Aktuelle Forschungsthemen Druck- und Medientechnologie

Untersuchung des Ausdruckverhaltens und deren Simulation

Kontakt: Dipl.-Phys. Tilmann Andreas Schultes

In der Druckverfahrenstechnik stellt sich die Frage nach der optimalen Methode die Farbe auf den Bedruckstoff zu übertragen. In unserer Arbeitsgruppe werden diese Fragen, insbesondere im Flexodruck, im Rahmen von studentischen Arbeiten untersucht. Das Flexodruck-Verfahren ist ein direktes Hochdruckverfahren, welches mit einer elastischen Druckform arbeitet. Diese Form besteht meistens aus einem Polymer oder Gummi. Der Farbauftrag auf die Druckform erfolgt heutzutage mittels einer Rasterwalze und einer Farbe von niedriger Viskosität. Die Farbe wird über ein Kammerrakel auf die Rasterwalze übertragen.

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Bestimmung von Parametern, die auf die Farbübertragung einen wesentlichen Einfluss haben. Hier sollen unter anderem Viskosität, Beistelldruck und Plattenmaterial variiert werden, um den Einfluss dieser Parameteränderung zu untersuchen. Die Versuche werden meistens mit einer Zentralzylinder-Flexodruckmaschine des Typs W&H Olympia 714 durchgeführt. Dabei werden Druckgeschwindigkeiten von bis zu 200 Metern pro Minute erreicht.

Die Ausdrucke werden dann unter einem hochauflösenden Mikroskop vermessen und begutachtet. Hierzu stehen ein optisches und ein Laserkonfokalmikroskop bereit, womit es möglich ist, das Höhenprofil einer Druckplatte zu vermessen.

Diese Auswertung dient dem Erkenntnisgewinn über das Ausdruckverhalten. Das Hauptziel der Forschung ist es hierbei, kleinste Strukturen zu drucken und einen möglichst homogenen Schichtauftrag zu erzeugen, was insbesondere für das funktionale Drucken von hohem Interesse ist.

Aber auch eine bessere Vorhersage von Tonwert-kurven soll mit den Ergebnissen der Untersuchungen ermöglicht werden.

Für die Simulation und Vorhersage muss die Farbspaltung zwischen Druckform und Bedruckstoff in Betracht gezogen werden. Hierzu gab es im Jahre 2002 eine Dissertation von Christian Voß mit dem Titel „Analytische Modellierung, experimentelle Untersuchungen und dreidimensionale Gitter-Boltzmann-Simulation der quasistatischen und instabilen Farbspaltung“.

Die Frage des Farbspaltungsprozesses im Flexo- und Tiefdruck ist ein aktuelles Forschungsthema. Hier soll unter anderem mit Hilfe von Computersimulationen der Farbspaltungsprozess untersucht werden. Es werden Methoden aus der Strömungssimulation angewendet, sowie neue Beschreibungsmodelle entwickelt und auf ihre Anwendbarkeit und Richtigkeit hin überprüft. Insbesondere wird hier ein Vergleich und die Vorhersage des Ausdruckverhaltens angestrebt.

[1] Christian Voß; Analytische Modellierung, experimentelle Untersuchungen und dreidimensionale Gitter-Boltzmann Simulation der quasistatischen und instabilen Farbspaltung, 2002, Dissertation, Bergische Universität Wuppertal

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