في مطبعة أوفست للتغذية بالصفحات، تحمل أسطوانة الطباعة وأسطوانة الطنف وأسطوانة الضغط الصورة، وتنقل الحبر، وتضغط الصفحة على الطنف. وطريقة دعم هذه الأسطوانات عند كل طرف هي التي تحدد ما إذا كان ضغط الطباعة يبقى متساويًا من أحد جانبي الصفحة إلى الآخر، وهي أيضًا التي تحدد الحد الأقصى لسرعة التشغيل. وطوال معظم القرن العشرين كان الجواب المعتاد هو المحمل الانزلاقي البسيط. أما الآن فمعظم المطابع الجديدة تُستخدم فيها المحامل الدوارة بدلًا من ذلك. وقد جاء هذا التغيير من الهندسة المحيطة، لا من قطعة واحدة بارعة.
ما الذي أجادته المحامل الانزلاقية
عند سرعات التشغيل المنخفضة والمتوسطة، كانت مجلات الأسطوانات تدور في محامل انزلاقية. ويتميز التصميم بنسبة كبيرة بين الطول والقطر، ويعمل عبر تلامس زوجي منخفض، لذا يمتص غشاء الزيت الصدمات ويعمل الإدارة بسلاسة. كما يزيد خط التلامس الطويل من صلابة الأسطوانة، فيقل الانحراف تحت ضغط الطباعة، ويبقى الضغط متسقًا على طول المحور. والمحمل الانزلاقي أيضًا سهل التصنيع والتركيب والصيانة. وعند السرعات التي كانت المطابع تعمل بها آنذاك، كان يلبي كل متطلبات العملية، ولهذا انتشر استخدامه على نطاق واسع.
حد السرعة
منذ الثمانينيات بدأ مصنعو المطابع في رفع الإنتاجية، وكانت السرعة أول رافعة يستخدمونها. وقد قاوم المحمل الانزلاقي ذلك. فمعامل احتكاكه مرتفع، ومساحة تلامس المجلة كبيرة، والخلوص في زوج الاحتكاك صغير، والحرارة تُصرف بشكل ضعيف، لذا فإن زيادة متواضعة في السرعة تجلب خطر انحشار العمود في الجلبة. وإذا وُسّع الخلوص لتجنب الانحشار، يفقد الهيكل صلابته، وتنخفض دقة النقل، وتظهر خطوط الحبر على الصفحة. وعند تلك النقطة كان المحمل الانزلاقي هو عنق الزجاجة، فتحول الانتباه إلى العناصر الدوارة. وكان تصميم الآلات الأفضل والتصنيع الأفضل قد أزالا العوائق بحلول ذلك الوقت. ويتميز المحمل الدوار بنسبة صغيرة بين الطول والقطر، ويحوّل التلامس الزوجي المنخفض إلى تلامس زوجي مرتفع، مما يعيد الصلابة التي يفقدها جسم الأسطوانة تحت حمل الضغط.
لماذا تردد المصنعون، وما الذي تغيّر
كان الاعتراض القديم هو الانحراف. فتحت ضغط طباعة ثقيل تنحني الأسطوانة، وينخفض منحنى انحرافها، ويحتفظ وسط الأسطوانة بضغط أقل من الأطراف، فتطبع النقاط والحروف بضعف في المركز، وتفشل الصفحة في مطابقة المعيار. وقد غيّر تحليل العناصر المحدودة طريقة الحساب. فالمصممون الآن يحسّنون بنية الأسطوانة وتجويفها الداخلي، ويوزعون الأضلاع وألواح الشبكة من حيث العدد والشكل وحجم المقطع، بحيث ترتفع الصلابة الكلية ويبقى الانحراف تحت الحمل داخل النطاق المسموح به.
وتحسّن تصنيع الأسطوانات في الإطار الزمني نفسه. فالمادة والصلابة تُضبطان الآن عبر الصهر والسباكة والمعالجة الحرارية. كما يجب أن تحافظ أسطوانة المطبعة على الدقة الديناميكية، والدقة بعد الإجهاد والزحف، لا الدقة الساكنة والصلابة فقط. وتعتمد الدقة الديناميكية على كيفية توزيع الكتلة وعلى البنية المعدنية والتركيب الكيميائي للمعدن. ويُقاس الانحراف الدوراني والأسطوانة شبه ساكنة، لكن الخطأ يختلف عند سرعة التشغيل لأن توزيع الكتلة وبنية الحبيبات لا يكونان منتظمين تمامًا أبدًا.
