Habes, Constantin ; Diehl, Elisabeth ; Sauer, Hans Martin ; Rothmann-Brumm, Pauline ; Ulbrich, Stefan ; Marschall, Holger (2023)
Numerical investigation and optimization of doctor blading in the gravure printing process.
doi: 10.21203/rs.3.rs-3376786/v1
Report, Bibliographie
Kurzbeschreibung (Abstract)
The correct choice of the doctor blade angle is essential in rotogravure printing to achieve efficient removal of excess ink and entrained air for optimal filling of gravure cells. An improper doctor blade angle can lead to the entrapment of air bubbles within or significant underfilling of the engraved cells, which can result in print defects such as voids, streaks, and ink splatter. In this paper, we propose a numerical setup that allows to calculate the optimal doctor blade angle for a given gravure cell shape and ink properties. The doctor blade angle optimization procedure utilizes the Gauss-Newton method while the ink acquisition and doctor blading process is simulated using the Computational Fluid Dynamics (CFD) software OpenFOAM. Moreover, the numerical setup involves a fully automatized geometry generation and meshing procedure which makes the whole setup very flexible and enables its use for further optimization studies.
The findings presented in this paper provide insights into the role of the doctor blade angle in rotogravure printing and show a global trend of smaller angles leading to improved air removal. This result can potentially be exploited to optimize the printing process and reduce print defects.
| Typ des Eintrags: | Report |
|---|---|
| Erschienen: | 2023 |
| Autor(en): | Habes, Constantin ; Diehl, Elisabeth ; Sauer, Hans Martin ; Rothmann-Brumm, Pauline ; Ulbrich, Stefan ; Marschall, Holger |
| Art des Eintrags: | Bibliographie |
| Titel: | Numerical investigation and optimization of doctor blading in the gravure printing process |
| Sprache: | Englisch |
| Publikationsjahr: | 2023 |
| Kollation: | 23 Seiten |
| DOI: | 10.21203/rs.3.rs-3376786/v1 |
| Kurzbeschreibung (Abstract): | The correct choice of the doctor blade angle is essential in rotogravure printing to achieve efficient removal of excess ink and entrained air for optimal filling of gravure cells. An improper doctor blade angle can lead to the entrapment of air bubbles within or significant underfilling of the engraved cells, which can result in print defects such as voids, streaks, and ink splatter. In this paper, we propose a numerical setup that allows to calculate the optimal doctor blade angle for a given gravure cell shape and ink properties. The doctor blade angle optimization procedure utilizes the Gauss-Newton method while the ink acquisition and doctor blading process is simulated using the Computational Fluid Dynamics (CFD) software OpenFOAM. Moreover, the numerical setup involves a fully automatized geometry generation and meshing procedure which makes the whole setup very flexible and enables its use for further optimization studies. The findings presented in this paper provide insights into the role of the doctor blade angle in rotogravure printing and show a global trend of smaller angles leading to improved air removal. This result can potentially be exploited to optimize the printing process and reduce print defects. |
| Freie Schlagworte: | SFB1194_B07, CFD Simulation, VOF Method, Optimization, Gravure Printing, Forced Wetting, Doctor Blading |
| Zusätzliche Informationen: | Preprint Article |
| Fachbereich(e)/-gebiet(e): | DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 1194: Wechselseitige Beeinflussung von Transport- und Benetzungsvorgängen DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 1194: Wechselseitige Beeinflussung von Transport- und Benetzungsvorgängen > Projektbereich B: Modellierung und Simulation DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 1194: Wechselseitige Beeinflussung von Transport- und Benetzungsvorgängen > Projektbereich B: Modellierung und Simulation > B04: Simulationsbasierte Optimierung und Optimales Design von Experimenten für Benetzungsvorgänge DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 1194: Wechselseitige Beeinflussung von Transport- und Benetzungsvorgängen > Projektbereich C: Neue und verbesserte Anwendungen DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 1194: Wechselseitige Beeinflussung von Transport- und Benetzungsvorgängen > Projektbereich C: Neue und verbesserte Anwendungen > C01: Mechanische Zwangsbenetzung von Oberflächen durch gravierte Tiefdruckzylinder |
| Hinterlegungsdatum: | 07 Dez 2023 12:56 |
| Letzte Änderung: | 07 Dez 2023 12:56 |
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