80 - -
II
Рис. 4. Микрофотографии печатных элементов: I - на форме: а - 5 лин/см, 3 %; б -10 лин/см, 10 %; в -15 лин/см, 10 %; II - на оттиске: а - 5 лин/см, 3 % ; б -10 лин/см, 10 % ; в -15 лин/см,
10 %
I II
Рис. 5. Формирование одномерно дискретных штрихов (шириной 300 мкм) трафаретным способом на форме (I) и оттиске (II): а - 0о; б - 45о; в - 90о
327
_ 1800
| 1600
1. 1400
2 1200
I 1000
ё 800 (П
3= 600 01
с 400
Й 200
10
20
30
%
40
50
60
5лсм-форма
5лсм-оттиск
10лсм-форма
10лсм-оттиск
15лсм-форма
15лсм-оттиск
20лсм-форма
20лсм-оттиск
Рис. 6. Зависимость прироста линейных размеров дискретных элементов на форме и оттиске
Адгезионная прочность масочного слоя, формируемого цифровым способом является достаточной при условии соблюдения режима интенсивности засветки УФ-излучением. Для устранения недостатков необходимо провести компенсацию растискивания при формировании электронной копии формируемого изображения. Для устранения пилообразного края штрихов необходимо осуществить апробацию метода формирования изображения на форме непосредственно УФ-отверждаемыми чернилами на сетке без применения ЖФПК. Этот подход еще более оптимизирует процесс формирования ТПФ.
Список литературы
1. Рудак Ю.А., Батищева М.В. Влияние трафаретной печатной формы на качество печати при изгтовлении ЬТСС-плат // Омский научный вестник, 2014. № 2 (130). С. 244-248.
2. Сугияма Е.С. Патент № 2289511. Заявитель и патентообладатель Дьюпло Сейко Корпорейшн. Заявл. 30.07.2002; Опубл. 20.12.2006. Бюл. №35. Приоритет 30.07.2002. Ж МПК В41С 1/055 (2006.01). 22 с.
3. Пеллер М. Новые технологии изготовления трафаретных печатных форм: проекционное копирование, цифровое экспонирование // Известия высших учебных заведений. Проблемы полиграфии и издательского дела. 2001. № 3-4. С. 35-46.
4. Щеглов С.А., Желудев Д.Е., Алеев Т.Г. Адаптивное растрирование в трафаретной печати // Сб. науч. тр. междунар. науч.-техн. конф. «Визуальная культура: дизайн, реклама, полиграфия». Омск: Изд-во ОмГТУ, 2007. С. 199-204.
5. Щеглов С.А., Голунов А.В. Что может УФ принтер М1шак1 ШБ-3042Н0? // Сб. науч. тр. междунар. науч.-техн. конф. «Визуальная культура: дизайн, реклама, информационные технологии. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2018. С. 71-77.
0
0
6. Алеев Т.Г., Щеглов С.А. К вопросу о правильном экспонировании при изготовлении форм трафаретной печати // Сб. науч. тр. междунар. науч.-техн. конф. «Визуальная культура: дизайн, реклама, полиграфия». Омск: Изд-во ОмГТУ, 2007. С. 204-212.
7. Клейнер Л.А., Химич В.Е., Щеглов С.А. К вопросу о методиках исследования механических характеристик форм трафаретной печати // Сб. науч. тр. междунар. науч.-техн. конф. «Вопросы технологии воспроизведения изображения». Омск, 1980. С. 49.
8. ГОСТ Р-54766-2011. Технология полиграфии. Контроль процесса изготовления цифровых файлов, растровых цветоделений, пробных и тиражных оттисков. Часть 2. Процессы офсетной печати. М.: Стандартин-форм, 2012. 24 с.
9. Щеглов С.А. Рекомендации по выбору сетчатой основы трафаретной формы и её влияние на качество // Сб. науч. тр. междунар. науч.-техн. конф. «Тенденции формообразования в изобразительном искусстве, дизайне и PR-технологиях». Омск: Изд-во ОмГТУ 2017. С. 75-85.
