W latach 2012-2016 prowadzony był w Zakładzie Technologii Poligraficznych grant pt.: „Badanie zjawisk zachodzących w agregatach drukujących maszyn offsetowych” przyznany przez Narodowe Centrum Nauki, którego kierownikiem był dr hab. Yuriy Pyryev, prof. PW. Głównymi Wykonawcami grantu byli mgr inż. Agnieszka Jurkiewicz oraz mgr inż. Juliusz Krzyżkowski, a Wykonawcami mgr inż. Zofia Piętak oraz dr hab. inż. Marek Pawlikowski.
Głównymi zrealizowanymi zadaniami podczas trwania tego grantu było
1. Znalezienie analitycznych i analityczno-numerycznych rozwiązań:
2. Badania eksperymentalne dotyczące:
Bardzo istotna jest eksperymentalna weryfikacja powstałych wzorów i modeli, gdyż pozwala ona na porównanie osiągniętych naukowych rozważań matematycznych z tymi istniejącymi już w literaturze.
Badania eksperymentalne dotyczące wpływu docisku pomiędzy wałkami i cylindrami oraz wpływu drgań w zespołach drukujących na jakość odbitek są bardzo istotne, gdyż pozwalają na weryfikację mitów i opinii związanych z tymi zagadnieniami.
Odpowiednie ustawienie nacisku między cylindrami zespołu drukującego oraz wałkami zespołów farbowego i nawilżającego jest bardzo istotne, gdyż wpływa na różne ekonomiczne aspekty drukowania. Można je podzielić na trzy grupy: jakość zadrukowanej odbitki, zużycie części w maszynie oraz narząd maszyny, czyli przygotowanie jej do drukowania. W ramach badań eksperymentalnych wykonanych w trakcie trwania tego grantu opracowano metodę uzyskania efektów drukowania z różnym dociskiem pomiędzy cylindrami drukującymi na jednej odbitce. Spowodowało to uniezależnienie tych efektów drukowania z różnym dociskiem od warunków drukowania. Badania dowiodły, że możliwa jest większa zmiana docisku bez straty na jakości odbitek w przypadku drukowania na papierze powlekanym niż niepowlekanym.
Jednym z podstawowych problemów wynikających z wibracji powstających podczas pracy maszyny drukującej jest zjawisko paskowania, które pojawia się na odbitkach w formie naprzemiennie jaśniejszych i ciemniejszych, równoległych do osi cylindrów pasków. Zjawisko to jest przede wszystkim zauważalne na powierzchniach równomiernie pokrywanych farbą, tj. aplach (polach pełnych, całkowicie pokrytych farbą) lub tintach (polach o pokryciu farbą mniejszym niż 100%). Ponieważ przyczyn paskowania może być wiele, np. zabrudzenia wewnątrz zespołu drukującego, niewłaściwe parametry farby lub roztworu nawilżającego, stosowanie materiałów eksploatacyjnych o parametrach niezgodnych z zaleceniami producenta, niewłaściwe dociski pomiędzy nadającymi wałkami farbowymi a formą drukową oraz niewłaściwe dociski pomiędzy cylindrami, zły stan techniczny maszyny czy tzw. zjawisko wstrząsu kanałowego, bardzo ważne było stwierdzenie w jakim stopniu na to zjawisko wpływają właśnie drgania w zespole drukującym. A należy pamiętać, że ponieważ maszyny drukujące są bardzo skomplikowanymi układami mechanicznymi pracującymi z dużymi prędkościami, drgania w nich występujące są zjawiskiem naturalnym i nie zawsze związanym ze złą kondycją techniczną.
Podczas pracy zespołu farbowego na skutek wzajemnego dociśnięcia wałków miękkich do twardych oraz przesuwu osiowego wałków rozcierających, następuje stopniowy wzrost temperatury wałków i cylindrów, jak również otaczającego powietrza. Zjawisko zmiany temperatury w zespole farbowym maszyn drukujących, szczególnie offsetowych, w których zespół farbowy jest mocno rozbudowany, jest nieuniknione. Nawet w maszynach, w których zespoły, a dokładniej wybrane wałki zespołu farbowego, są termostatowane, występują spore wahania temperatury. Główną przyczyną wzrostu temperatury w zespole farbowym jest powstanie tarcia pomiędzy wałkami nadającymi i rozcierającymi. Wahania te wpływają na jakość drukowanych odbitek. Wzrost temperatury w zespole farbowym pociąga za sobą zmianę właściwości reologicznych farby (w szczególności lepkości), brak stabilności emulsji farba-roztwór nawilżający, osadzanie się pyłu na obciągu gumowym oraz zwiększone zapotrzebowanie na roztwór nawilżający, co w efekcie końcowym wpływa negatywnie na jakość odbitki. Wskutek działania sił tarcia na powierzchniach kontaktu wałków nadających i rozcierających następuje wytwarzanie się ciepła. Przyjmujemy, że praca sił tarcia przekształca się w energię cieplną. Praktycznie oznacza to powstanie dwóch strumieni ciepła, które skierowane są do wewnątrz ciał trących. Rozpatrywane ramach grantu zagadnienie sprowadza się do rozwiązania układu równań przewodnictwa ciepła przy odpowiednich warunkach brzegowych. Warunki brzegowe potrzebują modelowania i opisu matematycznego zjawisk tarciowych.
