Simulation of stress-strain state of corrugated cardboard in flexographic printing and its influence on imprints quality

Author(s) Collection number Pages Download abstract Download full text
Огірко М. О., Havenko S. F., Лабецька М. Т., Чубак Є. № 1 (62) 122-132 Image Image

Здійснено імітаційне моделювання напружено-деформованого стану пяти­шарового гофрокартону під час друкування на аркушевій флексографічній машині. Дослідження базуються на основних рівняннях теорії розрахунку напружень і деформацій, що враховують геометричну та фізичну нелінійність у пружних тілах з не стисливого матеріалу, який перебуває під дією силових полів. Передбачається, що аркуш гофрокартону не повинен підлягати заминанню при друкуванні, так як це приводить до спотворення елементів зображення. Сформульована задача оптимізації напружено-деформованого стану гофрокартону на основі нелінійної просторової теорії пружності дає змогу розглянути множину часткових задач при конкретизації функції керування, критерій оптимізації інтенсивності на­пру­жень; переміщення точок тіла, що деформуються, в заданому напрямі. Для визначення оптимального напружено-деформованого стану гофрокартону прий­нято різницевий метод підвищення точності. Розглянуто максимальні де­фор­мації при стисканні конструкції аркуша гофрокарону, задрукованого з боку гофри В і Е, залежно від прикладеної сили для різних значень кута при ос­нові хвилі гофри. Досліджено якість відбитків, отриманих на аркушевих ма­шинах флексографічного друку. Отримані значення таких показників, як оп­тич­на щільність, тоно­від­творення, стабільність друку, роздільна здатність, підтвердили, що у зонах ви­соти хвилі гофри спостерігається більший тиск друку, що призводить до кра­щого перенесення фарби. Одночасно, відбитки, отримані при задруковуванні гоф­рокартону з боку гофри Е, мають кращі значення, ніж з боку гофри В, що оче­видно пояснюється рівномірнішим розподілом напружень і деформацій з боку мен­шої висоти гофри Е. Виявлено на відбитках з боку гофри В дефект відомий як «пральна дошка» – поява темних і світлих смуг на зображенні, чого не видно на від­битку з боку гофри Е, чим підтверджується вплив напруженого деформованого стану гофрокартону на якість зображень. Підтверджено рівномірніший розподіл тиску, перерозподіл напружень при задруковуванні лайнеру з боку меншої висоти гофри Е , що свідчить про утворення якісніших відбитків при post-print.

Ключові слова: гофрокартон, флексографія, друкування, моделювання.

doi: 10.32403/1998-6912-2021-1-62-122-132


  • 1. Kubera, H. (2012). Problems and conditions for the development of future packaging. Pa­ckaging industry in Poland. State. Perspectives. Offer. Warsaw: Polish Chamber of Packa­ging (in Polish).
  • 2. Eco-friendly packaging fosters sales growth. Paper review. (2017) (in Polish).
  • 3. Corrugated board structure: features, marking, types. Retrieved from http://www.mpzp.ru/art/63781917.html (in Russian).
  • 4. Ischimenler, E. (2017). «Digital» on corrugated cardboard. Packaging, 6, 38–39 (in Ukrainian).
  • 5. Havenko, S., Ohirko, M., Ryvak, P., & Kotmalyova, O. (2020). Determination of factors influencing the quality of test imprints of flexographic printing. East European Journal of Advanced Technologies, 2, 5 (104), 53–63 (in Ukrainian).
  • 6. Blagodir, O., & Velychko, O. (2016). Study of anilox cell geometry impact on the ink volume transferred to the printing plate. Paper review, 1 (7), 49–53 (in Polish).
  • 7. Stępień, K. (2017). Method and device for the control and the management of the printing parameters of a flexographic printing machine. Packaging, 4, 79–96 (in Polish).
  • 8. Yusof, M. S., Ahmad Zaidi, A. M., Claypole, T. C., & Gethin, D. T. (2007). The Effects of Annilox Roller on Fine Line Printing in Flexographic Printing Process. Proceedings 2nd International Conference on Print and Media Technology. Chemnitz (in English).
  • 9. Yusof, M. S., Claypole, T. C., Gethin, D. T., & Ahmad Zaidi, A. M. (2008). Application of Finite Elements on Non-Linear Deformation of Flexographic Photopolymer Printing Plate. Proceedings of the World Congress on Engineering 2008, II WCE 2008, July 2–4 (in English).
  • 10. ІSO 12647-6:2012. Graphic technology - Process control for the production of half-tone colour separations, proofs and production prints - Part 6:Flexographic printing (in English).
  • 11. Alexandrov, A. V., & Potapov, V. D. (1990). Fundamentals of the theory of elasticity and plasticity. Higher school (in Russian).
  • 12. Bozhidarnik, V. V., & Sulim, G. T. (1999). Elements of the theory of plasticity and strength. Lviv : Svit (in Ukrainian).