Entwicklung der Lasergravur- und Flexodruckplattenherstellungstechnologie
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Die Verwendung von Lasern als Hochleistungsmittel für die Plattenherstellung ist ein langfristiges Ziel der Druckvorverarbeitung und der Plattenherstellung. Laser werden seit den 70er Jahren als Hochenergie-Hochleistungs-Aufzeichnungswerkzeug versetzt. Der Bereich des Tiefdrucks spielt eine immer wichtigere Rolle. Auf der Grundlage der Computergrafikinformationsverarbeitung ist die Verwendung von Laser zur Abbildung und Ausgabe des Films und der Offsetdruckplatte das häufigste und vielversprechendste Offsetdruckverfahren. Die Bibliothek "CTFilm" und "CTPlate" ist selbstverständlich. Enthält Laserplattenaufzeichnungen.
Es ist bekannt, dass die elektronische elektromagnetische Tiefdruckgraviermaschine 1962 von der deutschen Firma Hell GmbH erfunden wurde. Dies ist sehr nahe an der Lasererfindungszeit. In der Tat versuchten die Techniker des Unternehmens damals, Laser zu verwenden, um verkupferte Zylinder zu gravieren. Aufgrund des hohen Reflexionsvermögens von Kupfer gegenüber Licht wandelten sie sich jedoch der Gravierung mit hochenergetischen Elektronenstrahlen zu und es gelang ihnen.
Der Tiefdruck der Tiefdruckplatte begann 1977, als Crosfield Electronics aus dem Vereinigten Königreich einen Laser verwendete, um eine Zelle auf einen Tiefdruckzylinder mit einer Polymerharzschicht zu gravieren, um einen Tiefdruckzylinder herzustellen. Obwohl das System aus Gründen wie Qualitätsstabilität usw. als nützliche Technologieforschung und Exploration nicht wirklich in die Praxis umgesetzt wurde, hat es darauf hingewiesen, dass sich die Laser-Tiefdruckplatte weiter entwickeln kann.
Auf der Drupa 2000, einer Druckveranstaltung, die im Mai dieses Jahres in Düsseldorf stattfand, haben die Menschen gesehen, dass die Technologie der Laserplattenaufzeichnung in die Praxis gekommen ist. Neben der zum Drucken von CTPlate verwendeten Technologie ist ein Hotspot geworden. Viele Hersteller haben die Markteinführung der Tiefdruckplatte und der Flexo-Laser-Fertigungsanlagen zu einem Highlight von CTP (Computer To Cylinder) gemacht.
Erstens die Art der Lasergravur-Tiefdrucktechnologie
In Bezug auf die Arten von Tiefdruckzellen gibt es im Allgemeinen vier Arten, nämlich Zellen mit variabler Fläche, konkave Tiefen, rechtsverändernde Zellen, flächen- und konkave Tiefe, variable Zellen und frequenzmodulierte Zellen. Beim heutigen Stand der Technik wurde die Lasergravur dieser vier Zellen erreicht.
1. Zelle mit variablem Bereich
Wie der Name schon sagt, reproduziert dieser Zelltyp die Änderung des Gradationsniveaus des Bildes nur durch Ändern seines offenen Bereichs. Der Bereich der Zelle in der Tiefe der Farbe ist groß, während der Bereich der Zelle in der flachen Farbe klein ist und die Tiefe des Lochs unverändert bleibt. In dieser Hinsicht ähnelt es dem Prinzip der Bildwiedergabe von versetzten Punkten. Daher wird diese Art von Tiefdruck auch "Punktgravur" genannt.
Es ist zu beachten, dass, obwohl das Grundprinzip der Bildtonwiedergabe dem des Offsetdrucks ähnlich ist, die Struktur des Hohlraums nicht von den grundlegenden technischen Anforderungen der Tiefdruckplatte getrennt werden kann. Das heißt: Die Maschenwand muss geformt und gehalten werden, nicht in der Druckplatte. Am Boden befindet sich eine große Fläche von Netto-Wänden. Daher ist es aufgrund der mikroskopischen Struktur der Zelle nicht gleich dem einfachen Punkt.
2. Konkave Tiefengitter mit variabler Tiefe
Dies ist die typischste Tiefdruckzelle, die häufig als "klassischer Tiefdruck" oder "traditioneller Tiefdruck" bezeichnet wird. Dieser Zellentyp ändert nur den Tonwert des Bildes, indem er die Tiefe der Zelle ändert. Die Farbe der Zellen ist tiefer in der Tiefe der Farbe, während die Zellen in der flachen Farbe flacher sind und der Bereich der Zellen unverändert bleibt.
