اللفات الحرارية وتقنيات التحليل المقترحة
تتكون لفات وسائط الطباعة الحرارية في هذا النوع من المنتجات من قلب أو محور Core/Spindle، ومن شريط أو ورقة طباعة، ويفضل أن تكون مستمرة، وبعرض يساوي تقريبًا عرض القلب أو المحور.
يتم لف ورق الطباعة حول القلب أو المحور لتكوين طبقات من الورق، بحيث تصل سماكة الورق الملفوف إلى نصف بوصة على الأقل، ويتم قياس ذلك من محيط القلب أو المحور حتى الطبقة الخارجية من وسيط الطباعة الموجود على اللفة.
وقد يحتوي أحد جانبي لفة وسيط الطباعة على علامة أو انطباع يستخدم كوسيلة للتعريف باللفة.
ويقصد بجوانب لفة وسيط الطباعة المناطق التي تظهر فيها حواف الورق الملفوف.
أما مصطلح Impression أو الانطباع، فقد يشمل انخفاضات سطحية بسيطة، أو إعادة محاذاة حواف وسيط الطباعة الملفوف، أو إعادة ترتيب الألياف الموجودة داخل الورق.
وفي بعض الحالات قد تحدث إعادة محاذاة الحواف أو الألياف دون وجود انخفاض واضح يمكن ملاحظته على سطح اللفة.
تطور لفات الورق الحراري
لم تعد الصورة القديمة عن لفات الورق الحراري صحيحة تمامًا.
ففي الماضي كان الورق الحراري يعتبر خيارًا أقل شيوعًا بسبب ارتفاع تكلفته نسبيًا وقصر مدة بقاء الطباعة في بعض الأنواع.
لكن التطورات التقنية أدت إلى تحسين المواد المستخدمة في تصنيع الورق الحراري، بما في ذلك الطبقات الكيميائية والمواد الأساسية الأكثر متانة.
تحديث: أصبح الورق الحراري اليوم واسع الاستخدام في الإيصالات، وأجهزة نقاط البيع، وبعض الطابعات المحمولة وطابعات الملصقات.
ومع ذلك، فإن مدة بقاء الطباعة الحرارية لا تكون متساوية في جميع أنواع الورق، إذ يمكن أن تتأثر بالحرارة والضوء والرطوبة والاحتكاك وبعض المواد الكيميائية.
لذلك إذا كانت الوثائق بحاجة إلى الاحتفاظ بها لسنوات طويلة، فمن المهم استخدام ورق حراري مخصص للأرشفة أو الاحتفاظ بنسخة رقمية من المستندات المهمة.
تحليل البكرات الحرارية في عمليات الصب
ينتقل المقال الأصلي بعد ذلك إلى موضوع تقني مختلف يتعلق بالبكرات المستخدمة في عملية الصب المستمر بطريقة البكرتين Twin-Roll Strip Continuous Casting.
تم حساب قوة الدرفلة وسلوك تشوه البكرة من أجل تقدير الخصائص الحرارية لبكرة الصب.
ولحساب قوة الدرفلة، يتم افتراض العلاقة بين إجهاد التدفق والانفعال لمادة البكرة وسبائك الصب باعتبارها دالة تعتمد على معدل الانفعال ودرجة الحرارة.
ويرجع ذلك إلى أن الخصائص الميكانيكية لمواد الصب يمكن أن تتغير مع تغير درجة الحرارة.
استخدام بيانات المجال الحراري
تم استخدام بيانات المجال الحراري الخاصة ببكرة الصب من أجل تقدير مقدار التشوه الذي قد يحدث للبكرة أثناء التشغيل.
ولهذا تم تطوير نماذج عددية تأخذ في الاعتبار التأثيرات الحرارية وقوى الدرفلة بهدف تقدير العمر التشغيلي للبكرة.
ويتم حساب عمر البكرة مع مراعاة الدورة الحرارية بالاعتماد على نتائج التحليل المرن واللدن الحراري Thermal Elastic-Plastic Analysis.
كما يمكن التعبير عن عمر البكرة من خلال عدد دوراتها أثناء التشغيل، مع مقارنة النماذج التي تحتوي على شقوق دقيقة في سطح البكرة بالنماذج التي لا تحتوي عليها.
الخصائص الميكانيكية الحرارية
من أجل الحصول على توزيع الانفعال اللدن داخل بكرة الصب، يتم تحديد الخصائص الحرارية والميكانيكية لغلاف البكرة المصنوع من سبيكة نحاسية.
ويتم ذلك باستخدام اختبار شد أحادي المحور Uniaxial Tensile Test عند درجات حرارة مختلفة.
وتساعد البيانات الناتجة على فهم كيفية تغير خصائص المادة عندما ترتفع أو تنخفض درجة الحرارة أثناء عملية الصب.
وقد ساعدت تقنيات التحليل المقترحة على تحسين تصميم بكرات الصب وفهم الظروف التي يمكن أن تؤثر في عمرها التشغيلي.
تحديث حول تقنيات التحليل الحديثة
تستخدم عمليات التصميم الهندسي الحديثة بشكل واسع أدوات التحليل العددي والمحاكاة الحاسوبية لدراسة التأثير المشترك للحرارة والإجهاد والتشوه.
ومن بين الأساليب المستخدمة تحليل العناصر المحدودة Finite Element Analysis - FEA، الذي يسمح للمهندسين بمحاكاة توزيع درجات الحرارة والإجهادات والتشوهات قبل تصنيع الجزء واختباره فعليًا.
لكن النتائج تبقى مرتبطة بدقة النموذج وخصائص المواد والظروف التشغيلية المستخدمة في المحاكاة.
ما الفرق بين Thermal Paper Roll وCaster Roll؟
من المهم عدم الخلط بين المصطلحين الواردين في المقال الأصلي.
- Thermal Paper Roll: لفة من الورق الحراري تستخدم في الطابعات الحرارية وأجهزة نقاط البيع والإيصالات.
- Caster Roll: بكرة صناعية تستخدم في بعض عمليات تصنيع وصب المعادن.
وعلى الرغم من أن كلا الموضوعين وردا تحت مصطلح "Thermal Roll" في النص الأصلي، فإنهما يتعلقان بتطبيقين مختلفين تمامًا.
الخلاصة
شهدت تقنيات الورق الحراري تطورًا كبيرًا مقارنة بالأنواع القديمة، وأصبحت لفات الورق الحراري من المنتجات الشائعة في العديد من أنظمة الطباعة الحديثة.
وفي المجال الصناعي، تساعد تقنيات التحليل الحراري والميكانيكي على دراسة سلوك بكرات الصب وتقدير التشوه والعمر التشغيلي تحت تأثير الحرارة والقوى الميكانيكية.
وتسمح النماذج العددية والاختبارات الميكانيكية للمهندسين بتحسين تصميم هذه البكرات وتقليل احتمالات التلف أثناء التشغيل.