EP0324939A2 - Rasterwalze für ein Offsetfarbwerk sowie Verfahren zur Herstellung einer derartigen Rasterwalze - Google Patents

Rasterwalze für ein Offsetfarbwerk sowie Verfahren zur Herstellung einer derartigen Rasterwalze Download PDF

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EP0324939A2 EP88120432A EP88120432A EP0324939A2 EP 0324939 A2 EP0324939 A2 EP 0324939A2 EP 88120432 A EP88120432 A EP 88120432A EP 88120432 A EP88120432 A EP 88120432A EP 0324939 A2 EP0324939 A2 EP 0324939A2
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ceramic
ceramic layer
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    • Y10T29/4998—Combined manufacture including applying or shaping of fluent material
    • Y10T29/49982—Coating

Definitions

  • the invention relates to an anilox roller for an inking unit, in particular a short inking unit, which is assigned to an offset printing press, and which is provided with webs separated from one another by ceramic material-containing webs and having a color-friendly surface, preferably made of copper, and with at least one cup lying against its circumference. preferably negative doctor blade cooperates, and goes according to a further inventive idea to a method for producing such anilox roller.
  • An anilox roller of the type mentioned at the outset is known from US Pat. No. 4,637,310.
  • an engraved base body is used, the with a two-layer coating following the engraving.
  • the clear width and depth of the cups created during the engraving of the base body are changed by the subsequent coating.
  • the known arrangement results in comparatively wide webs as a result of the coating after the engraving, which is often undesirable.
  • the webs only consist of ceramic material in the area of their center and have a circumferential border made of comparatively soft material, which can have an adverse effect on the wear resistance that can be achieved.
  • the inner layer of the two-layer coating consists of ceramic material and the outer layer of copper, which is removed in the area of the lateral surface of the webs and remains in the area of the cells as a lining.
  • this object is achieved by a cylindrical, non-engraved base body which is provided with a coating comprising the cups and consisting of color-friendly material, preferably copper, which is covered in the region of the webs by a ceramic layer.
  • the object of the method is achieved according to the second concept of the invention in that the non-engraved base body is first coated with copper and then with ceramic and that the engraving is carried out on it, which penetrates the ceramic layer and extends into the copper layer.
  • the circumferential web surface advantageously consists overall of ceramic, ie. H. highly wear-resistant material.
  • the inner area of the wells is in solid copper.
  • the copper layer and the ceramic layer can each be ground to size, so that there is an exact thickness of the ceramic layer and excellent concentricity. Since the engraving is carried out as the last step, there is at the same time a high degree of accuracy in the raster geometry generated by the engraving.
  • Another advantage of the measures according to the invention can be seen in the fact that the inner copper layer can be easily removed, so that the entire coating can be removed and replaced in a simple manner in the event of damage to the anilox roller.
  • the copper layer can be applied galvanically. This easily results in a copper layer in the desired thickness.
  • a further advantageous measure can consist in that the ceramic layer is applied in the plasma spraying process will wear. This ensures that the temperature of the substrate does not change very much during the application of the ceramic layer, so that the already existing copper layer is not damaged.
  • the engraving can be carried out using a laser beam. This measure ensures high accuracy.
  • the short inking unit on which FIG. 1 is based consists of a rubberized applicator roller 2 which cooperates with a plate cylinder 1 which can be coated with hard offset printing inks and which has the same diameter as the plate cylinder 1 and an anilox roller 3 which interacts with the applicator roller 2 and has a smaller diameter a dampening unit 4 together.
  • the circumference of the anilox roller 3 is provided with cups 5 indicated in an enlarged manner in FIG. 1 and the webs 6 delimiting them.
  • the cups 5 are filled with paint, the webs 6 are scraped off, so that there is an exact dosage of the paint corresponding to the capacity of the cups 5.
  • the ink supply to the anilox roller 3 and the doctoring take place here by means of a chamber doctor blade 7. This consists of two doctor blades lying against the anilox roller 3 with a negative angle of attack, which delimit a chamber acted upon by ink between them.
  • the anilox roller 3, as can be seen in FIGS. 2 to 4, consists of a steel core 8, which can contain the lateral bearing journals and is coated on the circumference.
  • the steel core 8, which has a cylindrical, uninterrupted lateral surface, is first provided with an annular, uninterrupted copper layer 9. This can be applied galvanically.
  • the thickness of the copper layer 9 is approximately 50 ⁇ , which can easily be achieved with galvanic application. After the copper layer 9 has been produced, it is machined to size on the circumference, for example by a grinding and / or polishing process, as indicated in FIG. 2 by a processing symbol.
  • the circumferentially machined copper surface which accordingly has an exact cylindricity, is then, as can be seen from FIG. 3, with an uninterrupted, annular ceramic layer 10, for example in the form of a CrO layer.
  • This ceramic layer 10 can be applied in a plasma spraying process. This creates an electric arc, which is driven out of a nozzle by a gas flow into which the ceramic material is introduced.
  • the temperature of the substrate increases only in the order of 100 ° C. to 200 ° C., so that the copper layer 9 is not damaged when the ceramic layer 10 is applied.
  • the ceramic layer 10 After completion of the ceramic layer 10, this is also processed, as indicated in FIG. 3 by a processing symbol. H. ground and / or polished and possibly lapped.
  • the processing operations after the application of the copper layer 9 and after the application of the ceramic layer 10 result not only in a high surface quality, but also in an exact, uniform thickness of the ceramic layer 10 and a high concentricity.
  • the thickness of the ceramic layer 10 can be approximately 10 ⁇ to 15 ⁇ , that is less than a third of the copper layer 9.
  • the double-coated roller body is, as indicated in FIG. 4, engraved on the circumference for the production of the cells 5.
  • the engraving depth is chosen so that the cups 5 penetrate the outer ceramic layer 10 and penetrate into the copper layer 9 without completely penetrating it.
  • the wells 5 are accordingly in solid copper in their lower region.
  • the well depth can be approximately 25 ⁇ to 30 ⁇ , here be about 28 ⁇ .
  • the outside of the roller body which is coated with ceramic material, is engraved in a manner known per se by means of a laser beam, which ensures high accuracy.
  • the webs 6 produced by the engraving, as FIG. 4 clearly shows, consist of ceramic material in the area of their entire surface and have sharp, wear-resistant edges.
  • the laser beam can be set so that it penetrates the ceramic layer and penetrates to the desired depth in the copper layer. If the cell depth is to be increased subsequently, this can be done by etching, which, like in gravure printing, can be carried out without removing the anilox roller. If the cell is to be reduced in size, this can be achieved by galvanic copper plating. Accordingly, easy repair of the anilox roller is guaranteed.
  • the laser beam is simply adjusted so that it only penetrates the ceramic layer.

