глубина печати что это

«Элементарные частицы» глубокой печати *

Учёт особенностей влияния структуры ячеек на результаты печати поможет добиться от формного цилиндра лучших результатов. Сделать это можно, лишь зная типы гравируемых ячеек, характеризующие их параметры, разновидности методик гравирования.

Узел глубокой печати довольно прост, ибо предусматривает регулировку лишь трёх составляющих: вязкости краски, угла наклона ракеля и давления натиска. Главные сложности — в операциях допечатной подготовки и гравирования формных цилиндров, определяющих будущие значения краскопереноса, линиатуры растра и разрешения.

В 1879 г. Карл Клитч заложил основы современной глубокой печати, начав работу с квадратными ячейками переменной глубины, способными переносить различное количество краски. С тех пор технологии гравирования шагнули далеко вперёд — в целях улучшения качества печати современные печатники учитывают гораздо больше параметров: глубину, диаметр 1 и форму ячеек, оптимизируемых с точки зрения краскопереноса и качества печати.

Глубина

Чем глубже ячейка фиксированного диаметра, тем выше объём переносимой краски, толщина и оптическая плотность красочной плёнки. Слишком глубокие ячейки могут не заполняться до конца, чересчур мелкие чреваты засыханием краски, круговыми дефектами растровой печати («рыбий глаз»).

Диаметр

Увеличить диаметр ячейки можно, одновременно уменьшив её величину и объём. Достигаемая оптическая плотность останется той же за счёт большего процентного покрытия поверхности. Чем меньше диаметр, тем выше линиатура растра (слишком маленькая ячейка хуже заполняется и отдаёт краску). Соответственно, с понижением линиатуры диаметр ячейки растёт, но слишком крупная ячейка перестаёт удерживать краску, дестабилизируя краскоперенос.

Форма

Круглые, сферические ячейки характерны для лазерного гравирования, ромбовидные, пирамидальные — для электромеханического (рис. 1). У каждой формы есть плюсы и минусы: считается, что первые проще отдают краску, а пирамидальные точнее её дозируют. При гравировании лазером оптимальную, с точки зрения краскопередачи и поведения при печати, конфигурацию ячеек корректируют по трём координатам (см. «Суперполуавтотипные ячейки»).

Типы ячеек и способы их получения

Отличающиеся лишь глубиной традиционные ячейки использовались ещё во времена Клитча в процессе диффузионного химического травления, когда маскирующий слой цилиндра сначала подвергался экспонированию сквозь опорную растровую сетку и затем через высококонтрастный (для штриховых работ) или плавный полутоновый (для фотографий) диапозитив. Количество переносимой на материал краски контролируется единственной переменной — глубиной ячейки. Традиционные ячейки достаточно объёмны и удерживают много краски, что удобно с точки зрения высокой оптической плотности. Но одновременно воспроизвести гравированным подобным образом формным цилиндром линейную графику и полутоновые цветные изображения проблематично.

Отличающиеся лишь диаметром автотипные ячейки могут быть получены химическим травлением, при прямом переносе изображения на цилиндр с помощью защитного копировального слоя 2 и лазерным гравированием масочного слоя (см. ФСП № 6, 2007, с. 29 — прим. ред.).

В первом случае, при экспонировании маскирующего цилиндр слоя, использовался единственный растровый диапозитив, величину точек которого определяли размеры гравируемых ячеек, чья глубина оставалась постоянной. Во втором случае, помимо точности лазера, гравирующего впоследствии вытравливаемый слой фоторезиста, результат также зависит от качества химически вытравленных ячеек.

При постоянной глубине автотипных ячеек, единственный влияющий на объём переносимой ими краски параметр — их диаметр, следствием чего является вынужденное снижение линиатуры в целях сохранения аналогичного традиционным ячейкам краскопереноса. Преимущество технологии — улучшенный контроль над воспроизведением высоких светов и мелких деталей.

Полуавтотипные ячейки (сфера деятельности электромеханического гравирования) широко практикуются в современной глубокой печати. Резец создаёт на поверхности формного цилиндра ячейки переменных диаметра и глубины, соотношение между которыми определяется геометрией резца (см. таблицу во врезке). Похожие ячейки даёт диффузионное химическое травление с предварительным двойным экспонированием маскирующего слоя (не считая традиционного, сквозь опорную линейную сетку) через полутоновые растровый и безрастровый позитивы. Точный контроль соотношения глубины и диаметра полуавтотипных ячеек — ключ к достижению оптимального краскопереноса.

Прямое лазерное гравирование позволяет сделать следующий шаг — к суперполуавтотипным ячейкам переменной формы, глубины и диаметра за счёт динамического управления диаметром лазерного луча и мощностью его импульсов. Результат — полный контроль над структурой ячейки, включая профиль её сечения: гауссов для печати высоких светов, цилиндрический для средних тонов (рис. 2).