Jednym z głównych celów tego projektu było poznanie, zrozumienie i opisanie zjawisk zachodzących w maszynach drukujących. Pozwoli to na podniesienie kwalifikacji zawodowych studentów i pracowników uczelni wyższych zajmujących się poligrafią. Wyniki badań przeprowadzonych w ramach tego grantu opisane w powstałych w trakcie jego trwania artykułach i monografii umożliwiają uzyskanie szczegółowej wiedzy o działaniu maszyn drukujących, a nie tylko pobieżny pogląd na ten temat. Wyniki badań mogą także zostać użyte w poradnikach dla drukarzy, które pomagają im w rozwiązywaniu problemów pojawiających się podczas drukowania.
Wyniki badań przeprowadzonych w czasie trwania projektu przedstawiono w
5 artykułach:
1. Jurkiewicz A., Pyr’yev Y., 2014, The Change of Printouts' Quality Depending on Pressure of a Blanket Cylinder Against an Impression Cylinder and a Plate Cylinder in Offset Machine, Acta Mechanica et Automatica 8(1), str. 9-15;
2. Jurkiewicz A., Pyr’yev Y., Kowalczyk J., 2014, Printouts' Quality Depending on Too Small Pressure of a Blanket Cylinder Against an Impression Cylinder and a Plate Cylinder in Offset Machine, Challenges of Modern Technology 4(4), str. 12-17;
3. Jurkiewicz A., Pyr’yev Y., 2013, Relationship in between compression of the rollers and contact area width and the clamp force, Challenges of Modern Technology 4(2), str. 33-38;
4. Krzyżkowski J., Pyryev Y., Spectral analysis of parametric two degrees of- freedom system, Challenges of Modern Technology 6(4), str. 8-13;
5. Pyryev Y., Pawlikowski M., Numerical simulation of the compression problem between two rollers. Inżynieria Powierzchni, 2, 2016, str. 3-8.
3 książkach, z czego jedna książka w całości dotyczy zagadnień związanych z tym grantem:
1. Pyr’yev Y., Jurkiewicz A., Modelowanie wybranych zjawisk występujących w maszynach offsetowych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2016, str. 1-250;
2. Juliusz Krzyżkowski, Yuriy Pyryev, Spectral analysis of parametric two degrees-of-freedom system, [w:] monografii The Challenges of Contemporary Science. Theory and Applications, 2014, str. 101-102;
3. Jurkiewicz A., Pyr’yev Y., Kowalczyk J., Wpływ zbyt małego nacisku pomiędzy cylindrem pośrednim i jednocześnie cylindrem formowym i dociskowym w maszynie offsetowej na jakość wydruków, [w:] monografii Wyzwania współczesnej techniki, ISBN 978-83-935118-0-8, Wydawca: Fundacja na rzecz młodych naukowców, 2014, str. 63-74.
3 tekstach w publikacjach konferencyjnych:
1. Pyryev Y., Pawlikowski M., Finite element analysis of compression problem of two roller, VIII International Symposium on Mechanics of Materials and Structures and Fracture and Fragmentation in Science and Engineering Conference, 31.05-3.06.2015, Augustów, str. 191-193;
2. Jurkiewicz A., Pyr'yev Y., The change of printouts' quality depending on pressure of a blanket cylinder against an impression cylinder and a plate cylinder in offset machine, VII International Symposium on Mechanics of Materials and Structures, 3-6 czerwca 2013, Augustów, str. 117-123 (materiały wydane w wersji elektronicznej);
3. Jurkiewicz A., Pyr'yev Y., The change of printouts' quality depending on pressure of a blanket cylinder against an impression cylinder and a plate cylinder in offset machine, VII International Symposium on Mechanics of Materials and Structures, 3-6 czerwca 2013, Augustów, str. 96-97.
dr hab. Yuriy Pyryev, prof. PW
mgr inż. Agnieszka Jurkiewicz
Na podstawie informacji ZTP WIP PW
