CH708303B1 - Verfahren zur Beschichtung der zylindrischen Oberfläche einer Rasterhülse für eine Druckmaschine und Rasterhülse, die gemäss dieses Verfahrens vorbereitet wird. - Google Patents

Verfahren zur Beschichtung der zylindrischen Oberfläche einer Rasterhülse für eine Druckmaschine und Rasterhülse, die gemäss dieses Verfahrens vorbereitet wird. Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regenerierung oder Neuherstellung einer zylindrischen Oberfläche für eine Druckmaschine durch eine neue Beschichtung, wobei die Beschichtung gegen Verschleiss und Korrosion schützt. Diese Beschichtung betrifft eine Wolfram-Karbid-/Kobalt-/Metall-keramische Schicht, welche durch ein HVOF-Verfahren auf die Oberfläche aufgebracht wird. Der Hülse ist mit einer gravierfähigen Oberflächenschicht aus einer Wolfram-Karbid-/Kobalt-/Metall-keramische Schicht versehen, welche auf einen Haftungsgrund (HG) aufgebracht ist.

Description

Beschreibung
Technischer Bereich [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung der zylindrischen Oberfläche einer Rasterhülse für eine Druckmaschine, wobei die Beschichtung gegen Verschleiss und Korrosion geschützt ist.
[0002] Die Erfindung betrifft auch eine Rasterhülse mit einer Beschichtung ihrer zylindrischen Oberfläche für eine Druckmaschine, welche gemäss dieses Verfahrens vorbereitet wird.
Stand der Technik [0003] Der Stand der Technik in einer Druckmaschine betrifft beschichtete Walzen oder Hülsen, sogenannte «sleeves», die über eine Vielzahl von Beschichtungswerkstoffen und -arten verfügen. Besonders bei den medienübertragenden Walzen und/oder Zylindern aus metallischen Werkstoffen sind Keramik-Beschichtungen gegen Verschleiss und Korrosion bekannt. [0004] Die bisher verwendeten Oberflächen zur Übertragung von Farben durch Rasterwalzen oder des Druckbildes durch Tiefdruckzylinder werden mit einer keramischen Schicht versehen, die nachträglich mit einem Laser strukturiert wird. Zudem sind Tiefdruckzylinder bekannt, die eine metallische Oberfläche aufweisen und elektromechanisch mittels Stichel, aber auch mittels Laser graviert werden. Die verwendeten Werkstoffe sind weiche Metalle sowie z.B. Kupfer und Zink, die anschliessend verchromt werden. Darüber hinaus ist auch das nasschemische Ätzen einer, mittels Laser belichteten, Struktur ein gängiges Verfahren.
[0005] Die bisherigen Lösungen basieren auf der Gravurfähigkeit der Materialien, verbunden mit einem möglichst hohen Verschleisswiderstand und einem ausreichenden Korrosionsschutz gegen aggressive Druck- und Reinigungsmedien.
[0006] Dies ist insbesondere bei thermisch beschichteten keramischen Werkstoffen problematisch, da diese Werkstoffe zumeist eine Grundporosität aufweisen und somit trotz hoher Härte ausbrechen können. Infolge der Poren können Medien bis zum Grundkörper durchdringen, was bisher durch Zwischenschichten und/oder zusätzliche Siegler, die die Poren füllen, unterdrückt wurde. Weiche metallische Schichten müssen nachträglich durch eine anschliessende Verchromung gegen Verschleiss geschützt werden. Ein weiteres Kriterium bei medienübertragenden strukturierten Walzen ist das Belastungskollektiv auf der Walzenoberfläche. Aufgrund des darauf gleitenden Rakelmessers, welches zur genauen Dosierung der Farbe dient, kommt es bei scharfkantigen Strukturen verbunden mit der hohen Härte zu einem erhöhten Rakelverschleiss. [0007] Die traditionelle Beschichtung ist eine thermisch beschichtete Chromoxyd-Keramik, die aufgrund einschlägiger Umweltvorschriften bei der Fertigung einen hohen Aufwand bzgl. Absaugung und Filterung erfordert. Bei der Herstellung gibt es teilweise Ausschuss durch Fleckenbildung in der Schicht. Die Ursache dafür ist Schleifwasser bzw. Finishwasser, das bedingt durch die typische Porosität und Rauigkeit in die Oberfläche eindringt und erst nach der Gravur als Flecken wieder sichtbar wird.
[0008] Weitere Nachteile der bekannten Technologie sind z.B. Verschmutzungen durch Restfarben in den Näpfchen, die ein Reinigen der Oberflächen mit aggressiven Reinigern und Ultraschall notwendig machen. Dadurch kann eine Unterkorrosion entstehen, die zu einem vorzeitigen Ausfall führt.
[0009] In den meisten neuen Druckmaschinen werden anstelle von schweren Walzen, Hülsen, sogenannte «sleeves», eingesetzt. Hierbei handelt es sich um eine Hülse, die aus unterschiedlichen Materialien zusammengesetzt ist. In der Regel gibt es eine Glasfaserinnenhülse, darüber eine kompressible Schicht und zuletzt ein Aluminiumrohr, auf welches die Metall-Keramik im Plasmaspritzvefahren aufgebracht wird. Die Hülse lässt sich über einen in der Druckmaschine installierten Dorn schieben. Während dieses Vorgangs wird Luft unter Druck durch den Dorn geleitet, die durch entsprechende Bohrungen an die Oberfläche des Dorns gelangt und die Hülse auf einem Luftpolster aufgleiten lässt. Solche «sleeves» oder Hülsen sind viel leichter als Walzen und lassen sich aufgrund des Systems sehr schnell ein und ausbauen.