Гравируемые лазером ячейки

Ячейки электромеханического гравирования

Стандартные ячейки располагаются на формном цилиндре под углом 45º, для удлинённых он больше, для сжатых меньше. Нужный угол поворота растра в электромеханическом гравировании достигается синхронизацией частоты вращения гравируемого цилиндра и частоты гравирования. В зависимости от нужного угла, форма ячейки меняется по вертикали и горизонтали согласно приводимой во врезке таблице масштабных коэффициентов (сжимаются или удлиняются).

Формирование растра

В глубокой печати, как и в других печатных процессах (офсете, флексографии), угол поворота растра варьируется во избежание нежелательных цветовых наложений и муара. Понятия «оптимального» растра не существует — есть баланс между линиатурой и краскопереносом. Чем выше линиатура, тем меньше краски переносит формный цилиндр, быстрее изнашивается (зависит от толщины опорной стенки) и дольше гравируется (с понижением линиатуры всё происходит наоборот).

Любое значение линиатуры — это фиксированное количество ячеек на каждый угол поворота растра. С технической точки зрения, с удлинением или сжатием ячеек чёткость оттиска увеличивается в горизонтальном или вертикальном направлении, но общее впечатление неизменно ввиду равного количества ячеек. Как правило, повышенные значения линиатуры используются с более качественными материалами, чья поверхность ровнее.

Влияние резца

В зависимости от угла заточки резца (110–130º) формируются ячейки разных глубины и площади (на самом деле, площадь их поверхности не меняется — прим. ред.): чем больше угол, тем шире ячейки одинаковой глубины и мельче при сохранении ширины. Гравирование резцом с углами 110º и 120º может дать ячейку одинакового диаметра, но во втором случае её объём будет на 5% меньше (по оценкам экспертов, разница составит не менее 10-15% — прим. ред.).

Резец с меньшим углом заточки создаёт высокие линиатуры с большим краскопереносом, но срок его службы резко уменьшается. При условии симметричности стенок увеличение диагоналей ячеек не создаёт дополнительного риска их разрушения. Резец с углом 120º, удлиняя диагональ на 5%, повышает объём ячейки на 10%.

Краскоперенос

Соотношение глубины и диаметра ячейки непосредственно влияет на взаимодействие краски, ячейки и материала.

Грубые поверхности не годятся для высоких линиатур — для качественной печати необходимы глубокие ячейки. В мелких ( AR 4 силы поверхностного натяжения притягивают краску к краям — отпечатанная точка приобретает форму кольца. Для воспроизведения высоких светов диаметр ячейки приходится резко сокращать.

Высококачественные носители и фольга более пригодны для печати на повышенных линиатурах, допуская меньшее отношение глубины к диаметру (мелкими считаются ячейки с AR

Оборудование и технологии

Хромирование

Слой хрома защищает гравированный цилиндр от истирания ракельным ножом. Без него даже на небольшом тираже изнашивались бы стенки ячеек, менялась их форма и результаты печати. Одновременно защитное покрытие должно как можно меньше влиять на исходную форму ячейки — достаточной для защиты цилиндра толщиной считается слой в 6 мкм. Если же этой толщины мало (например, при работе с абразивными красками), форму ячеек корректируют при гравировании для сохранения достаточного объёма.

Практические аспекты

Форма и линиатура ячеек меняются в зависимости от «специализации» формного цилиндра. Для печати жёлтой краской рекомендуются стандартные ячейки меньшей линиатуры (54 лин./см, 140 lpi), гравированные под углом 45–48º. Итог — укрупнённых ячеек на единицу площади меньше, по сравнению с другими цветами. Для нормального восприятия жёлтого цвета краски должно быть намного больше, а точность контуров для неё не столь важна — допустимо снижение линиатуры.

Характерная особенность формного цилиндра для пурпурной краски — удлинённые ячейки со средней линиатурой (в нашем случае 70 лин./см, 175 lpi) и углом гравирования 58–60º. Формные цилиндры для печати голубым должны иметь сжатые ячейки с той же линиатурой и углом гравирования 37º. Специфика печати чёрным цветом: сжатые ячейки с увеличенной линиатурой (90 лин./см, 225 lpi), угол гравирования 37–40º. Повышение линиатуры обеспечивает большее число ячеек на единицу площади: чёрная краска плотная, в большинстве сюжетов на неё приходится основная масса мелких деталей.

Зачастую тонких линий и высокого разрешения стараются избегать — из-за небольшого объёма ячеек краскоперенос уменьшается, края выглядят зазубренными. С этим можно бороться, меняя углы наклона растра и методы воспроизведения безрастровых плашек.

Целесообразность инвестиций в технологии TranScribe или Xtreme Engraving зависит от специфики заказов, возможности компенсировать затраты получаемой прибылью или разделить между партнёрами (например, печатным и гравировальным производствами). Подобные методики оказались актуальными при печати почтовых марок, где, наряду с печатью тонких линий, требуется высокий краскоперенос.