Da die Zellfläche gleich ist, ist die Dicke der Netzwand gleich.
3. Variabler Netzbereich sowohl in der Fläche als auch unterhalb der Tiefe
Eine solche Zelle wird häufig auf einem Zylinder gefunden, der von einer mechanischen elektromagnetischen Gravurgraviermaschine graviert wird, die der am häufigsten verwendete Zelltyp für die Nicht-Laser-Elektroglasgravur ist. Die Eigenschaften der Zellen sind: Die Öffnungsfläche der Zelle in der Tiefe der Farbe und die Tiefe der Vertiefung sind groß und die Öffnungsfläche und die Tiefe der Vertiefung in der flachen Farbe sind klein, und es ist offensichtlich, dass Die Dicke der Maschenwand ist nicht gleich.
4. FM-Netzwerk
Durch Anwendung des FM-Rasters auf Tiefdruck für Tiefdruck können Sie FM-Tiefdruck erzeugen. Die Eigenschaften der Zellen sind: Die Fläche ist gleich und die räumliche Position auf der Tiefdruckplatte ändert sich zufällig. In ähnlicher Weise sollte die räumliche Position der FM-Zellen einigermaßen kontrolliert und nicht vollständig zufällig sein, um großflächige, wandfreie "Zonen" in den dunkel eingestellten Bereichen des Bildes zu vermeiden.
Zweitens das Grundprinzip und die Implementierung der Lasergravurgravur
Lasergravurgravur ist im Prinzip die Anwendung eines oder mehrerer energiereicher Laserstrahlen. Auf der Oberfläche der zu schnitzenden Trommel (Metallschicht oder Basislackschicht) wird die Form der Zellen der Zellen oder des freiliegenden Kupfers abgetragen und direkt gebildet. Die Zellendruckplatte ist bereit für die nachfolgende Bearbeitung der Zelle.
Wie aus den oben angegebenen Grundprinzipien ersichtlich, umfasst dies zwei geringfügig unterschiedliche Graviertechniken. Die erste besteht darin, die Metalloberfläche der Trommel direkt mit einem Hochenergie-Laser in eine Tiefdruckzelle zu gravieren (siehe Abbildung 5 links). Beim heutigen technischen Stand war die direkte Gravur der Kupferschicht nicht erfolgreich. Das Schweizer Unternehmen Daetwyler hat ein Kompromissverfahren eingeführt, um die Zinkschicht zu gravieren, um das Ziel der Lasergravur zu erreichen. Die zweite Methode besteht darin, eine schwarze Grundlackschicht auf die Kupferwalze aufzutragen, den Netzbereich mit einem Laser abzutragen und die Kupferschicht im Zellhohlraum freizulegen. Die Nicht-Zellstelle ist durch den Basislack geschützt und korrosionsbeständig. Eine zurückgesetzte Zelle kann erhalten werden. Dies ist die technische Lösung, die von HellBeam C2000 auf der Drupa 2000 eingeführt wurde.
Obwohl der Unterschied zwischen den beiden scheinbar klein ist, sind sie immer noch einzigartig in Bezug auf Details wie die Eigenschaften der Zellen und den Prozess.
Drittens der Vergleich zweier Lasergravurgraviertechniken
1. Lasergravur-Tiefdruckschichttechnologie
Durch das HellBeam C2000-System der Hell Company of Germany vertreten, hat sich die Lasergravur-Tiefdrucklacktechnologie auf der Drupa 2000 zu einem neuen Hotspot des Lasergravur-Tiefdrucks entwickelt.
Das Wesen des Lasergravur-Tiefdruckschemas der Hell Company of Germany besteht darin, die hohe Auflösung der Laseraufzeichnung voll auszunutzen, um eine hohe Präzision der Kontur, des Texts und der Grafik des mit dem Laser abgetragenen Hohlraums auf der Grundfarbe zu erzielen. Die Fläche der Zellkontur variiert mit der Schattierung des Bildes. Daher gehören die Zellen, die durch die nachfolgende Ätzbehandlung erhalten werden, zu dem zuvor genannten "flächenvariablen, konkaven, tiefenkonstanten Gitter" (tatsächlich wird während des Korrosionsprozesses die Größe des Netzkonturbereichs das Netzwerk noch in gewissem Maße beeinflussen. Lochkorrosion.) Tiefe). Diejenigen, die mit dem Offsetdruck vertraut sind, werden feststellen, dass dies ein Tiefdruck des "Druckens" ist.