[0010] Zum Stand der Technik gehört die internationale Patentanmeldung Nr. WO 2006/089 519, welche einen beschichteten Körper, insbesondere eine Walze aus Kohlenfaserverstärktem Kunststoff, für Papier- und Druckmaschinen aufweist. Der Körper weist eine Haftvermittlerschicht aus duktilem Metall auf, das aus der Gruppe Kupfer, Nickel, Eisen, Blei und Zinn ausgewählt und durch Plasmaspritzen aufgetragen wird.
[0011] Zum Stand der Technik gehört auch die britische Patentschrift GB 2 423 053 mit einer Rolle aus Keramik oder Hartmetall, wobei Zellen auf die Oberfläche mit einem Laser gebildet werden.
Zusammenfassung der Erfindung [0012] Um die obigen Nachteile verschleiern zu können, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, um eine neue Beschichtung auf eine Hülse oder eine Walze für eine Druckmaschine aufzutragen, wobei diese Beschichtung sich einfach auftragen lässt und guten Verschleiss- und Korrosionsschutz aufweist.
[0013] Die überraschende Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass das Verfahren zur Beschichtung einer zylindrischen Oberfläche einer Rasterhülse für eine Druckmaschine, gemäss dem Oberbegriff, dadurch gekennzeichnet ist, dass, zur Beschichtung der zylindrischen Oberfläche eine Wolfram-Karbid7Kobalt-/Metall-keramische Schicht aufgetragen wird, wobei diese Metall-keramische Schicht durch ein HVOF-Verfahren aufgebracht wird.
CH 708 303 B1 [0014] Bei einer Regenerierung einer bereits benutzten Rasterhülse für eine Druckmaschine wird vorzugsweise zuerst die abgenutzte Gravur und Altschicht von der Oberfläche abgeschliffen und darüber eine WC-Co-Beschichtung durch das HVOF-Verfahren aufgebracht.
[0015] Vorteilhaft kann ein Haftungsgrund auf die Oberfläche aufgebracht werden, der als Untergrund für die Oberflächenschicht aus WC-Co vorgesehen ist.
[0016] Die Rasterhülse der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass, die Rasterhülse eine Innenhülse aufweist, die aus einem vorzugsweise leichten Kunststoff hergestellt ist, worauf eine Zwischenschicht, die aus einem kompressiblen Kunststoff hergestellt, aufgetragen wird, ein Leichtmetallrohr, das über der Zwischenschicht liegt, einen Haftgrund der auf der Oberfläche des Leichtmetallrohrs aufgebracht wird und eine WC-Co-keramische Schicht, wobei die WC-Co-Metall-keramische Schicht durch einen HVOF-Prozess aufgetragen wird.
[0017] Die Innenhülse wird vorteilhaft aus glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellt.
Zusammenfassende Beschreibung der Zeichnungen [0018] Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 zeigt einen Durchschnitt der Oberflächenschicht der Hülse gemäss der Erfindung, und
Fig. 2 ist eine Perspektivenansicht der Hülse gemäss der Erfindung.
Beste Art der Ausführung der Erfindung [0019] Die Versuche haben erlaubt, erstmalig in einer neuartigen Entwicklung die technischen Voraussetzungen zu schaffen, eine gravurfähige WC-Co-Beschichtung im HVOF-Verfahren anbieten zu können, welche auf einer leichten Hülse beschichtet ist.
[0020] Zur Herstellung oder vorzugsweise zur Regenerierung einer Rasterhülse mit einer Beschichtung einer zylindrischen Oberfläche für eine Druckmaschine wird zuerst eine Innenhülse hergestellt, die aus einem vorzugsweise leichten Kunststoff ist. Dieser leichte Kunststoff besteht z.B. aus glasfaserverstärktem Harz. Eine Zwischenschicht aus einem kompressiblen Kunststoff wird auf die Innenhülse aufgesetzt. Darüber wird ein Leichtmetallrohr gezogen, worauf ein Haftgrund gebracht wird. Eine WC-Co-Metall-keramische Schicht wird auf die Haftung aufgetragen, wobei die WC-Co-Metall-keramische Schicht durch einen HVOF-Prozess gespritzt wird.
[0021] Die Vorteile dieser Beschichtung, die bei besonderer Beanspruchung ggf. auch mit einem Haftgrund (HG) versehen werden kann, liegen zum einen in der veränderten Oberflächenenergie der Gravur, die zu einer verbesserten Farbannahme und -abgabe führt. Des Weiteren bietet diese Beschichtung einen geringeren Verschleiss sowie ein verbessertes Reinigungsverhalten der gravierten Oberfläche. Dadurch können zudem weniger aggressive Reiniger verwendet werden, was eine positive Auswirkung auf die Umwelt und die Arbeitssicherheit hat. Da die WC-Co-Schicht zudem eine geringere Porosität aufweist, ist daher die Gefahr einer Unterkorrosion fast nicht mehr gegeben. Dies führt insgesamt zu deutlich geringeren Stillstandszeiten der Anlagen.
[0022] Da fast alle neuen Druckmaschinen, welche im Verpackungsdruck eingesetzt werden, Zentralzylindermaschinen sind, werden sie auch mit Hülsensystemen versehen. Die Erfindung verbindet somit alle zuvor genannten Vorteile der WC-Co-Schicht mit den Vorteilen eines Hülsensystems, welches einen einfachen und schnellen Wechsel der Rasterhülsen zulässt.