Увеличение угла заточки гравировального резца экономит краску при работе с гибкими полимерными плёнками и реверсной печати, когда снижение краскопереноса допустимо при сохранении оптической плотности.

Выводы

Результаты гравирования зависят от многих переменных, потенциально влияющих на качество печатной продукции. Главные — глубина, диаметр и форма ячейки, которые необходимо корректировать с учётом специфики заказа и системы гравирования.

Разумеется, единственно верного способа гравирования нет. Для наилучшего качества печати необходимы индивидуальные методы, учитывающие способ гравирования и специфику заказов. Задача решаема при одном условии — чётком понимании особенностей структуры гравируемых ячеек.

Об авторе: Анжелика Ли, сотрудник Калифорнийского политехнического университета.

* Перепечатано с разрешения издателей журнала Gravure magazine, апрель 2007 г.
1 Говоря на протяжении всей статьи о диаметре ячейки, автор имеет в виду ячейки круглой формы. Хотя, если они, например, ромбовидные, надо понимать, что это будет диагональ. — Прим. ред.

2 В отличие от диффузионного метода, копировальный слой полностью защищает поверхность цилиндра от травления, обеспечивая постоянную глубину травления на открытых участках. — Прим. ред.

3 Как отмечают эксперты, контурная обводка в данных технологиях используется для чёткого обозначения границ штриховых элементов, позволяя добиться ровных краёв на оттиске. – Прим. ред.

4 Автор имеет в виду коэффициент отношения глубины ячейки к её диаметру/диагонали. — Прим. ред.

Пример пересчёта линиатур при изменении угла гравирования (для 70 лин./см) *

70 × 1,316 = 92,12 лин./см (вертикальный растр)
70 × 0,76 = 53,2 лин./см (горизонтальный растр)
92,12 × 53,2 = 4900 ячеек на 1 см 2

60º удлинённая ячейка

70 × 0,76 = 53,2 лин./см (вертикальный растр)
70 × 1,316 = 92,12 лин./см (горизонтальный растр)
53,2 × 92,12 = 4900 ячеек на 1 см 2

45º стандартная ячейка

70 лин./см (вертикальный растр)
70 лин./см (горизонтальный растр)
70 × 70 = 4900 ячеек на 1 см 2

* Расчёты базируются на приводимой таблице коэффициентов пересчёта для разных углов поворота растра при механическом гравировании от MDC

Наши

Муар в глубокой печати

Диапазон углов наклона растра в глубокой печати ограничен геометрией ячейки. Электромеханическое гравирование позволяет использовать углы 30–65°. Стандартные для триадных красок отличаются максимум на 10°, вследствие чего являются комбинацией угла наклона растра (формы ячейки) и линиатуры. В частности, голубая и чёрная краски имеют очень близкие углы поворота, но разную линиатуру. Что неизбежно приводит к образованию муара в отдельных зонах изображения на участках, где присутствуют растровые фрагменты обеих красок. Аналогична ситуация с жёлтой, которая образует муар как с голубой, так и с пурпурной, но, являясь «слепой», не так сказывается на качестве изображения.

Муар в глубокой печати не заметен, как во флексографии, из-за относительно высоких линиатур. Он близок по шагу к растровой структуре и может восприниматься как аналог розеточной структуры в традиционном регулярном растрировании.

Для минимизации муара нужно учитывать указанные особенности при цветоделении. В растровой графике используют максимально контрастный «скелетный» чёрный, избегают его появления в полутонах, особенно в голубых оттенках. Стараются избегать и тройного растрового наложения.

Пётр Мухин (mukhin@upackgroup.ru ), к. т. н., ведущий технолог подразделения допечатной подготовки «Упак Графика»

Наши

Мелкие детали при электромеханическом гравировании

Глубокая печать, несмотря на дискретную структуру изображения на печатной форме, обладает высоким потенциалом передачи мелких деталей, не уступающим современному офсету. И существенно отличается от других способов печати по характеру растискивания. Нельзя с уверенностью сказать, что размер растрового элемента на оттиске будет строго соответствовать соответствующей ячейке на форме или иметь стандартное приращение. Многое зависит от формы ячейки, условий печати и запечатываемого материала. На растискивание существенно влияет градационный диапазон растровых элементов, в светлых и тёмных участках оттиска оно может варьироваться от отрицательного до положительного значения. В мелких деталях толщина элементов часто не увеличивается, а уменьшается. Эти нюансы следует учитывать при допечатной подготовке макетов.

Традиционное электромеханическое гравирование позволяет воспроизводить на формном цилиндре штрих толщиной 0,15-0,2 пункта, который будет устойчиво печататься на материалах высокой гладкости. Есть и специфика: хорошо заметная ребристая граница объектов. В мелких штриховых деталях часто нарушается цельность элементов из-за разбиения их на отдельные ячейки. Воспроизводимость таких деталей сильно зависит от ориентации относительно направления движения гравирующей головки, линиатуры, угла растра, микроструктуры поверхности вала и др.