Landscapes

  • Inking, Control Or Cleaning Of Printing Machines (AREA)
  • Manufacture Or Reproduction Of Printing Formes (AREA)
  • Printing Plates And Materials Therefor (AREA)

Abstract

Bei einer Rasterwalze für ein einer Offsetdruckmaschine zugeordnetes Farbwerk, insbesondere Kurzfarbwerk, die mit durch keramisches Material enthaltende Stege (6) voneinander getrennten, eine farbfreundliche, vorzugsweise aus Kupfer bestehende Oberfläche aufweisenden Näpfchen (5) versehen ist und mit wenigstens einer an ihrem Umfang anliegenden, vorzugsweise negativ angestellten Rakel zusammenwirkt,lassen sich dadurch eine hohe Verschleißfestigkeit sowie eine hohe Genauigkeit erreichen, daß der ungravierte Grundkörper (8) zunächst mit farbfreundlichem Material, vorzugsweise Kupfer, und danach mit Keramik beschichtet wird und daß darauf die Gravur erfolgt, die die Keramikschicht (10) durchdringt und bis in die innere, aus farbfreundlichem Material bestehende Schicht (9) reicht.

Description

  • Die Erfindung betrifft gemäß einem ersten Erfindungs­gedanken eine Rasterwalze für ein einer Offsetdruck­maschine zugeordnetes Farbwerk, insbesondere Kurzfarb­werk, die mit durch keramisches Material enthaltende Stege voneinander getrennten, eine farbfreundliche, vorzugsweise aus Kupfer bestehende Oberfläche aufwei­senden Näpfchen versehen ist und mit wenigstens einer an ihrem Umfang anliegenden, vorzugsweise negativ an­gestellten Rakel zusammenwirkt, und geht gemäß einem weiteren Erfindungsgedanken auf ein Verfahren zur Her­stellung einer derartigen Rasterwalze.
  • Eine Rasterwalze eingangs erwähnter Art ist aus der US-PS 4 637 310 bekannt. Bei dieser bekannten Anord­nung findet ein gravierter Grundkörper Verwendung, der mit einer zweilagigen, der Gravur folgenden Beschichtung versehen ist. Die lichte Weite und Tiefe der bei der Gravur des Grundkörpers erzeugten Näpfchen wird dabei durch die anschließende Beschichtung verändert. Hierbei besteht daher die Gefahr von unerwünschten Maßabweichun­gen, da bei der Beschichtung Dicken-Ungenauigkeiten gar nicht vermeidbar sind. Abgesehen davon ergeben sich bei der bekannten Anordnung infolge der nach der Gravur er­folgenden Beschichtung vergleichsweise breite Stege, was vielfach unerwünscht ist. Hinzu kommt, daß hierbei die Stege nur im Bereich ihres Zentrums aus keramischem Material bestehen und eine umlaufende Einfassung aus vergleichsweise weichem Material aufweisen, was sich ungünstig auf die erzielbare Verschleißfestigkeit aus­wirken kann. Bei der bekannten Anordnung besteht nämlich die innere Schicht der zweilagigen Beschichtung aus kerami-schem Material und die äußere Schicht aus Kupfer, das im Berich der Mantelfläche der Stege abgetragen wird und im Bereich der Näpfchen als Auskleidung stehenbleibt.
  • Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegen­den Erfindung, eine Rasterwalze eingangs erwähnter Art zu schaffen sowie eine einfache Herstellungsmöglichkeit für eine derartige Rasterwalze anzugeben, die nicht nur eine hohe Verschleißfestigkeit, sondern auch eine hohe Genauigkeit aufweist.
  • Diese Aufgabe wird gemäß dem ersten Erfindungsgedanken gelöst durch einen zylindrischen, ungravierten Grundkör­per, der mit einer aus farbfreundlichem Material, vorzugsweise Kupfer, bestehenden, die Näpfchen enthaltenden Beschichtung versehen ist, die im Bereich der Stege durch eine Keramikschicht überdeckt ist.
