柔印印刷薄膜一般采用卫星式机型

柔印印刷薄膜一般采用卫星式机型，这种设备的特点是将薄膜包裹在一个直径2m～3m的中心压印滚筒表面，包角占圆周的85%左右。这种设计使围绕着中心压印滚筒四周分布的各印刷色组相隔距离较近，各色组以同步速度运行，薄膜在各色组间呈零张力。卫星式柔印机的印刷基材（薄膜或纸张）是紧贴在庞大的金属压印滚筒表面，同金属压印滚筒同步运行的。金属压印滚筒既起到使油墨转印到印刷基材上的印刷作用，同时还起到了作为印刷基材的支撑辊作用。因此即使薄膜受热后变软，但薄膜的驱动由中心压印滚筒带动，而不是如机组式机器那样靠材料本身来拖动。

机组式机型即使采用伺服机方式，即号称无长轴无齿轮箱的由高精度伺服电机直接驱动的机型，由于无法对被印刷的材料在受热状态下的拉伸特性建立数学模型，因此也就无法可靠地对材料变形做出有效补偿。机组式伺服机型可以对轮转式机器的传动建立数学模型，对各色组施加的印刷压力而造成的机械同步速度损失做出有效补偿，但这种补偿由于不包括材料的受热拉伸特性，因此结果是一种“模糊”补偿，即对各色组的主动辊（凹印机的印版滚筒，柔印机的压印滚筒）虽然已经可以修正各色组同步速度而不必采取直径递增的补偿算法，但实际效用上发现还需要保持直径递增。另一种结果是选择材料，只选择那些受热拉伸变形小且有一定厚度而不容易变形的印刷基材。卫星式机型则不必考虑材料的变形特点，套准精度很高。一般齿轮传动机型的套准精度就能达到0.1mm～0.15mm，伺服机型的套准误差更小，美国pcmc的卫星式伺服机型infiniti和vision  g套印误差不超过0.07mm。

但是卫星式机型有一个重要的缺陷，机器调机阶段调定的印刷压力，即印版辊与中心压印滚筒之间的压力，在机器运行了一段时间后会变大，也就是说印版辊与中心压印滚筒的间隙会变小。如果采用高网线印版印刷时，在高光区域的小网点就容易堵版，造成质量问题。若采用机组式机型，由于结构上不采用大直径的金属压印滚筒，网点扩张的变化就小，就没有堵版的风险。因此，即使在比较讲究印刷质量的德国，在卫星式柔印机上基本上只采用120线～133线印版，很少看到用150线～175线印制的。

卫星式柔印机的这个缺陷是怎么造成的？欧美各国著名柔印设备制造商对中心压印滚筒的制造精度一直是非常重视的。公开的数据表明，有些机器采用的中心压印滚筒径向跳动误差，或全跳动误差只有10μ左右。为了校准已经超出正常允许值的中心压印滚筒，笔者当年曾看到德国同行在一天内从直径300mm的出入口钻进去调试达13次之多。恰恰是如此精密的中心压印滚筒却会在运行过程中无法有效地控制网点的扩张，原因何在？

有3个因素决定了这种缺陷存在的必然性。

因素之一，上下倾角式（或称放射型）的印刷平台结构。



早期的卫星式柔印机都是采用上下倾角式（或称放射型）印刷平台的，即围绕着中心压印滚筒分布的8个色组，处于最高位置的第1和第8色组，以及处于最低位置的第4和第5色组，分别采用上倾角或下倾角（一般在15°～20°左右），而处于中间位置的其他4个色组基本采用的是水平角度。版辊和中心压印滚筒的间隙调节是沿着调节丝杆的运动方向移动的，而丝杆的运动方向同印刷平台的排列角度一致。水平角度的印刷色组，丝杆在水平方向上移动，版辊本身的重力不影响调节精度，但在上倾角的位置，丝杆由高向低，与水平方向夹角向中心压印滚筒圆心方向运动，虽然丝杆配置锁定机构，采用液压，气压或是机械锁定，但在高速运动中，或在一定的机械磨损条件下，锁定机构对重力作用的可靠性是有疑问的。实际使用中，第1和第8色组在运行一段时间后，细心的操作人员会发现版辊对中心压印滚筒的印刷压力会略有增大。为了保持印刷质量的一致性，需要适时适量地朝退出方向移动，减轻压力。反之，在最低位置的第4和第5色组，丝杆方向是由下至上，与水平方向成夹角运动，重力的作用会使版辊与中心压印滚筒产生向外移出的趋势，使印刷压力减轻，操作人员应适时适量地增大压力。伺服型卫星式柔印机采用伺服电机调节版辊位置，有可能不再使用丝杆，但上下倾角的方式决定了无法避免重力的影响，印刷压力的精确调整是存在隐患的。

由于各印刷色组的重力条件不同，照理说各不同位置的伺服电机控制程序也应该是不同的，只有这样，电机的伺服控制程序才是合理的、可靠的。但欧美柔印设备的电气控制装置一般采用几个著名品牌，而这些品牌的供应商为了保证各色组器件的互换性，往往采用统一设计而会忽略各色组在重力条件下的不同。这只要咨询一下在上下倾角式印刷平台的机器上8个色组的控制组件能不能互换就可了解。机器结构上物理条件的不同，但控制器件上的相同，这就埋下了卫星式柔印机印刷网点扩张的隐患。

