Come ingegnere meccanico con una lunga esperienza nella progettazione di macchine da stampa flessografiche, posso affermare con sicurezza che il vero cuore di una buona macchina non sono solo le sue componenti meccaniche, ma soprattutto il flusso invisibile e ad alta velocità dell’inchiostro che la attraversa. Per anni, ottimizzare questo flusso, sia in sistemi a camera chiusa, a racla singola o a due rulli, è stato un processo basato su esperienza, intuizione e numerosi tentativi pratici. Oggi, però, tutto è cambiato grazie alla Fluidodinamica Computazionale (CFD).
Ma cos’è la CFD?
Si tratta di un software digitale in grado di simulare con estrema precisione il comportamento dell’inchiostro nei diversi sistemi di inchiostrazione, che siano a camera chiusa, un sistema aperto con racla singola, oppure un sistema a due rulli. Inserendo le proprietà fisiche dell’inchiostro (viscosità, densità, tensione superficiale) e le condizioni operative (velocità, forze meccaniche), il programma esegue milioni di calcoli per creare mappe dinamiche di flusso, pressione e velocità. In questo modo si ottiene una “visione a raggi X” del movimento dell’inchiostro, molto prima di costruire la macchina.
Questa capacità è fondamentale soprattutto per affrontare le sfide delle alte velocità, dove la dinamica dell’inchiostro diventa complessa e difficile da controllare.
Nei sistemi con rullo in gomma, ad esempio, la CFD consente di prevenire la formazione di un eccesso d’inchiostro nel punto di contatto tra i rulli, evitando così la loro separazione e la fuoriuscita incontrollata dell’inchiostro.
Nei sistemi aperti a racla singola, la CFD è fondamentale per prevenire sia la carenza d’inchiostro sia la formazione di schizzi. Se la vaschetta non rifornisce rapidamente la superficie dell’anilox, si rischia la carenza d’inchiostro con conseguente alimentazione insufficiente. Allo stesso tempo, gli schizzi possono compromettere la qualità e l’efficienza della stampa. Grazie alla CFD è possibile studiare con precisione la dinamica dell’inchiostro nella vaschetta e simulare il suo movimento sull’anilox. Questo permette di ottimizzare la forma della vaschetta e la posizione degli ingressi per mantenere un flusso costante. Inoltre, si studia la turbolenza generata dalla racla per individuare angolazione e pressione ideali, ottenendo una raclatura efficace senza nebulizzazione d’inchiostro e migliorando la qualità complessiva della stampa.
Le simulazioni consentono anche di prevedere a quale velocità si manifesta un fenomeno simile all’aquaplaning, così da regolare durezza della gomma, pressione del nip e design delle paratie laterali, mantenendo stabile il film d’inchiostro e prevenendo fuoriuscite.
Infine, sia per sistemi a camera chiusa che aperti, la CFD è fondamentale per progettare geometrie interne che evitino carenze d’inchiostro e bolle d’aria, assicurando una pressione uniforme lungo la racla per una raclatura perfetta e una maggiore vita utile della racla.
Il risultato finale è una macchina flessografica capace di lavorare a velocità molto più elevate senza compromessi sulla qualità.
Scritto da Dario C. | Team Giugni®