При воспроизведении мелких штриховых элементов используют следующие методы. На стадии допечатной подготовки увеличивают толщину тонких штрихов и мелкого текста, используя ручные и автоматические программные средства. На стадии производства форм отдельные элементы воспроизводят с повышенной линиатурой или применяют специализированную технологию воспроизведения мелких деталей, такую как Hell Xtreme Engraving.

Пётр Мухин (mukhin@upackgroup.ru ), к. т. н., ведущий технолог подразделения допечатной подготовки «Упак Графика»

Наши

С каналом или без?

Углы гравирования разделяются на образующие и не образующие каналы в гравируемом материале. В формирующих канал растровых структурах, при достаточно большом размере ячейки (в глубоких тенях и на плашке), вертикальные ряды ячеек смыкаются. Резец при колебательном движении не выходит на поверхность, и между соседними ячейками образуется перешеек — «канал». К таким углам относятся стандартные углы для голубой, жёлтой и чёрной красок. Угол пурпурной краски канал не образует. Считается, что канальные растровые структуры имеют лучший выход краски, а не образующие каналов структуры формируют более ровный красочный слой, краска меньше «плывёт».

Источник

Компью А рт

Юрий Самарин, докт. тех. наук, проф. МГУП им. Ивана Федорова

Несомненным достоинством глубокой печати является ее высокая скорость, достигаемая благодаря использованию красок на основе летучих растворителей, обеспечивающих достаточно быстрое их закрепление. Глубокая печать дает наиболее точное воспроизведение на оттиске цветовых и градационных параметров изображений оригинала, что позволяет воспроизводить однокрасочные и многокрасочные оригиналы буквально с фотографической точностью.
Сегодня глубокая печать применяется при производстве крупных и средних тиражей упаковки для кондитерских и мучных изделий, мороженого. Особенно прочны позиции глубокой печати в сегменте, где требуется нанесение клея для холодной склейки, что на флексографских машинах выполнить невозможно.
Среди потребителей такой упаковки — крупные западные пищевые концерны (Nestle, Mars, Cadbury и т.д.), производящие шоколадные батончики и мороженое. Это может служить дополнительным аргументом для компаний, рассматривающих возможность покупки машин глубокой печати.
К глубокой печати можно отнести также глубокую автотипию и металлографию.

В настоящее время формы глубокой печати изготавливают преимущественно по технологии «компьютер — печатная форма» с использованием электронно­механических и лазерных гравировальных автоматов в качестве устройств вывода систем допечатной подготовки изданий.

Форма глубокой печати представляет собой стальной цилиндр­основу длиной до 3,5 м, на который нанесен основной слой меди (рис. 1) толщиной 2 мм и тонкий рабочий слой (тиражная рубашка) толщиной 100 мкм. Для прочного сцепления основного медного слоя с поверхностью стального цилиндра методом гальванического осаждения создают тонкий слой никеля. Между основным и рабочим медным слоем наносят тончайший (около 1 мкм) разделительный электропроводный слой, например серебряный. Для увеличения тиражестойкости готовые печатные формы покрывают тонким слоем хрома (5­8 мкм).

Рис. 1. Структура поверхности формы глубокой печати

Цилиндр­основа является базой для поверхности, на которой формируется изображение в процессе гравирования или травления. Имеются два типа цилиндров­основ: полые цилиндры и цилиндры­валы.

Полые цилиндры состоят из полого тела в виде стальной трубы и находящихся на краях стальных фланцев, запрессованных в ее тело. Стальные фланцы имеют расточенные отверстия. В печатной машине цилиндр устанавливается на ось, которая входит в отверстия стальных фланцев.

Полые цилиндры имеют меньшие размеры и легче, чем цилиндры­валы, отличающиеся более низкой стоимостью. Основной их недостаток состоит в том, что им присущи характерные погрешности, возникающие при размещении цилиндров на разных осях в процессе их подготовки, гравирования и печатания. При этом каждая ось привносит свои погрешности. Полые цилиндры часто используются для печатания на упаковочных материалах и в производстве других специальных видов печатной продукции.

Цилиндры­валы представляют собой единое целое со своей осью. В процессе подготовки к печати оси цилиндров устанавливаются в подшипники печатной машины. Оси цилиндров имеют так называемые цапфы, фиксируемые на каждом конце посредством горячей тугой посадки.

Основным преимуществом цилиндров­валов является то, что одна и та же высококлассная несущая поверхность подшипника работает как в печатной машине, так и при нанесении покрытий, подготовке цилиндров и их гравировании. Это обеспечивает высокую точность и стабильность печати. В настоящее время цилиндры­валы применяются в газетно­журнальном производстве, для печатания на упаковочных материалах и специальной продукции.

