Исследование физико-механических свойств материалов, применяемых при изготовлении валик-ракеля Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Проведенные испытания материалов полимеров показали, что упругая деформация у указанных материалов имеется только в небольшом диапазоне деформации (до 5%). Поэтому для расчета относительной деформации выбирается область деформаций от 1 до 5%,

Результаты численного интегрирования, выполненных из разных материалов и элементов разной формы для начальной деформации 1 и 5%, показаны на рис. 6 — 7.

С помощью программы EXCEL получаем для каждой кривой на рисунках 11 — 14 линию тренда в виде экспоненциальной зависимости. Затем, проинтегрировав от ноля до значения глубины ячейки, с использованием коэффициентов Пуассона, получаем значения объема ячейки в зависимости от начальной деформации (рис. 8,9).

Изменение объема ячейки, полученное расчетным путем, показывает, что из нее вытесняется количество краски, достаточное для заполнения пространства в сетчатой основе трафаретной формы. Для экспериментальной проверки результатов, полученных расчетным путем, предполагается проведение экспериментов с использованием макета трафаретного станка с ракелем валкового типа.

Выводы. Основным параметром при использовании валик-ракеля является количество краски, которая выдавливается из ячеек под действием

давления печати. Этот параметр зависит от деформации ячейки. Предложено в качестве первого приближения рассчитывать деформацию ячейки с использованием теории деформации стержня переменного сечения, который находится на упругом основании. Получены расчетные зависимости деформации упругих элементов разной формы, а также зависимости изменения объема ячеек от начальной деформации.

Библиографический список

1.1J Fox, Т С Claypole and D Т Gethin. An experimental investigation into ink transfer using a roller squeegee in high-speed screen printing. Proc. Instn Mech. Engrs Vol. 217 Part E: JProcess Mechanical Engineering. P. 307-319

2. Александров А. В., Потапов В. Д,, Державин Б. П. Сопротивление материалов: Учеб. для вузов. — М.: Высш. шк., 1995. — 560 е.: ил. ISBN 5-06-002751 -1

3. Справочник по математике (для научных работников и инженеров). Г. Корн, Т. Корн. — М., 1974. — 832 е.: ил.

ЛИТУНОВ Сергей Николаевич, к. т. н., доцент кафедры «Дизайн, реклама и технология полиграфического производства».

Дата поступления статьи в редакцию: 17.05.06 г. © Литунов С.Н.

Краткие сообщения

УДК 655.227 С н ЛИТУНОВ

Омский государственный технический университет

ИССЛЕДОВАНИЕ

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ВАЛИК-РАКЕЛЯ

В сообщении проведено исследование физико-механических свойств материалов, применяемых при изготовлении валик-ракеля.

Для устранения недостатков трафаретной печати, вызванных применением плоского ракеля, предложено использовать ракель валкового типа (валик-ракель), на поверхности которого имеются одинаковые углубления, равномерно заполняющие поверхность качения (рис. 1). Такие углубления удобно получать фотомеханическим способом на светочувствительном материале.

В качестве светочувствительного материала выбраны фотополимеры, применяемые в флексограф-ской печати: водо- и сольвентновымывные (табл. 1).

Основным требованием к такому материалу в печатном процессе является постоянство деформаций в процессе печати. Это условие может быть соблюдено в том случае, если деформация будет

Рис. 1. Изображение валик-ракеля с фотополимерным материалом, на поверхности которого имеются одинаковые углубления: 1 - валик-ракель; 2 - фотополимер; 3 - ракельная каретка

Таблица 1

Характеристики полимерных форм

№ Наименование, страна изготовитель Толщина по паспорту, мм Толщина без подложки, мм Назначение по паспорту Глубина ячейки, мм Модуль упругости, н/мм1 Коэфф Пуассона

1 АСЕ, BASF (солъвентная), Германия 1,7 1,52 Флексографская печать 120 0.4В5

2 NSF. TOYOBO (водовымывная), Япония 2,85 2,66 Флексографская печать U. 16 400 0,435

Зависимость перемещения от усилия материала толщиной 1,52 мм

Перемещение, мм

Рис. 2. График зависимости перемещения от усилия, приложенного к материалу АСЕ, BASF

происходить в упругой области. Одной из задач проведенных исследований является определение диапазона упругих деформаций.

Кроме того, при расчете деформации требуется учитывать упругие свойства материалов, из которых изготовлены элементы. Для определения этих свойств были проведены опыты с использованием универсальной испытательной машины ИП 5158, предназначенной для определения деформационных и прочностных характеристик различных материалов. Диапазон измерений 0,4— 100 Н при погрешности измерений 1%.

По каждому материалу проводили по три серии опытов:

— по определению значения модуля упругости;

— по определению коэффициента Пуассона.

Модуль упругости определяли графо-аналити-

ческим методом по графикам, построенным программным обеспечением разрывной машины ИП 5158. Для определения коэффициента Пуассона образцы материала растягивали на разрывной машине и с помощью электронного микрометра измеряли поперечную деформацию с точностью до 1 мкм.

По результатам измерений находили средние значения искомых величин, которые указаны в таблице,

Характерные графики зависимости удлинения от приложенной нагрузки для испытуемых материалов показаны на рис. 2, 3.

На рисунках видно, что удлинение имеет некоторые начальные значения. Это объясняется конструктивными особенностями разрывной машины ИП 5158.

Зависимость перемещений от усилия для материала толщиной 2,66 мм

12 ООО ,

Перемещение, мм

Рис. 3. График зависимости перемещения от усилия, приложенного к материалу ЫЭР, ТОУОВО

Из рисунков видно, что исследуемый материал обладает нелинейной зависимостью напряжения от деформации. Можно предположить упругую деформацию на участке не более 5%.

Выводы. В качестве материалов, используемых в ракельным механизмах валкового типа выбраны водо- и сольвентновымынные фотополимеры. Проведены испытания с помощью универсальной разрывной машины с целью определения физико-механических свойств указанных материалов. Получены коэффициенты Пуассона и модули упругости для каждого из материалов. Определены диапазоны, при которых материалы работают в области упругих деформаций.

Библиографический список

1. Александров А. В. Сопротивление материалов: Учеб. для вузов/А. В.Александров, В. Д. Потапов, Б. П. Державин. — М.: Высш. шк., 1995. - 560 с.

2, Корн Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Г. Корн, Т. Корн. - М., 1974. - 832 с.

ЛИТУНОВ Сергей Николаевич, к, т, н., доцент кафедры «Дизайн, реклама и технология полиграфического производства».

Дата поступления статьи в редакцию: 17.05.06 г. © Лптунов С.Н.