Untersuchung zur Kratz- und Auflagenbeständigkeit von direkt bebilderten Druckplatten beim Offsetdruck

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1 Untersuchung zur Kratz- und Auflagenbeständigkeit von direkt bebilderten Druckplatten beim Offsetdruck Kapitelnummer Stichwort (Langfassung) Druckmessung beim Tragen von Druckplattenpaketen

2 Aufbau und Einrichten der Messumgebung Um die beim Anheben und Tragen von Druckplatten aufgebrachten Kräfte zu analysieren, wurde ein Messaufbau konzipiert. Dieser besteht aus einem Piezoelektrischen Sensor, der mit einem Messverstärker (Abb. 1, linkes Gerät) verbunden ist. Über den Messvertärker kann die Empfindlichkeit des Messaufbaus an die jeweilige Messaufgabe angepasst werden. Vom Ausgang des Messaufbaus wird das verstärkte Signal simultan an eine Visualisierungseinheit (Abb. 1, mittleres Gerät) und ein Oszilloskop (Abb. 1, rechtes Gerät) geliefert. Die Visualisierungseinheit zeigt die empfangenen Spannungswerte in der mechanischen Einheit Newton [N] an. Dies dient vor allem zum Einrichten der Empfindlichkeit des Messverstärkers. Am Oszilloskop können die empfangenen Spannungswerte visualisiert und aufgezeichnet werden. Abb. 1: Messaufbau zur Aufnahme der generierten Spannungswerte; links: Messverstärker; mittig: Visualisierungseinheit; rechts: Oszilloskop. Zunächst mussten die Messinstrumente so eingerichtet werden, dass die über das Oszilloskop aufgezeichneten Spannungswerte in eine entsprechenden Kraft bzw. Gewichtsbelastung umgerechnet werden können. Dazu wurde ein kalibriertes Gewicht mit der Masse 1 kg verwendet. Mit diesem Gewicht konnte die Eingangsempfindlichkeit in Coulomb [C] und die Verstärkungsleistung des Messverstärkers so eingestellt werden, dass die Visualisierungseinheit für 1 kg ca. 9,8 N anzeigte. Hierfür wurde das Gewicht zunächst auf dem Sensor platziert und die Spannungserzeugung durch Dekompression genutzt, da beim Aufstellen des Gewichts stets Schwingungen entstehen und so keine aussagekräftige Messung möglich ist. Mit der angewendeten Methode hingegen schon: sobald das Gewicht auf dem Sensor ruht, kann es nach oben abgehoben werden. Der am Oszilloskop bzw. dem Visualisierungsgerät angezeigt wert entspricht dann der Druckänderung von 1 Kg. Seite 2 von 6

3 Nach dem Einrichten wurden dann mehrere, in der Masse ansteigende Gewichte auf dem Sensor platziert und die Spannungswerte nach dem Abheben der Gewichte mit dem Oszilloskop aufgenommen. Jedes Gewicht wurde dabei fünfmal abgehoben. Die Ergebnisse wurden analysiert und die Mittelwerte gebildet. In Abbildung 2 sind exemplarisch die aufgenommenen Spannnungskurven für das Gewicht mit der Masse von einem Kilogramm dargestellt. Tabelle 1 enthält eine Übersicht zu den verwendeten Gewichten und den korrespondierenden Spannungswerten. Abb. 2: Verlauf der piezoelektrischen Spannung beim Abheben des Gewichts mit der Masse 1 kg; dargestellt sind fünf Durchgänge. Masse der verwendeten Gewichte in Kilogramm Gemittelte Spannungswerte nach Abheben in Volt 1-0,22 2-0,42 3-0,60 5-1,06 8-1,54 Tab. 1: Übersicht zu den gemittelten Spannungswerten nach Abheben in Volt bei der Verwendung unterschiedlicher Gewichte. Seite 3 von 6

4 Über die Ausgleichsgerade (Abb. 3, rote Linie) der Wertepaare kann der mathematische Zusammenhang des Prüfaufbaus beschrieben werden. Die aufliegende Masse m kann anhand der gemessenen Spannungswerte (V) näherungsweise wie folgt berechnet werden: Gl.01 Abb. 3: Gegenüberstellung der Gewichtsmassen und der gemittelten gemessenen Spannungswerten in Volt. Seite 4 von 6

5 Ermittlung praxisgerechter Druckbelastungen Um praxisgerechte Werte für typische Druckkräfte beim Anheben und Tragen von Druckplatten zu identifizieren, wurde der piezoelektrischer zwischen den Druckplatten eines Druckplattenpakets angebracht. Abb. 4: Anbringung des piezoelektrischen Sensors zwischen den Druckplatten des anzuhebenden Druckplattenpakets. Abb. 5: Darstellung der Handhaltung beim Anheben des Druckplattenpakets. Der Versuchsaufbau und die Anbringung des piezoelektrischen Sensors sind in den Abbildungen 3 bis 5 dargestellt. Als zu hebendes Druckplattenpaket wurden 16 Druckplatten im Format 745 mm x 605 mm x 0,3 mm ausgewählt. Dieses Paket hat eine Masse von 5,6 Kilogramm und repräsentiert Druckaufträge in der Farbigkeit 4/4C bzw. 8C im Druckformat 3b. Der Sensor wurde in der Mitte des Druckplattenpakets angebracht. Für die Versuchsreihen wurden fünf unterschiedliche Personen ausgewählt (eine weibliche Probandin, vier männliche Probanden). Zwei der Probanden waren Novizen, die anderen drei Probanden hatten Erfahrung im Umgang mit Druckplatten. Nach den Erläuterungen zur Versuchsdurchführung durften die Probanden die Druckplattenpakete probehalber anheben. Aus Pilotversuchen wurde ermittelt, dass die Probanden eine Gewöhnungsphase beim Anheben der Plattenpakete zeigen (Trainingseffekt): bei den ersten Versuchen drücken die Probanden die Druckplatten in der Regel stärker zusammen, da Ihnen das Gewicht unbekannt ist. Seite 5 von 6

6 Nach der Eingewöhnungsphase hatten die Probanden die Aufgabenstellung, das Druckplattenpaket in fünf separaten Durchgängen anzuheben. Dabei wurde stets darauf geachtet, dass die Handhaltung der Probanden ähnlich war und ein entsprechender Gegendruck auf der Druckplattenrückseite ausgeübt wurde. Durch die Druckveränderung beim Fassung und Anheben des Druckplattenpakets erzeugt der piezoelektrische Sensor positive Spannungswerte. Abbildung 6 zeigt exemplarisch die Spannungsverläufe über 500 Millisekunden bei den fünf Durchgängen eines Probanden. Für jede der aufgenommenen Spannungskurven wurde jeweils der Durchschnittswert ab einem stabilen Kurvenverlauf (Heben) errechnet. Als Ergebnis konnte eine Gewichtsmasse von 2,6 kg ± 6 kg berechnet werden. Abb. 6:Exemplarische Darstellung von fünf Messdurchgängen (gleicher Proband) beim Anheben und Halten von 16 Druckplatten. Seite 6 von 6