Wałki gumowe przenoszą farbę i roztwór nawilżający z kałamarza na płytę w każdej maszynie offsetowej, a wartości w karcie specyfikacji wałka nie są stałe. Twardość, średnica i stan powierzchni zmieniają się wraz z temperaturą, sposobem ustawienia maszyny i chemią, z którą guma styka się codziennie. Znajomość czynników, które zmieniają te wartości, to pierwszy krok do stabilnej pracy maszyny.

Nagrzewanie się wałka gumowego

Guma drukowa jest lepkosprężysta. Gdy wałek jest dociskany do płyty lub do innego wałka, część energii odkształcenia wraca, a część jest tracona jako ciepło wewnątrz mieszanki. Guma o wolniejszym powrocie lepkosprężystym zatrzymuje mniej tego ciepła, więc jej wymiary pozostają stabilniejsze, a starzenie przebiega wolniej.

Dwa wałki mogą być dopuszczone do pracy w 25 C i zachowywać się zupełnie inaczej w tej samej maszynie. Mieszanka o wyższym tłumieniu wewnętrznym osiąga wyższą twardość dynamiczną i wyższy nacisk dynamiczny przy tym samym ustawieniu, a przy identycznych warunkach pracy nagrzewa się szybciej. Szerszy ślad docisku i rosnąca temperatura podnoszą nacisk w sposób nieliniowy. Gdy do tego dojdzie, ciepło gromadzi się szybko wewnątrz korpusu wałka i wałek może ulec uszkodzeniu. Maszyny offsetowe arkuszowe gromadzą ciepło szybciej niż maszyny zwojowe, więc prawidłowa szerokość śladu docisku ma znaczenie nawet wtedy, gdy mieszanka jest dopuszczona do temperatury roboczej. Producenci wałków podają wymagany ślad docisku dla swoich oryginalnych wałków i tej wartości należy przestrzegać. Bieg jałowy jest częstą przyczyną przegrzewania, a specjalna pasta ochronna do biegu jałowego obniża temperaturę wałka, gdy maszyna pracuje bez zlecenia.

Dobór twardości wałka

Rodzaj gumy i twardość dobiera się do metody druku i do położenia wałka w maszynie, ponieważ każde położenie wiąże się z własnym obciążeniem mechanicznym i chemicznym. W maszynie litograficznej twardość jest też przybliżonym wskaźnikiem jakości mieszanki. Twardszy wałek lepiej znosi korozję, ale mniej równomiernie przenosi wodę i farbę oraz szybciej zużywa maszynę i płytę PS. Miększy wałek traci odporność na ściskanie i chemikalia, a jego żywotność się skraca.

Zasada działania jest prosta. Utrzymuj twardość tak niską, jak pozwala zlecenie, dopóki wałek nadal równomiernie podaje farbę i wodę oraz wytrzymuje kontakt z chemikaliami i obciążenie mechaniczne. Wałki w automatycznym urządzeniu myjącym wymagają mieszanki, która dobrze przenosi środek czyszczący, sama się czyści i jest odporna na korozję. Wałki do usuwania farby, przeznaczone do pracy z pyłem papierowym i kłaczkami, rozwiązują inny problem. Dopasowanie mieszanki do położenia zapobiega wielu wadom jakości, zanim się pojawią.

Szerokość śladu docisku i nacisk drukowania

Nacisk drukowania to wypadkowa parametrów technicznych wałka w warunkach pracy. Twardość, sprężystość i chropowatość powierzchni mają na niego wpływ, a każde położenie w maszynie ma ustalony standard nacisku. Ustawienie nacisku wpływa najpierw na jakość druku, a następnie na żywotność wałka, zużycie maszyny i zużycie energii.

Zmierzone na maszynie: szerokość śladu docisku 4 mm dawała 18 N, szerokość 6 mm dawała 63,5 N, a szerokość 8 mm dawała 149 N. Ślad szerszy o 50 procent podniósł nacisk o około 250 procent, a ślad szerszy o 100 procent podniósł go o około 725 procent. Z tych liczb wynika praktyczna zasada: utrzymuj nacisk tak niski, jak pozwala druk. Szerokość śladu docisku jest widoczną formą tego nacisku, a szerokość podana w instrukcji producenta to sprawdzona wartość dla oryginalnego wałka, więc nie należy jej zmieniać bez powodu.

Ile kosztuje nacisk w produkcji

Nacisk wpływa też na koszty. Test eksploatacyjny na pięciokolorowej maszynie Heidelberg CD102 prowadzono ze standardową farbą offsetową w czterech kolorach, roztworem nawilżającym BottcherFount3010 i wałkiem farbowym o średnicy 60 mm przy 10 000 arkuszy na godzinę, 24 godziny na dobę. Oryginalne wałki farbowe i nawilżające miały twardość SH25. Po dwóch miesiącach nacisk ustawiono na 50 procent wartości z pierwszego miesiąca, a różnica w koszcie eksploatacji w okresie testu była znaczna. Nacisk jest jednocześnie ustawieniem jakości i kosztu.

Dopuszczalne zmiany twardości, średnicy i powierzchni

Specyfikacja wałków musi odpowiadać rzeczywistym potrzebom produkcji. Trzymiesięczne badanie na pierwszej wieży kolorystycznej maszyny Heidelberg CD102 z 1992 roku, przy standardowej farbie na papierze kredowym do albumów o wysokiej jakości, średnio 11 000 arkuszy na godzinę w dwóch zmianach, około 18 godzin produkcyjnych dziennie i oryginalnych wałkach Boettcher, śledziło twardość, średnicę i stan powierzchni. Przy normalnym czyszczeniu twardość zmieniała się w granicach SH2, średnica w granicach 2 procent, a ubytek struktury powierzchni nie przekraczał 10 procent. Druk przebiegał normalnie, a po rutynowej konserwacji wałki wracały do pierwotnych parametrów.

Dopuszczalne przedziały dla prac o wysokiej jakości są następujące. Twardość na tej maszynie określono na SH25 z tolerancją SH5; większa zmiana wskazuje na usterkę drukowania i utrudnia odzyskanie wałka. Średnica może zmienić się do 5 procent, a większa zmiana wymaga wymiany. Chropowatość powierzchni ocenia się po zeszkleniu: ubytek 30 procent powierzchni powoduje już poważne problemy z drukiem, a dobre wałki można na tym etapie jeszcze odzyskać, natomiast ubytek powyżej 50 procent oznacza wymianę, nawet jeśli chwilowe odzyskanie jest możliwe. Regularne czyszczenie i konserwacja utrzymują wszystkie trzy wartości w dopuszczalnym przedziale.

Gdy wałek zmienia się zbyt szybko

Jeśli wałek wychodzi poza dopuszczalny zakres w ciągu trzech miesięcy, najpierw sprawdź mieszankę gumy. Częstym błędem jest zlecenie UV realizowane na zwykłych wałkach farbowych i nawilżających. Następnie sprawdź farbę, roztwór nawilżający i zmywacz. Usterki rzadko mają jedną przyczynę. Dobry wałek w połączeniu z nieodpowiednim papierem przyspiesza krystalizację na powierzchni, a aromatyczne farby polimerowe lub aromatyczne zmywacze atakują samą gumę. Gdy w grę wchodzą chemikalia, technik może pomóc ustalić źródło, a materiały eksploatacyjne, które nie uszkadzają wałka i zachowują stabilne zachowanie w druku, wydłużają pracę całej maszyny.