Seit langem besteht das Problem, dass die Qualität von Text und Grafiken geringer ist als beim Offsetdruck in der Tiefdruckproduktion. Der Grund dafür ist, dass der Offsetdruck normalerweise die Umrisse von Text und Grafiken mit einer Aufzeichnungsauflösung von 1200-3000 Zeilen / Zoll mit hoher Genauigkeit aufzeichnet. während die Gravurauflösung (Anzahl der Netzwerkzeilen) der elektronischen Graviermaschine niedrig ist, im Allgemeinen 60 bis 140 Zeilen. / cm, was 150 bis 356 Zeilen / Zoll ist. Solche Zeilennummern sind für die Wiedergabe von Bildebenen und Details möglich, reichen aber nicht aus, um die Umrissqualität von Text und Grafiken zu bestimmen. Die Ränder von Text und Grafiken, die mit dieser Auflösung erstellt wurden, sind nicht glatt genug und die Qualität stimmt nicht mit dem Offsetdruck überein. Insbesondere das Problem der Schreibzeit für kleine Zeichen ist deutlicher (siehe Abbildung 6).
Versatzpunkte bestehen aus mehreren Laserbelichtungspunkten. Mit dieser Funktion können Sie zwei Dinge tun: Erstens können mehrere Punktflächenebenen erreicht werden. Wenn der Punkt mit 100% Flächenrate aus 16 × 16 Aufzeichnungsbelichtungspunkten besteht, kann das Punktflächenverhältnis um 257 (einschließlich 0%) geändert werden. Zweitens kann die Form des Punktes relativ frei gestaltet werden, beispielsweise unterschiedliche Bereiche. Die Punktegeschwindigkeit ist in verschiedenen Formen gestaltet, wodurch die Punktvergrößerung oder -reduzierung während des Druckvorgangs kompensiert werden kann, und Bildebene und Farbwiedergabe sind perfekter.
Eine herkömmliche elektronische elektromagnetische Graviermaschine prägt ein Messer, um eine Zelle zu erzeugen. Die Form der Zelle wird nur durch den Winkel der Graviermesser, die Rotationsgeschwindigkeit der Trommel und die Werkzeugvorschubgeschwindigkeit des Gravierkopfes bestimmt. Der Freiheitsgrad beim Ändern der Form der Zellen ist relativ gering. Es ist ersichtlich, dass sich die Form der nicht kombinierten Zellen weniger ändert und die Kantenqualität der Zeichen und Grafiken aufgrund der niedrigen Auflösung nicht gut ist. Um dieses Problem zu lösen, haben die Techniker von Hell und Dätwyler-Ohio einige Methoden angewandt. Zum Beispiel ändert die TransCell-Technologie von Daetwyler-Ohio den Abstand der Zellen beim Gravieren der Striche der Zeichen geringfügig, wodurch die Tonhöhe kleiner wird und die Gravur lokal vergrößert wird. Auflösung; Neben der Mikrobewegung der Graviermesser verwendet Hell eine ähnliche Methode wie die „Anti-Aliasing-Technologie“, um den gezackten Raum des Strichs durch kleine Maschen zu ergänzen, um den visuellen Effekt zu kompensieren.
Die eigentliche Lösung des Problems der geringen Kantengenauigkeit von Text und Grafiken besteht in der Verbesserung der Aufzeichnungsauflösung. Auf der Lasergraviermaschine HelioBeam C2000 kann das Bild aufgrund der Laserabtragung "Quasidruck" mit einer hohen Auflösung von 2540 bis 5080 Punkten / Zoll (Laserfleckdurchmesser 5-10 Mikrometer) aufgenommen werden. Die Auflösung beträgt 10 -20-fache der ursprünglichen Auflösung, so dass die obigen Probleme grundsätzlich gelöst werden und die Wiedergabequalität von Text und Grafiken verbessert wird. Da jeder Ablationshohlraum aus einer Vielzahl von Laserbelichtungspunkten besteht, ist es zur gleichen Zeit günstig, die Form der Hohlraumkontur so zu gestalten, dass der Bildschichtübertragungseffekt verbessert wird. Auf der Lasergraviermaschine HelioBeam C2000 können neben der ursprünglichen Zellenform von Hell auch andere Zellenformen erstellt werden. Beispielsweise ist das auf dem System erzeugte konkave Geflecht zum Kompensieren des Punktzuwachses beim Drucken vorteilhaft. Grundsätzlich ist auch das Gravieren von FM-Netzen möglich.