  • Die auf das Verfahren zielende Aufgabe wird gemäß dem zweiten Erfindungsgedanken dadurch gelöst, daß der un­gravierte Grundkörper zunächst mit Kupfer und danach mit Keramik beschichtet wird und daß darauf die Gravur erfolgt, die die Keramikschicht durchdringt und bis in die Kupferschicht reicht.
  • Hierbei besteht die umfangsseitige Stegoberfläche in vorteilhafter Weise insgesamt aus keramischen, d. h. höchst verschleißfestem Material. Der innere Bereich der Näpfchen befindet sich demgegenüber in Massivkupfer. Es ergeben sich somit eine extrem verschleißfeste Steg­oberfläche sowie optimal Farbe führende Näpfchen. Die Kupferschicht und die Keramikschicht können jeweils auf Maß geschliffen werden, so daß sich exakte Dicke der Ke­ramikschicht und ausgezeichnete Rundlaufgenauigkeit er­geben. Da die Gravur als letzter Arbeitsschritt vorge­nommen wird, ergibt sich gleichzeitig eine hohe Genauig­keit der durch die Gravur erzeugten Rastergeometrie. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahmen ist darin zu sehen, daß sich die innere Kupferschicht leicht ablösen läßt, so daß im Falle einer Beschädigung der Rasterwalze die gesamte Beschichtung auf einfache Weise entfernt und erneuert werden kann.
  • In vorteilhafter Weiterbildung der übergeordneten Maß­nahmen kann die Kupferschicht galvanisch aufgetragen werden. Hierbei ergibt sich auf einfache Weise eine Kupferschicht in der erwünschten Dicke.
  • Eine weitere vorteilhafte Maßnahme kann darin bestehen, daß die Keramikschicht im Plasmaspritzverfahren aufge­ tragen wird. Hierbei ist sichergestellt, daß sich während des Auftrags der Keramikschicht die Temperatur des Untergrunds nicht sehr stark ändert, so daß die schon vorhandene Kupferschicht nicht beschädigt wird.
  • In weiterer Fortbildung der übergeordneten Maßnahmen kann die Gravur mittels eines Laserstrahls vorgenommen werden. Diese Maßnahme gewährleistet eine hohe Genau­igkeit.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der übergeordneten Maßnahmen ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausfüh­rungsbeispiels anhand der Zeichnung in Verbindung mit den restlichen Unteransprüchen.
  • In der Zeichnung zeigen:
    • Figur 1 eine schematische Darstellung eines Kurz­farbwerks für eine Offsetdruckmaschine und
    • Figuren 2 bis 4 Teilansichten der Rasterwalze nach den einzelnen Verfahrensschritten.
  • Das der Figur 1 zugrundeliegende Kurzfarbwerk besteht aus einer mit einem mit harten Offsetdruckfarben beleg­baren Plattenzylinder 1 zusammenwirkenden, gummierten Auftragwalze 2 gleichen Durchmessers wie der Platten­zylinder 1 und einer mit der Auftragwalze 2 zusammen­wirkenden, einen kleineren Durchmesser aufweisenden Ra­sterwalze 3. Die Auftragwalze 2 wirkt gleichzeitig mit einem Feuchtwerk 4 zusammen. Der Umfang der Rasterwalze 3 ist mit in Figur 1 vergrößert angedeuteten Näpfchen 5 und diese begrenzenden Stegen 6 versehen.
  • Die Näpfchen 5 werden mit Farbe gefüllt, die Stege 6 werden abgerakelt, so daß sich eine dem Fassungsvermö­gen der Näpfchen 5 entsprechende, exakte Dosierung der Farbe ergibt. Die Farbzufuhr zur Rasterwalze 3 und die Abrakelung erfolgen hier mittels einer Kammerrakel 7. Diese besteht hier aus zwei mit negativem Anstellwinkel an der Rasterwalze 3 anliegenden Rakelblättern, welche zwischen sich eine mit Farbe beaufschlagte Kammer be­grenzen.