Для печатания на упаковочных материалах могут использоваться алюминиевые цилиндры­основы. Небольшая масса цилиндров значительно сокращает транспортные расходы и облегчает обращение с ними на производстве. В этих цилиндрах для большей стабильности фланцы с установочными отверстиями изготавливаются из стали.

Для изготовления небольших цилиндров­основ для печатания на упаковочных материалах применяются специальные пластмассы, цилиндры из которых могут заменить стальной полый цилиндр. С помощью специальной химической обработки их поверхность становится электропроводной и поэтому может быть покрыта медью. Полые цилиндры данного типа имеют небольшую массу, что делает их удобными в работе и хранении, а кроме того, очень дешевыми по затратам на транспортировку.

Внешняя сторона цилиндра­основы обрабатывается на токарном станке, который быстро вращает цилиндр вокруг его оси, в то время как резец перемещается по поверхности цилиндра, снимая с нее верхний слой. При этом снимается тонкая длинная стальная или медная стружка и остается обработанная поверхность с узором мелкой резьбы. Торцы цилиндра растачиваются под цапфы. Допуск на биение поверхности цилиндра составляет 10­12 мкм.

В процессе печатания наибольшее давление ракельного ножа приходится на края цилиндра, поэтому для уменьшения его износа торцы цилиндров скругляют (радиус кривизны примерно 5­6 мм), а концам цилиндра придают форму небольшого конуса длиной примерно 10 мм с углом наклона 2°.

Цилиндр­основа должен обладать высокой жесткостью и обеспечивать минимальный прогиб, то есть отклонение центра цилиндра от его геометрической оси под давлением печатного цилиндра.

Длинные цилиндры должны обладать большей структурной жесткостью, чем короткие. Например, прогиб длинного цилиндра, используемого для печатания газетно­журнальной продукции, не должен превышать 0,15 мм.

При излишнем прогибе может возникнуть множество проблем, включая неравномерную печать и образование морщин на запечатанном материале, преждевременный износ деталей печатной машины, вибрации, меньший срок службы цилиндров и увеличение износа ракельного ножа.

С увеличением скорости печатания усиливаются ограничения на прогиб цилиндра. Прогиб в наибольшей степени зависит от двух параметров — диаметра и толщины стенок цилиндра, а также от его длины, конструкции и диаметра осей.

При печатании на повышенных скоростях должна быть обеспечена хорошая балансировка цилиндров. Разбаланс измеряется произведением массы тела на смещение его центра тяжести от оси вращения. Цилиндр может оказаться разбалансированным вследствие неоднородности любого из материалов, которые применяются при его изготовлении, или из­за перераспределения масс, возникающего в результате его механической обработки.

Разбалансированные цилиндры ограничивают скорость печатания, поскольку они создают излишние вибрации, приводят к увеличению шума, износу подшипников и самих цилиндров, неравномерной работе ракельного ножа и неравномерной печати, а также оказывают негативное воздействие на механические узлы печатной машины.

Процесс балансировки выполняется посредством перераспределения масс цилиндра таким образом, чтобы его центр тяжести совместился с осью вращения. Для этого в торцах цилиндра сверлятся отверстия, которые затем закрываются пробками, имеющими большую или меньшую массу по отношению к материалу, который оказался высверленным. Балансировка новых цилиндров является одной из конечных операций их производства.

Подготовка формного цилиндра — длительный и сложный процесс, при котором используется гальванооборудование для наращивания на цилиндры медного, никелевого и хромового слоев, оборудование для механической обработки цилиндров: проточки и шлифования основного медного слоя и полирования поверхности тиражной рубашки, а также тележки и подъемные устройства для транспортировки и установки формных цилиндров.

Подготовка новых формных цилиндров­основ отличается большой длительностью (осуществляется в течение нескольких суток). На поверхности стального цилиндра нарезают рваную резьбу и после химической обработки (обезжиривания и декапирования) осаждают в гальванованне тонкий слой никеля. Операцией декапирования, то есть травления слабыми растворами кислот (серной, соляной и др.), с металлической поверхности перед электролитическим покрытием удаляют пленки окислов, образовавшихся в результате подготовительных работ. Благодаря этому электролитически осаждаемый в гальванованне металл прочно сцепляется с основой. На него в другой гальванованне наращивают относительно толстый основной слой меди.

Процесс наращивания этого слоя неоднократно прерывают для механической обработки поверхности с целью сохранения цилиндрической формы получаемого отложения.

Основной слой меди тщательно полируют на специальном станке и химическим способом осаждают на его поверхности тончайший (менее 1 мкм) слой серебра. Затем на этот слой наращивают электролитическим способом тонкий рабочий слой меди с последующим его шлифованием и полированием.

Подготовка цилиндров­основ, бывших в употреблении, занимает в несколько раз меньше времени. Она заключается в отделении старого медного рабочего слоя, обезжиривании основного слоя, его серебрении и наращивании рабочего слоя с последующим полированием. Электролитические процессы проводятся в автоматизированных гальванованнах при непрерывном вращении цилиндров и их полном погружении в электролит.