Голунов Александр Владимирович, канд. техн. наук, доцент, sasha gohmovamail.ru, Россия, Омск, Омский государственный технический университет,
Щеглов Сергей Александрович, канд. техн. наук, доцент, saros15@yandex. ru, Россия, Омск, Омский государственный технический университет,
Голунова Алина Сергеевна, канд. техн. наук, доцент, lianilla@,mail. ru, Россия, Омск, Омский государственный технический университет,
Колозова Ольга Алексеевна, старший преподаватель, [email protected], Россия, Омск, Омский государственный технический университет,
Ланочкин Александр Сергеевич, техник, [email protected], Россия, Омск, Омский государственный технический университет
THE USE OF DIGITAL TECHNOLOGY IN THE FORMATION OF THE MASK LAYER IN THE OPTIMIZATION OF THE TECHNOLOGICAL PROCESS FOR THE MANUFACTURE
OF SCREEN PRINTING FORMS
A.V. Golunov, S.A. Shcheglov, A.S. Golunova, O.A. Kolozova, A.S. Lanochkin.
The article discusses the analog technology for the manufacture of screen printing forms, which involves the use of intermediate storage media in the form of photoforms with a formed mask layer for subsequent transfer to the printed form, through exposure and development. In order to optimize the manufacturing process of the printing plate, the formation of a mask layer directly on the copy layer of the form is proposed. The formation of the mask layer was formed by UV-curable inkjet ink. The results of the work indicate the possibility of excluding phototechnical processes at the stage of manufacturing photoforms, which allows to optimize the process of manufacturing a screen printing form in time and in capital costs for the maintenance of the production site, however, it imposes a number of restrictions on the generated images in terms of resolution.
Key words: screen printing, computer to film, computer to plate, printing form, graphic accuracy, gradation accuracy.
Golunov Alexander Vladimirovich, candidate of technical sciences, docent, sasha_golunov@mail. ru, Russia, Omsk, Omsk State Technical University,
Scheglov Sergey Alexandrovich, candidate of technical sciences, docent, saros15@yandex. ru, Russia, Omsk, Omsk State Technical University,
Golunova Alina Sergeevna, candidate of technical sciences, docent, lianillaamail. ru, Russia, Omsk, Omsk State Technical University,
Kolozova Olga Alekseevna, senior lecturer, kolozovaoa@rambler. ru, Russia, Omsk, Omsk State Technical University,
Lanochkin Alexander Sergeevich, technician, sasha19126@,mail.ru, Russia, Omsk, Omsk State Technical University
УДК 669
КОНСТРУКЦИЯ КУЗОВА: КАКИЕ МАТЕРИАЛЫ В КАКИХ ЧАСТЯХ КУЗОВА НЕОБХОДИМО ПРИМЕНЯТЬ И ПОЧЕМУ
И.В. Савин
Рассматриваются составные материалы автомобильного кузова. Анализируются их достоинства и недостатки. Основу кузовного каркаса с максимально возможным уровнем пассивной безопасности составляет сверхвысокопрочная сталь и алюминий. Однако развитие технологий и всё большие требования к пассивной безопасности заставляют инженеров находить новые материалы: таким образом появились магниевые сплавы и углепластик. Они позволили сделать автомобили легче, без потерь в жёсткостных характеристиках и способности поглощения нагрузок.
Ключевые слова: жёсткость кузова, лазерная сварка, алюминий, сталь, пассивная безопасность.
Конструкция кузова является важнейшим элементом пассивной безопасности автомобиля. Его конструкция должна быть построена таким образом, чтобы обеспечить максимальную безопасность для водителя и пассажиров. Тенденции таковы, что уже недостаточно гарантировать только выживание находящихся в автомобиле людей, появляется тренд на минимизацию ущерба их жизни и здоровью, в том числе с использованием современных технологий построения кузова. С каждым годом возрастают требования к безопасности, появляются новые технологии, а многие материалы перестают отвечать современным требованиям и постепенно теряют свою актуальность.
Безопасность конструкции кузова определяет степень деформируемости передней и задней части автомобиля для поглощения энергии столкновения, а так же, жесткость и прочность силового каркаса для выживания водителя и пассажиров [1]. Кузов изготавливается из сотен
330