  • Die Rasterwalze 3 besteht, wie die Figuren 2 bis 4 erkennen lassen, aus einem Stahlkern 8, der die seit­lichen Lagerzapfen enthalten kann und umfangsseitig be­schichtet ist. Der Stahlkern 8, der eine zylindrische, ununterbrochene Mantelfläche aufweist, wird zunächst mit einer ringförmigen, ununterbrochenen Kupferschicht 9 versehen. Diese kann galvanisch aufgetragen werden. Die Dicke der Kupferschicht 9 beträgt etwa 50µ, was bei galvanischem Auftrag ohne weiteres erzielbar ist. Nach Herstellung der Kupferschicht 9 wird diese umfangs­seitig etwa durch einen Schleif- und/oder Poliervorgang auf Maß bearbeitet, wie in Figur 2 durch ein Bearbei­tungszeichen angedeutet ist.
  • Die umfangsseitig bearbeitete und dementsprechend eine exakte Zylindrizität aufweisende Kupferoberfläche wird anschließend, wie aus Figur 3 erkennbar ist, mit einer ununterbrochenen, ringförmigen Keramikschicht 10, etwa in Form einer CrO-Schicht, versehen. Diese Keramik­schicht 10 kann im Plasmaspritzverfahren aufgebracht werden. Hierbei wird ein elektrischer Lichtbogen er­zeugt, der durch einen Gasstrom, in den das keramische Material eingebracht wird, aus einer Düse ausgetrieben wird. Hierbei erhöht sich die Temperatur des Unter­grunds lediglich in der Größenordnung von 100°C bis 200°C, so daß die Kupferschicht 9 bei der Aufbringung der Keramikschicht 10 nicht beschädigt wird.
  • Nach Fertigstellung der Keramikschicht 10 wird diese, wie in Figur 3 durch ein Bearbeitungszeichen angedeutet ist, ebenfalls bearbeitet, d. h. geschliffen und/oder poliert und ggf. geläppt. Die Bearbeitungsvorgänge nach Aufbringung der Kupferschicht 9 und nach Aufbringung der Keramikschicht 10 ergeben nicht nur eine hohe Ober­flächengüte, sondern auch eine exakte, gleichmäßige Dicke der Keramikschicht 10 sowie eine hohe Rundlauf­genauigkeit. Die Dicke der Keramikschicht 10 kann etwa 10µ bis 15µ, also weniger als ein Dritter der Kupfer­schicht 9 betragen.
  • Der zweifach beschichtete Walzenkörper wird, wie in Fi­gur 4 angedeutet ist, zur Herstellung der Näpfchen 5 umfangsseitig graviert. Die Gravurtiefe wird dabei so gewählt, daß die Näpfchen 5 die äußere Keramikschicht 10 durchdringen und in die Kupferschicht 9 eindringen, ohne diese vollständig zu durchsetzen. In ihrem unteren Bereich befinden sich die Näpfchen 5 dementsprechend in Massivkupfer. Die Näpfchentiefe kann bei einer Ausfüh­rung mit einer Dicke der Kupferschicht 9 von 50µ und der Keramikschicht 10 von 10µ bis 15µ etwa 25µ bis 30µ, hier etwa 28µ betragen. Eine größere Näpfchentiefe als 45µ kommt praktisch nicht vor, so daß man mit einer Dicke der Kupferschicht 9 von 50µ gut auskommt.
  • Die Gravur des an seiner Außenseite mit keramischem Material beschichteten Walzenkörpers erfolgt in an sich bekannter Weise mittels eines Laserstrahls, der eine hohe Genauigkeit gewährleistet. Die durch die Gravur erzeugten Stege 6 bestehen, wie Figur 4 anschaulich zeigt, im Bereich ihrer gesamten Oberfläche aus kera­mischem Material und besitzen scharfe, verschleißfe­ste Kanten.
  • Bei der ersten Gravur kann der Laserstrahl so einge­stellt werden, daß er die Keramikschicht durchdringt und bis zur gewünschten Tiefe in die Kupferschicht eindringt. Sofern die Näpfchentiefe nachträglich vergrößert werden soll, kann dies durch Ätzung erfolgen, die, wie beim Tiefdruck, ohne Ausbau der Rasterwalze vorgenommen wer­den kann. Sofern die Näpfchen verkleinert werden soll, kann dies durch galvanische Aufkupferung erreicht wer­den. Hierdurch ist dementsprechend eine leichte Repara­tur der Rasterwalze gewährleistet. Selbstverständlich wäre es auch denkbar, bereits bei der ersten Gravur mit Hilfe des Laserstrahls lediglich die Keramikschicht zu bearbeiten und anschließend die Kupferschicht zu ätzen. Hierzu wird der Laserstrahl einfach so eingestellt, daß er lediglich die Keramikschicht durchdringt.