Цилиндр­основа проходит через гальваноотделение в нескольких случаях. Во­первых, когда цилиндр, используемый для выполнения некой печатной работы, готовится к нанесению нового изображения для следующей печатной работы; во­вторых, когда процесс печатания большого тиража прерывается для того, чтобы обновить слой хрома для предупреждения износа выгравированного изображения.

Печатающие элементы на формах глубокой печати в современных технологических процессах получают тремя основными методами: прямого электронно­механического или лазерного гравирования, непрямого (косвенного) лазерного гравирования с последующим химическим травлением.

Если цилиндры подлежат химическому травлению или электронно­механическому гравированию, тиражная рубашка изготавливается из меди, а если прямому лазерному гравированию — то из цинка. Толщина слоя цинка, который наносится на цилиндры, подлежащие лазерному гравированию, составляет около 55 мкм.

В печатной машине на форму набрызгивается или наносится валиком жидкая краска, излишки которой удаляются ракелем. Использование ракеля предопределило важную особенность форм глубокой печати — регулярную структуру пробельных элементов, служащих опорой для ракеля и предотвращающих удаление краски из печатающих элементов.

Печатающим элементом на форме глубокой печати является углубленная ячейка, от объема и размера которой зависит тональность оттиска.

На цилиндре глубокой печати выполняемые резцом или лазерным лучом углубления не могут соединяться между собой, тем более накладываться одно на другое, так как между соседними печатающими элементами обязательно должны оставаться перемычки, служащие опорой для ракеля. Таким образом, при гравировании для всего диапазона изменения тонов резец обязательно должен выйти из материала после образования каждой точки. При гравировании для изменения тона объем печатающего элемента меняется за счет изменения как глубины, так и площади его рабочей поверхности. Размеры пробельных перемычек для всех тонов также различны.

Печатающие элементы на цилиндре глубокой печати, образованные при электронно­механическом гравировании, имеют вид правильной четырехгранной пирамиды, основание которой располагается на поверхности цилиндра (рис. 2). Поверхность скошенных стенок печатающих элементов гладкая, что обеспечивает лучшее восприятие краски бумагой и устраняет осаждение остатков краски в углублениях печатающих элементов. Иллюстрационный и текстовый материал гравируются одновременно.

Рис. 2. Фрагмент формы глубокой печати после электронно-механического гравирования: а — светлых; б — серых; в — черных тонов

Для электронно­механического гравирования цилиндров глубокой печати успешно используются резцы с алмазными наконечниками.

Форма ячеек определяется профилем режущего инструмента, причем получаемые грани ячейки в направлении развертки образуют угол от 90 до 145°.

Режущий инструмент совершает синусоидальное колебательное движение с постоянной частотой в непосредственной близости от поверхности вращающегося цилиндра (рис. 3). Чем глубже входит резец в медный слой, тем более широкой и глубокой получается ячейка. Как только резец входит на меньшую глубину, ячейка становится более узкой и мелкой. Это приводит к трапецеидальной форме гравируемых ячеек в основании.

Рис. 3. Схема гравирования цилиндра алмазным резцом

Для обычных условий печатания размеры гравируемых ячеек изменяются в пределах от 30 до 350 мкм, а их глубина может достигать 130 мкм. Диапазон используемых линиатур находится в пределах от 20 лин/см (50 lpi) до 200 лин/см (500 lpi), «угол поворота» растровой структуры изменяется от 30 до 60°.

Ввиду растрового характера гравируемого изображения текст имеет несколько рваный контур. Поэтому если не принимать специальных мер повышения краевой резкости, то переход от белого к черному на гравированном цилиндре визуально будет представлять собой неровный зубчатый край. Поскольку ячейки ромбовидной формы соприкасаются в вершинах, вдоль края образуются «зазубрины». Для визуального выравнивания края очень часто в смежном ряду вдоль края гравируют ячейки меньшего размера. При необходимости эта операция осуществляется как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении (рис. 4).

Рис. 4. Дополнительные ячейки для выравнивания края: а — горизонтального; б — вертикального; в — наклонного

Как и в других способах печати, в технологиях глубокой печати линиатура растра определяется количеством рядов ячеек, приходящихся на дюйм или сантиметр.

Глубина и размер по диагонали гравируемой ячейки находятся в определенной взаимосвязи: если при неизменной частоте гравирования изменить частоту вращения цилиндра, то форма и расположение ячеек меняются. При больших частотах вращения получается удлиненная, а при малых — сжатая сеть ячеек. Возникающий при этом угол «поворота растра» служит предпосылкой для снижения эффекта растискивания краски. С этой точки зрения для гравирования форм для различных красок предпочтительными являются следующие виды растра (рис. 5): для голубой и пурпурной — с удлиненными (рис. 5а) или сжатыми элементами (рис. 5б), для желтой — более грубый (рис. 5в), для черной — более тонкий (рис. 5г). Например, при заданном растре 70 лин/см эффективная линиатура соответствующих растров выглядит следующим образом: удлиненный/сжатый — 70, грубый — 58, тонкий — 100 лин/см. Использование тонкого растра существенно улучшает качество воспроизведения шрифтов.