Claims (5)

  1. Patentansprüche
    1. Verfahren zur Beschichtung der zylindrischen Oberfläche einer Rasterhülse für eine Druckmaschine, wobei die Beschichtung gegen Verschleiss und Korrosion geschützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass, zur Beschichtung der zylindrischen Oberfläche eine Wolfram-Karbid7Kobalt-/Metall-keramische Schicht aufgetragen wird, wobei diese Metall-keramische Schicht durch ein HVOF-Verfahren aufgebracht wird (High-Velocity-Oxygen-Fuel/Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen).
  2. 2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Regenerierung einer Rasterhülse für eine Druckmaschine zuerst die abgenutzte Gravur und Altschicht von der Oberfläche abgeschliffen und darüber die Wolfram-Karbid7Kobalt-/Metall-keramische Schicht durch das HVOF-Verfahren aufgebracht wird.
  3. 3. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Haftungsgrund auf die Oberfläche aufgebracht wird, die als Untergrund für die Wolfram-Karbid7Kobalt-/Metall-keramische Schicht vorgesehen ist.
  4. 4. Rasterhülse mit einer Beschichtung einer zylindrischen Oberfläche einer Rasterhülse für eine Druckmaschine, welche gemäss eines Verfahrens gemäss Anspruch 3 beschichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Rasterhülse eine Innenhülse aufweist, die aus einem vorzugsweise leichten Kunststoff, d.h. aus glasfaserverstärktem Harz, hergestellt ist, worauf eine Zwischenschicht, die aus einem kompressiblen Kunststoff hergestellt ist, aufgetragen ist, ein Leicht
    CH 708 303 B1 metallrohr, das über der Zwischenschicht liegt, einen Haftungsgrund, der auf der Oberfläche des Leichtmetallrohrs aufgebracht ist und eine Wolfram-Karbid7Kobalt-/Metall-keramische Schicht, wobei die WC-Co-Metall-keramische Schicht durch ein HVOF-Prozess aufgetragen ist.
  5. 5. Rasterhülse gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenhülse aus glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellt ist.
    CH 708 303 B1
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