كما نضج توريد المحامل. أصبح الاختيار والتركيب والتجميع والفحص أمورًا روتينية، والمحامل عالية الدقة متاحة من مصادر محلية ومستوردة دون عائق تقني. وتحسنت الأجزاء المجاورة لتتوافق معها. تبلغ دقة تروس الأسطوانات الدرجة الرابعة أو أفضل في مجموعة الحركة ومجموعة النعومة، وهي الفئة نفسها المستخدمة في تروس الطيران. تُشغَّل تجاويف الإطار وأسطحه النهائية في تثبيت واحد على ماكينة تجويف وتفريز CNC، بحيث تلبي الأبعاد وتفاوت الشكل وخشونة السطح بنية الإطار المفرطة التقييد. ومع تحسّن تلك الأجزاء، تعمل المطابع بثبات أكبر، وتقل مصادر الاهتزاز، ويحتاج نظام الأسطوانات إلى امتصاص صدمات أقل. تعتمد هايدلبرغ وميتسوبيشي وكوموري وKBA دعامات المحامل الدوارة قياسيًا، وتوفر الخبرة المجمعة في الخارج مرجعًا واضحًا للمصنّعين المحليين.
أنواع المحامل المستخدمة حاليًا
القرار الأول هو بنية المحمل التي ستُركَّب، ويجيب المصنّعون عنها بطرق مختلفة.
- تفضل هايدلبرغ المحامل الأسطوانية الإبرية، مع ضبط الخلوص التشغيلي عند التجميع بقياس الإبر وتركيبها في مجموعات متطابقة.
- تبني رولاند على محامل أسطوانية صلبة قصيرة متعددة الصفوف مدمجة مع محامل دفع، مع ضبط الأحمال القطرية والمحورية كلًا على حدة. يضمن صانع المحامل الخلوص التشغيلي، ومتطلبات الدقة عالية.
- تستخدم ميتسوبيشي محامل أسطوانية مخروطية، تحمل الحمل القطري والمحوري معًا في تصميم أبسط، مع ضبط الخلوص أثناء التجميع وطلب أعلى على مهارة التركيب.
- يركّب بعض المصنّعين المحليين محامل أسطوانية مجوفة مصنوعة وفق براءة اختراع أمريكية، تعمل بتحميل مسبق عالٍ وتداخل طفيف.
تخدم كل هذه الترتيبات مطبعة أوفست. ولكل منها طابعه الخاص، ومن حيث المبدأ يمكن لأي منها دعم أسطوانة. ويتبع الاختيار قدرة المصنّع التصميمية ومستوى عملياته، ومدى فهم الفريق التقني لكل نوع من المحامل وحالة المصنع، بحيث تلتقي الحدود الموضوعية والحكم الهندسي في المكان نفسه. وفي كل خيار، يبقى التحكم في الخلوص هو الشاغل المشترك.
التحميل المسبق والخلوص التشغيلي
المشكلة التقنية الثانية هي التحميل المسبق. يجب ضبط الخلوص بين زوج المحامل لرفع صلابة النظام، والخلوص المتبقي بعد التحميل المسبق عند التركيب يحدد جودة الطباعة النهائية وعمر الماكينة معًا. ولرفع الصلابة وخفض الضوضاء، ينبغي أن يعمل المحمل الدوار بخلوص تشغيلي سالب.
تتفق النظرية وخبرة الورشة على الهدف. يكون عمر التعب أطول عندما يقع الخلوص التشغيلي عند نحو -10 μm. وزيادة القيمة السالبة أكثر من ذلك تخفض عمر التعب بحدّة. وعندما ترتفع حرارة المحمل بقوة، يجعل التمدد الحراري الخلوص الفعلي أكثر سلبية من القيمة المضبوطة على طاولة العمل، لذا ينبغي أن يترك التجميع هامشًا لهذا التغير.