Рис. 5. Растры для различных красок

Прямое лазерное гравирование заключается в абляции лазерным лучом формного материала на участках, соответствующих будущим печатающим элементам формы. Текстовая и изобразительная информация записывается непосредственно на цинковом слое посредством использования тепловой энергии пульсирующего лазерного луча. Каждый импульс лазерного излучения формирует одну ячейку за счет локального испарения цинка. Образующиеся пары материала удаляются с обрабатываемой поверхности с помощью управляемого воздушного потока, и следующие ячейки растровой структуры могут быть сформированы с такой же точностью. Воздушный поток через фильтры направляется в пылесборник. Лазерный луч как бесконтактный инструмент не подвержен какому­либо износу, а следовательно, гарантируется равномерность записи по всей поверхности цилиндра, что, в свою очередь, обеспечивает абсолютную повторяемость.

Покрытые цинком цилиндры гравируются в формовыводном устройстве инфракрасным лазером мощностью в несколько сот ватт. Возможна установка одной или двух лазерных головок: в первом случае максимальная скорость гравирования составляет 70 тыс. ячеек в секунду, что почти в 10 раз выше, чем при электронно­механическом гравировании; во втором случае скорость гравирования достигает 140 тыс. ячеек в секунду.

Благодаря возможности динамического регулирования мощности излучения и диаметра луча передача градаций может осуществляться за счет как изменения глубины ячеек, так и варьирования их площади (рис. 6).

Рис. 6. Фрагмент формы глубокой печати после прямого лазерного гравирования с передачей полутонов за счет варьирования: а — глубины и площади ячеек (полуавтотипный растр); б — глубины ячеек (традиционный растр глубокой печати)

Рис. 7. Формирование макроячеек при прямом лазерном гравировании путем комбинирования обычных ячеек

Возможно также формирование несколькими точками макроячеек (рис. 7). При максимальной линиатуре растра 220 лин/см это позволяет оптимизировать форму ячеек в зависимости от выполняемого заказа.

Достоинствами лазерного гравирования являются:

очень высокая скорость гравирования;

высокое разрешение записи;

возможность варьирования параметров растра.

Оптимизируя параметры формы под конкретный заказ, удается добиться не только повышения качества печати, но и экономии краски, а также сокращения времени на подготовку машины к печати. Недостаток у прямого лазерного гравирования один — очень высокая стоимость оборудования.

При непрямом (косвенном) лазерном гравировании происходит абляция масочного термочувствительного или светочувствительного слоя. Принцип такой цифровой технологии изготовления форм глубокой печати напоминает процесс цифрового экспонирования фотополимерных печатных форм для флексографии: покрытая маскирующим слоем поверхность формы экспонируется лазером, удаляющим маску с будущих печатающих элементов. Маскирующий слой (специальный черный лак) наносится инжекторным способом в отдельных установках. После нанесения лака необходима его сушка в течение 5 мин. В экспонирующих устройствах используются твердотельные, волоконные и полупроводниковые лазеры мощностью до 100 Вт. Для увеличения производительности процесса экспонирования применяются многолучевые системы. Максимальное разрешение записи — 5080 dpi. После экспонирования маски производится травление цилиндра, смывка поверхности формы и, наконец, ее хромирование.

К основным достоинствам косвенного лазерного гравирования можно отнести возможность использования тех же цилиндров, что применялись, например, для электронно­механического гравирования.

Рис. 8. Возможность улучшения качества изображения знаков

Рис. 9. Схема процесса получения форм глубокой печати по технологии «компьютер — печатная форма» методом прямого электронно-механического гравирования

Принципиальное отличие косвенного лазерного гравирования от электронно­механического — возможность создавать более четкие края букв за счет дополнительной контурной обводки (рис. 8а) или неполного воспроизведения ячеек (рис. 8б).

Процесс изготовления форм глубокой печати методом прямого электронно­механического гравирования состоит из следующих основных операций (рис. 9):

После операции гравирования, при необходимости, изготавливают пробные оттиски на тех же запечатываемых материалах, которые будут использоваться при печатании тиража, а также с применением печатных красок, которые по своим характеристикам сравнимы с тиражными красками. Для полноценной цветопробы газетно­журнальной продукции требуется многосекционный пробопечатный станок. Большинство пробопечатных станков глубокой печати моделируют только однокрасочные печатные машины. Вместо печатного цилиндра используется барабан большого диаметра, покрытый резиновым полотном, на котором размещается запечатываемый материал. Формный цилиндр, для которого выполняется проба, приводится в контакт с барабаном или барабан подводится к цилиндру. На запечатываемый материал приходится два или три оборота барабана.