Claims (10)

1. Rasterwalze für ein einer Offsetdruckmaschine zu­geordnetes Farbwerk, insbesondere Kurzfarbwerk, die mit durch keramisches Material enthaltende Stege (6) voneinander getrennten, eine farbfreundliche, vorzugsweise aus Kupfer bestehende Oberfläche auf­weisenden Näpfchen (5) versehen ist und mit wenig­stens einer an ihrem Umfang anliegenden, vorzugs­weise negativ angestellten Rakel zusammenwirkt, gekennzeichnet durch einen zylindrischen, ungravier­ten Grundkörper (8), der mit einer aus farbfreundli­chem Material, vorzugsweise Kupfer, bestehenden, die Näpfchen (5) enthaltenden Beschichtung (9) versehen ist, die im Bereich der Stege (6) durch eine Keramik­schicht (10) überdeckt ist.
2. Verfahren zur Herstellung einer Rasterwalze nach An-spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ungra­vierte Grundkörper (8) zunächst mit farbfreundlichem Material, vorzugsweise Kupfer, und danach mit Keramik beschichtet wird und daß darauf die Gravur erfolgt, die die Keramikschicht (10) durchdringt und bis in die innere, aus farbfreundlichem Material bestehende Schicht (9) reicht.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach Aufbringen der aus farbfreundlichem Material, vorzugsweise Kupfer, bestehenden Schicht (9) diese umfangsseitig bearbeitet, vorzugsweise geschliffen wird und daß nach Aufbringen der Keramikschicht (10) diese ebenfalls umfangsseitig bearbeitet, vorzugswei­se geschliffen und/oder poliert wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupferschicht (9) galvanisch aufgebracht wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die aus farbfreund­lichem Material, vorzugsweise Kupfer, bestehende Schicht (9) eine Dicke von etwa 50µ aufweist.
6. Verfahren anch einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vorzugsweise aus CrO bestehende Keramikschicht (10) im Plasma­spritzverfahren aufgetragen wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikschicht (10) eine Dicke von etwa 10µ bis 15µ aufweist.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Näpfchen (5) kleiner als 45µ ist, vorzugsweise zwi­schen 25µ und 30µ, höchstvorzugsweise 28µ, beträgt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gravur zumindest bis auf eine der Dicke der Keramikschicht (10) entspre­chende Tiefe mittels wenigstens eines Laserstrahls vorgenommen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an die Lasergravur und/oder eine gal­vanische Aufkupferung eine Ätzung stattfindet.
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