EP0324939B1 - 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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EP0324939B1
EP0324939B1 EP88120432A EP88120432A EP0324939B1 EP 0324939 B1 EP0324939 B1 EP 0324939B1 EP 88120432 A EP88120432 A EP 88120432A EP 88120432 A EP88120432 A EP 88120432A EP 0324939 B1 EP0324939 B1 EP 0324939B1
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copper
ceramic layer
ceramic
engraved
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Albert Frankenthal AG
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    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/4998—Combined manufacture including applying or shaping of fluent material
    • Y10T29/49982—Coating

Definitions

  • the invention relates to an anilox roller according to the preamble of claim 1 and, according to a further concept of the invention, relates to a method for producing such an 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, which is provided with a two-layer coating that follows the engraving.
  • the clear width and depth of the cups produced when the base body is engraved is 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 unfavorable 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 as a lining in the area of the cells.
  • GB-A 2 049 102 shows an anilox roller in which an unengraved base body is used, which is provided with a ceramic layer which contains the cells produced by means of a laser beam.
  • This known anilox roller is suitable for flexographic printing inks and accordingly serves to transfer ink to the forme cylinder of a flexographic printing unit.
  • 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 in the event of damage to the anilox roller, the entire coating can be removed and replaced in a simple manner.
  • the copper layer can be applied galvanically. This easily results in a copper layer in the desired thickness.
  • Another advantageous measure can consist in that the ceramic layer is applied using the plasma spraying process becomes. 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 covered 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.
  • the applicator roller 2 also acts a dampening unit 4 together.
  • the circumference of the anilox roller 3 is provided with cups 5 indicated in an enlarged manner in FIG.
  • the cups 5 are filled with paint, the webs 6 are scraped off, so that there is an exact dosage of the color 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 to which ink is applied.
  • 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. An electric arc is generated here, which is driven out of a nozzle by a gas stream 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)

Description

  • Die Erfindung betrifft gemäß einem ersten Erfindungsgedanken eine Rasterwalze gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 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 keramischem Material und die äußere Schicht aus Kupfer, das im Bereich der Mantelfläche der Stege abgetragen wird und im Bereich der Näpfchen als Auskleidung stehen bleibt.
  • Die GB-A 2 049 102 zeigt eine Rasterwalze, bei der ein ungravierter Grundkörper Verwendung findet, der mit einer Keramikschicht versehen ist, die mittels eines Laserstrahls erzeugte Näpfchen enthält. Diese bekannte Rasterwalze ist für Flexodruck-Farbwerke geeignet und dient dementsprechend dazu, Farbe auf den Formzylinder eines Flexodruckwerks zu übertragen.
  • 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 durch die kennzeichnenden Maßnahmen des Anspruchs 1 gelöst.
  • 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 aufgetragen 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 Anspruch 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 nach 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 2 bis 8, 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.
EP88120432A 1987-12-24 1988-12-07 Rasterwalze für ein Offsetfarbwerk sowie Verfahren zur Herstellung einer derartigen Rasterwalze Expired - Lifetime EP0324939B1 (de)

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Publications (3)

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EP0324939A2 EP0324939A2 (de) 1989-07-26
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