Излишки краски на поверхности формного цилиндра удаляются лезвием ракельного ножа, который действует, как в машинах глубокой печати.

С появлением методов цифровой обработки изображений и программного управления цветом многие типографии при выпуске газетно­журнальной продукции отказались от пробопечатного станка, а стали использовать широкоформатные струйные принтеры.

Пробный оттиск выполняется для всех новых работ при печатании на упаковочных материалах и печати бесконечно повторяющихся узоров.

Если пробный оттиск не отвечает ожиданиям заказчика, требуется корректура. В некоторых случаях необходим более чем один цикл пробы и корректуры. Корректура выполняется вручную высококвалифицированными работниками. Поэтому проба и корректура цилиндров являются наиболее дорогостоящими и длительными операциями в процессе изготовления цилиндров.

Корректура на гравированном цилиндре может выполняться как до хромирования, так и после него. Перед любой операцией «плюс корректура» по хрому поверхность цилиндра, то есть пробельные элементы и поверхность стенок ячеек, должна быть закатана защитной краской. Затем ячейки в тех местах, которые не требуют корректурных исправлений, полностью закрываются лаком. Эта операция выполняется с помощью кисти и называется выкрыванием.

Затем проводят операцию «плюс корректура» путем стравливания хрома из незащищенных участков, удаляя до 5­7 мкм хрома в зависимости от толщины хромового покрытия. Далее производится травление меди хлорным железом до достижения требуемой глубины ячейки. Время выполнения операций «плюс корректура» зависит от химического состава травящего раствора. Когда корректура закончена, защитные слои лака и краски смываются соответствующим растворителем.

В начале операции «минус корректура» поверхность вокруг корректируемого участка выкрывается защитным лаком с помощью кисти. Затем участок корректуры обезжиривается, чтобы наносимый металл прочно сцепился с поверхностью пленки.

Корректурный процесс предназначен для удаления лишних печатающих элементов или повреждений цилиндра. Это электролитический процесс, в котором используется медный электрод, покрытый материалом, впитывающим электролит. Поверхность цилиндра является катодом, а ручной электрод — анодом. Медь наносится на медную поверхность, а осаждение на поверхность хрома требует предварительного нанесения никелевого подслоя. Эта операция может выполняться и в печатной машине.

Рис. 10. Схема процесса получения форм глубокой печати по технологии «компьютер —печатная форма» методом прямого лазерного гравирования

Процесс изготовления форм глубокой печати методом прямого лазерного гравирования включает следующие операции (рис. 10):

Системы прямого лазерного гравирования более стабильны и предсказуемы, чем устройства механического гравирования с несколькими гравировальными головками, поскольку лазерные системы обеспечивают получение одинаковой толщины стенок и оптимальной формы ячеек по всей площади гравирования. Благодаря геометрической точности лазерного гравирования для заданной растровой структуры перенос краски точно определяется параметрами растровой структуры. Это ускоряет наладку печатной машины, включая точную регулировку подачи красок и растворителей.

Рис. 11. Схема процесса получения форм глубокой печати по технологии «компьютер — печатная форма» методом абляции масочного слоя с последующим химическим травлением

Процесс изготовления форм глубокой печати методом непрямого (косвенного) лазерного гравирования масочного слоя с последующим химическим травлением состоит из следующих основных операций (рис. 11):

В качестве масочного слоя могут применяться светочувствительные материалы, которые наносятся тонким слоем на медную поверхность цилиндра и покрывают ее водорастворимым защитным слоем. После высушивания защитного слоя формный цилиндр готов к лазерному экспонированию. Лазер в процессе экспонирования воздействует на светочувствительный слой на участках, соответствующих пробельным элементам. После проявления изображения и промывки поверхности формы ее подвергают химическому травлению хлорным железом. Затем удаляют защитный слой и хромируют форму аналогично вышеописанному процессу.

Современные технологические процессы изготовления форм глубокой печати практически полностью автоматизированы. Оборудование для обработки цилиндров, никелирования, меднения, хромирования, шлифования и других операций объединяется в поточные линии, а громоздкие и тяжелые формные цилиндры последовательно передаются с одной операции на другую с помощью подвижных подъемников­транспортеров.

Большинство операций выполняется в этих машинах с той или иной степенью автоматизации, включая кнопочное управление. В автоматической ванне меднения, например, оператору следует только предварительно задать длину и окружность цилиндра, выбрать требуемую толщину покрытия и нажать кнопку запуска. Далее ванна выполнит все необходимые операции, такие как регулировка анодов, заполнение резервуаров электролитов, расчет необходимых ампер­часов, управление выпрямителем, а также подаст оператору сигнал, когда работа будет закончена. Такой же уровень автоматизации имеет современное оборудование для подготовки, нанесения покрытий и отделки цилиндров.

В современной мировой практике около 90% форм глубокой печати изготавливается методом электронно­механического гравирования, так как другие методы требуют более дорогостоящего оборудования.

Источник