Die Erhöhung der Gravurauflösung führt zu der Frage, wie die Gravureffizienz sichergestellt werden kann. Die Techniker von Hell nutzten in der Lasergravurphase des HelioBeam C2000 ein Mehrstrahl-Laser-Parallelbelichtungsverfahren, um einen neuen Infrarot-Faserlaser (1110 nm) mit einer Leistung von 60 Watt in 8 Bündel (7,5 Watt pro Bündel) zu unterteilen. Die Basislackschicht auf dem Kupferzylinder wird thermisch abgetragen. Der Faserlaser erzeugt einen guten Laserstrahl mit großer Schärfentiefe (Schärfentiefe), während der Basislack nur unter Hochenergielasern stabil ist und verdampft.
Ausgehend vom Gravur- und Herstellungsprozess muss das System die Verkupferung und die Oberflächenbehandlung der Trommel (Auto / Schleifen / Polieren) nicht ändern. Es müssen nur zwei Schritte des Beschichtens und Ätzens im Prozess hinzugefügt werden. Das System kann bequem mit dem ursprünglichen Gravurprozess koexistieren, das heißt, die bearbeitete Kupferschichtwalze kann mechanisch und mechanisch graviert werden oder durch den Basislack in HelioBeam C2000 lasergraviert und anschließend korrodiert und entfernt werden. Die Schicht erhält einen Tiefdruckzylinder. Die nachfolgende Prozessanordnung der Verchromung und dergleichen ist ebenfalls dieselbe. Daher verfügt das System über eine hohe Prozessflexibilität.
Auf der Drupa 2000 ist das Lasergraviersystem Digilas von Daetwyler-Ohio ebenfalls Teil des auf Laserablation basierenden Lacksystems. Das System verwendet einen 1 oder 2YAG-Laser (1064 nm) mit einer Auflösung für die Gravuraufzeichnung von 1250 bis 2540 Punkten pro Zoll (Laserpunktdurchmesser 10 bis 20 Mikrometer).
Das japanische Think Lab stellte auf der Drupa 2000 auch das Lasergraviersystem FP-20/40/80 der Serie TB-21 vor. Das System belichtet die lichtempfindliche Resistschicht mit einer Vielzahl von Laserstrahlen und belichtet anschließend die von der Kavität behandelte Kupferschicht mit Entwicklungsverarbeitung, und führt dann das Ätzen einer Kupferschichtzelle durch, um einen Tiefdruckzylinder zu erhalten. Obwohl die grundlegenden Eigenschaften denen der beiden vorgenannten Unternehmen ähnlich sind, handelt es sich bei der Laseraufzeichnung um eine lichtempfindliche Schicht, die eine Entwicklungsverarbeitung ohne Verwendung eines Basislackablationsverfahrens erfordert.
2. Lasergravur-Metallzinkschichttechnologie
Daetwyler, Schweiz, ist ein Unternehmen, das mutig erforscht wurde. Vor der Drupa 2000 fusionierten sie mit der Ohio Electric Carving Machine Company zu Dätwyler-Ohio, um sich dem Wettbewerb auf dem Gebiet der Graviertechnologie zu stellen. Auf der Drupa im Jahr 1995 führte das Unternehmen erstmals LaserStar ein, ein System zum Gravieren von Metallzink. Das System verwendet einen einzelnen Argon-Ionenstrahl mit einer Tiefe von 35.000 bis 700.000 Zellen pro Sekunde. Zu dieser Zeit wurde mit dem Slogan "Revival des traditionellen Tiefdrucks" die Zelle mit variabler Tiefe und "Gravitations-Tiefdruck" -Feature gezeigt. Das Unternehmen entwickelt auch ein Lasergraviersystem für FM-Bilder.