因素之二，悬臂式的版辊与网纹辊气胀芯轴固定结构。

悬臂式结构，其实是针对以前连轴式的气胀套筒技术在换版时需要花费大量准备时间这样的弊病而推出的。连轴式的版辊套筒，一般在离线状态下装版，然后用小车推到柔印机旁，用吊车或专用机械手将版辊吊装到位，合上轴承座盖并锁定。这种固定方式使生产准备时间拖得很长，一般8个色组换一次生产订单要耗费2个～3个小时，即使使用专用机械手也需要2个小时。国内有一台从欧洲进口的设备竟耗费6个～7个小时装版。但这种基本的方法有一个特点，即稳定，轴的两端固定在两侧的轴承座上，受力均等，版辊的运转稳定。

悬臂式结构的气胀芯轴一端固定在机器的驱动侧，另一端悬空，版辊与网纹辊套筒可以由此进入，装配完成后装上轴承座锁定。这种结构的最大好处是换版快速，不用任何辅助装置，一个操作人员徒手就能更换，简便快捷，停机时间短。pcmc的两款卫星式柔印机，infiniti机型更换10个色组，时间不超过40分钟，visiong机型更换8个色组，时间不超过35分钟。

但悬臂式结构在操作侧的固定方式上存在重大隐患。一端固定，另一端悬空，虽然在装配完成后也有轴承座托住，但版辊芯轴两端的受力不均衡，重力的影响不可避免。长时间运行后版辊芯轴朝操作侧倾斜，版辊芯轴的平行度受影响。笔者当年使用的欧洲著名品牌的设备，在运行几年后连抽拔气胀套筒也很困难。虽然现在的改型设计使抽拔套筒时有了一个弹出机构，不至于拔不出那么狼狈，但版辊的安装精度下降，在印刷中容易造成网点扩张的缺陷，却是一个不争的事实。

这种固定技术还有一个不为人注意的缺陷，即当版辊向中心压印滚筒靠拢时，中心压印滚筒对版辊的反向推力作用在气胀芯轴的中心，而版辊对中心压印滚筒的移动力往往在轴承座的位置形成了一个力臂约等于版辊半径的力矩，这附加力矩容易对版辊本身造成不必要的冲击，增加了版辊的不稳定因素。

版辊芯轴的轴端粗细与采用滚珠轴承、滚针轴承或滚柱轴承，版辊伺服电机功率的大小，电机本身的发热情况，都会影响到版辊运行的稳定性与在动态条件下的跳动误差。版辊运动的精确与稳定，直接同柔印的印刷压力大小有关，同印刷高网线印版而不发生堵版故障有关，因而同提高柔印产品的印刷质量与成品率有关。

因素之三，卫星式柔印机色组间的干燥系统对中心压印滚筒金属体膨胀的影响。

卫星式柔印机的干燥系统分为两部分，一部分是围绕着中心压印滚筒，紧跟在各印刷色组之后排列的色组间干燥装置。另一部分是在最后一个印刷色组之后，脱离了中心压印滚筒的位置而独立设置的桥式烘干装置。色组间干燥装置采用v型喷口，紧贴着中心大压印滚筒表面，喷射热风用以干燥薄膜或纸张，在安装了n个印刷色组的中心滚筒上用n－1个喷嘴，在干燥印刷品的同时也在对中心压印滚筒表面加温。

卫星式柔印机的中心压印滚筒一般采用装配式工艺，在表层钢板之下是内部通水的夹层，水是恒温的，一般控制在30℃±1℃。中心大滚筒恒温，并不是如一些误导所说为的是不使薄膜变形，其实30℃的水温确实不能使薄膜温度上升到薄膜的软化温度，但这只是滚筒恒温的副产品，其真正目的是保持中心压印滚筒的精度，不因金属体膨胀的原因而使滚筒变形。中心压印滚筒的维护保养中有一个关键，即印刷机主机电源与中心滚筒恒温装置的电源必须分置。主机停电，但恒温装置不能停电，必须保证中心滚筒一直处于恒定温度的保护之下。非如此，中心滚筒在静态条件下测得的精度数据将无法保证。

大直径的金属中心压印滚筒在受热条件下的膨胀有一个规律，即温度每上升1℃，直径方向上每1mm将膨胀12nm，若中心滚筒直径3000  mm，温度上升1℃，外径膨胀将达到近36μm。这个数据约超过塑料封箱带厚薄的1/2。实际印刷过程中，若温度上升不是1℃，而是10℃或者更多，那么虽然在静态条件下测得中心滚筒的径向跳动误差仅在10μm上下，而在动态条件下，误差将成倍扩大或更多。中心压印滚筒金属体膨胀对印刷网点造成的扩张，这只要在正常印刷时在待印的薄膜或纸张表面再黏一层薄薄的塑料封箱带，通常这种单面胶带的厚度在60μm左右，此时不重调印刷压力，也就意味着版辊与中心压印滚筒的间隙比正常条件下增加了60μm左右。观察一下在胶带上的网点大小，并与不黏胶带处的网点作比较，我们就能明白这意味着什么。

中心压印版滚筒由于有恒温水的控制，且进出水管口径约在2～3英寸，一定的水压与流速，可以平衡一些中心滚筒表面的温升。但要精确控制好温升，从目前的印刷机制造技术上分析还较困难。笔者曾测定过一欧洲著名品牌的柔印机，在开机初始，半导体点温计显示滚筒表面温度为30℃，运行2小时后再测，温度提升到40℃以上。滚筒表面温度上升到一定温度以后，动态会得到平衡，不会继续再往上升。就是这10多度的温升，确实已对卫星式柔印机的印刷压力控制造成网点扩张的致命影响。