彩色平版印刷的油墨传递特性与色彩质量控制机理

色彩质量控制是提高印刷质量和效率的关键，其本质是在印刷品的色彩质量指标（如实地密度等）与理想值出现偏差时，通过调整印刷机输墨系统供墨量实现对色彩质量的调整。在彩色平版印刷中，色彩质量控制需要综合考虑印刷机输墨系统结构与运动、印刷工艺条件等影响油墨传递的因素。本项目研究印刷过程中油墨的传递特性，重点对输墨系统中墨辊变形与油墨流动的耦合关系，墨辊运动特性对油墨传递的影响进行研究。运用流固耦合理论，研究软质墨辊在油墨压力下的变形，以及由此而引起的油墨流动特性、墨路通道的改变等；研究墨辊的运动特性，包括周向转动与轴向运动等，分析墨辊运动对墨辊间的油墨流动的影响；在前述研究中，考虑印刷压力、速度等印刷工艺条件的影响。通过对油墨传递特性的研究，深入分析色彩质量控制机理，确定进行色彩质量控制的关键因素，建立各因素与色彩质量控制的关系模型。本研究可以为开发色彩质量控制技术及相应的控制算法提供理论依据。

采用有限元仿真与实验相结合的方法，研究输墨系统中软质墨辊变形与油墨流动的耦合关系、墨辊运动特性对油墨传递的影响等，深入分析油墨的传递特性，进而分析色彩质量控制机理。（1）开发了油墨传递实验平台，能够实现两墨辊的对滚转动，其中一个墨辊不仅能够转动而且能够轴向运动；平台可实现墨辊转速与轴向速度的测量，墨层厚度的测量，墨辊变形量的测量等；（2）运用流固耦合方法，研究了软质墨辊在油墨压力作用下的变形，以及由此而引起的油墨流动特性、墨路通道的改变。油墨通过相互挤压两墨辊过程中，墨辊转速提高，软质墨辊变形也随之变大，油墨流动通道变宽，油墨转移率也相应增加；墨辊间压力增加，油墨流动通道变窄，油墨转移率也相应下降。两墨辊对滚过程中，油墨转移率随两墨辊间压力、墨辊转速、粘度、墨辊间墨层厚度的增加而增加；随两墨辊半径比增加而减小；串墨辊的轴向串动会使油墨压力与油墨流动速度都稍有增加，转移率有所提高；随墨辊接触点数量的增加，油墨压力增加，油墨流动速度减小，油墨转移率提高。（3）研究了胶印机墨辊运动机理与运动特性。直接挤压接触的两墨辊在转动过程中会产生相对滑动，随接触区切向力和匀墨辊变形量增大，两墨辊相对滑动增加。对于两墨辊之间含有油墨层的情况，相对滑动随主动辊转速和两墨辊间挤压量的增大而增大，随粘度增大而减小。相同转速下有油墨时的相对滑动大于无油墨时的相对滑动。存在多个墨辊的情况下，由于重辊的存在使得相对滑动小于同等条件下两墨辊间的相对滑动。（4）研究了相邻墨区间的相互作用及串墨辊串动对油墨流场的影响。当考虑相邻墨区间的影响时，油墨通道大小的主要影响因素是流固耦合交界面的面积；对于某一特定墨区，当受到两侧墨层厚度大的墨区影响时，软辊变形减小，反之则增大。两墨辊对滚过程中，墨区之间有油墨的轴向流动，使得对于中间墨区而言，当相邻两侧墨区的墨层厚度比其大时，会使其油墨流场的压力增大，出口处墨层厚度也增大；反之则减小。串动会促进油墨的流动，并且加剧墨区之间的影响。（5）确定了影响色墨控制的主要因素为墨辊转速、墨辊间压力、油墨粘度、墨辊直径、墨辊硬度等。通过对输墨系统结构建模，结合基于径向基神经网络获得的油墨转移率，及墨层厚度与实地密度实验数据，可以获得任意结构、任意工艺条件的色墨控制曲线。.项目成果包括油墨传递实验平台1套；软件模块1个；论文14篇；软件著作权2个；培养硕士研究生12名。