Aus Sicht der Laseraufzeichnungstechnologie ist die Größe des Belichtungsflecks unverändert, und die Aufzeichnungsintensität des Lasers wird durch das Bildaufzeichnungssignal moduliert, und die Zellen der obigen Eigenschaften können graviert werden. Eine Laserbelichtung erzeugt eine Zelle. Der Schlüssel zu dieser Technologie ist die präzise Steuerung der Intensität der Laserbelichtung, um die Wiedergabe auf Bildebene zu gewährleisten. Wenn das digitale Bildsignal 8 Bits ist, kann es 256 Ebenen von Bildhierarchieninformationen tragen, und die Laserenergie muss auf 256 Stufen genau gesteuert werden, und eine Vielzahl von Tiefen der Zellen sind im Bereich von zehn bis hundert eingraviert von Mikrometern. Die Wiedergabe von Bildebenen beruht auf einer präzisen Steuerung der Lasergravur. Da die Anzahl der Bildschirmzeilen 70 bis 200 Zeilen / cm beträgt, ist die Umrissgenauigkeit von Text und Grafiken bei dieser Gravurauflösung akzeptabel, jedoch nicht sehr hoch.
Tabelle 1 Vergleichstabelle von zwei Arten von Lasergravurverfahren
Hauptparameter Systemtyp Hell C2000 Daetwyler LaserStar
Gravur mittlere Grundschicht Zink Metallschicht
Laser-Faserlaser-Argon-Ionenlaser
Laserstrahl 8 1
Anzahl der Zeilen
(Linie / Zoll, LP1) 152-356, 178-508
Auflösung für Gravuraufzeichnungen
(/ inch, dpi) 2540-5080 178-508 (nicht kombinierte Zelle)
530-1500 (kombinierte Zelle)
Prozessablauf Kompatibel mit der ursprünglichen Kupferschicht-Verarbeitungstechnologie, Erhöhung der Grundlackierung, Kupferschichtkorrosion, Aufbau einer Zinkschicht-Verarbeitungslinie
Tabelle 2 Hauptparameter von zwei Laser-Flexodrucksystemen
Hauptparameter Systemtyp Hell F2000 Daetwyler SaserStar
Photopolymermaterial für das Gravurmedium
Laser-Faserlaser (1110 nm) YAG-Laser (1064 nm)
Laserstrahl 8 1-2
Plattenmaterialgröße (mm) 1600 × 1200 1100 × 1600 oder 1524 × 2032
Auflösung für Gravuraufzeichnungen
(Punkte / Zoll, dpi) 1270-2540 1270-2540
Um die Qualität der Gravur zu verbessern, hat das Unternehmen zusätzlich zur Verbesserung der Gravurauflösung eine Mehrstrahl-Kombinationszelle eingeführt. Die spezifische Implementierungsmethode besteht darin, eine Zelle mit 7 Laserbelichtungspunkten zu bilden (die Gravurauflösung ist das 3-fache des Originals), so dass die gravierten Zellen (siehe 7) vom Typ "variable Fläche und konkave Tiefe" sind. Das Flächenverhältnis der Zellen kann in 7 Schritten und die Tiefe der Vertiefungen in mehreren Schritten geändert werden. Die verbesserte Auflösung kann die Gravurqualität von Text und Grafiken verbessern. Gleichzeitig kann die Variation des Zellenbereichs auf mehreren Ebenen die Genauigkeitsanforderungen für die Laserintensitätsmodulation reduzieren.
Aus der Perspektive des Gravurprozesses ist es notwendig, eine Fertigungslinie für die Verzinkung und die Bearbeitung der Zinkschichtoberfläche einzurichten, da der zu gravierende Gegenstand eine Metallzinkschicht ist.
Aus dem Vergleich der oben ausgeführten Techniken können die Typen, technischen Ebenen, Zellmerkmale und Prozesswalzkonfigurationen der derzeitigen Lasergravurgraviertechnologie erhalten werden. Tabelle 1 fasst die obigen Punkte kurz zusammen.
Viertens die Flexo-Lasergravur-Technologie im Überblick
Die Lasergravur von Flexodruckmaterialien kann auch durch Belichtung mit Hochenergielasern durchgeführt werden, um Reliefpunkte zu bilden. Auf der Drupa 2000 präsentierten Hell und Daetwyler-Ohio ein flexographisches Lasergraviersystem. Die Systeme beider Unternehmen verwenden einen Laser, um eine einzelne Flexodruckhülse (siehe Tabelle 2) direkt zu belichten, um eine Flexodruckplatte zu bilden. Die Grundkonfiguration des Systems ist ähnlich dem Gravur-Lasergraviersystem. Die spezifische Leistung ist in Tabelle 2 dargestellt.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass sich die Lasergravur- und Plattenherstellungstechnologie ständig weiterentwickelt. Mit der Entwicklung von Technologien wie Lasertechnologie und Druckplattenmaterialien wird es auf dem Gebiet des Tiefdruck- und Flexodruckplattenbaus größere Fortschritte machen.