Глубокая печать

Введение

 

Глубокая печать имеет богатую историю. Этот метод печати появился в начале XV века. Тогда прародителями глубокой печати были оттиски с гравированных медных пластин.

Именно простоте технологии глубокой печати обязаны своим появлением красочные системы современных офсетных газетных машин и анилоксовые красочные аппараты машин флексографской печати.

Принцип глубокой печати состоит в следующем: печатный оттиск получают с форм, на которых краска находится в углубленных печатающих элементах. Разница в насыщенности изображений, полученных с помощью глубокой печати, обеспечивается различной глубиной печатающих элементов. Это является главным преимуществом глубокой печати при воспроизведении тонов, света, тени на изображении. С помощью образовавшихся слоев краски различной толщины на бумаге получается четкое изображение с тончайшими деталями.

К недостаткам способа глубокой печати относятся его высокая капиталоемкость, приводящая к концентрации больших производственных мощностей, довольно значительные затраты ручного труда на заключительной контрольно – корректурной стадии изготовления формных цилиндров, а также повышенная экологическая вредность и взрывоопасность некоторых красителей (на толуоле). Глубокая печать экономически выгодна при печатании больших тиражей – от 70-250 тыс. оттисков.

Глубокую печать применяют для печати журналов, газет, популярных каталогов, для печати на упаковочных материалах.

На современном этапе развития полиграфической промышленности глубокая печать занимает около 10-15% рынка печатной продукции.

 

1 РАЗНОВИДНОСТИ ФОРМ ГЛУБКОЙ ПЕЧАТИ

 

В глубокой печати печатные элементы формы, так называемые "ячейки", находятся ниже плоскости пробельных элементов (рис. 6). В зависимости от структуры ячеек имеется три разновидности печатных форм:

• в традиционной (обычной) глубокой печати изображение на формном цилиндре получают методом травления. Площадь ячеек печатающих элементов остается постоянной, а их глубина изменяется в соответствии с тоном. Темным тонам соответствуют глубокие ячейки, а светлым – неуглубленные, плоские;
• в автотипной глубокой печати изменяются размеры ячеек, а их глубина остается постоянной. Передача градации обеспечивается в процессе травления за счет изменения диаметра ячейки;
• в третьем варианте, полуавтотипной глубокой печати, изменяется как площадь, так и глубина, что достигается посредством механического гравирования печатающих элементов. Отличительной чертой данного способа является получение оттисков высокого качества. Управление процессом осуществляется непосредственно на базе электронных данных.

 

 

                              

Рис. 6. Микрофотография печатной формы глубокой печати

Для обеспечения качества гравирования осуществляется как контроль толщины медной рубашки, получаемой электролитическим осаждением, так и хромированного покрытия. После гравирования с помощью микроскопа определяется размер ячеек и соответственно объем заполнения их краской. Естественно, в работе необходимо использовать качественный резец. Глубокая автотипия почти полностью вытеснила процессы травления печатных форм.

  
1.1 СТРОЕНИЕ ПЕЧАТНЫХ ФОРМ

 

Печатные формы глубокой печати характеризуются также различной конфигурацией углубленных ячеек (рис. 12.2). Так, формы изготовленные ЭМГ, имеют переменные площадь и глубину гравированных ячеек (рис. 12.2, а). Формы, изготовленные лазерным гравированием, характеризуются углубленными ячейками, которые отличаются преимущественно глубиной и мало или совсем не отличаются площадью (рис. 12.2, б). Формы, изготовленные по масочной технологии с последующим травлением, имеют одинаковую глубину, но различную площадь ячеек (рис. 12.2, в).

 

 

 

Структуры углубленных ячеек обладают различными возможностями по передаче градации изображения. Это объясняется тем, что градационная передача оценивается через объем ячеек Vп.э, который определяется их площадью Sп.э, глубиной hп.э и во многом зависит от возможностей различных по конфигурации ячеек передавать на оттиск различное количество краски.

 

 

1.2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕЧАТНЫХ ФОРМ. КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОРМ ГЛУБОКОЙ ПЕЧАТИ

 

Процесс изготовления печатных форм для способа глубокой печати основан на сочетании фотохимических, электрохимических и механических процессов. Он состоит из следующих основных операций:

а) подготовка формного материала;

б) изготовление диапозитивов отдельных элементов фотоформы и их монтаж;

в) копирование – перенос монтажа на формный материал; г) травление формы и подготовка ее к печатанию.

Печатные формы для способа глубокой печати изготовляются непосредственно на формных цилиндрах. Каждая секция печатной машины снабжена 1 – 3 запасными формными цилиндрами, что позволяет готовить печатные формы заблаговременно.

Фотоформой, с которой изображение будет перенесено на цилиндр, в глубокой печати, как правило, служит монтаж полутоновых диапозитивов. Монтаж фотоформ проводят на монтажном столе с использованием монтажной измерительной сетки и линейки со штифтами для системы штифтовой приводки.

В связи с тем, что корректура готовой печатной формы способа глубокой печати чрезвычайно затруднена, все элементы издания должны быть тщательно отработаны, проверены и откорректированы до их копирования на формный цилиндр, то есть в процессе монтажа диапозитивов.

В глубокой печати используется пигментный способ изготовления печатных форм, когда копирование монтажа диапозитивов производится не непосредственно на формный материал, а на очувствленную пигментную бумагу с последующим переносом желатинового слоя пигментной бумаги на медную рубашку формного цилиндра. Желатиновый слой изображения пигментной бумаги создает рельефное изображение на поверхности формного цилиндра, и именно этот рельеф регулирует глубину травления печатающих элементов (min 6, max 80 микрон).

Беспигментный способ переноса изображения достигается путем прямого лазерного гравирования изображения оригинала непосредственно на формном цилиндре.

К недостаткам способа глубокой печати относятся его высокая капиталоемкость, приводящая к концентрации больших производственных мощностей, довольно значительные затраты ручного труда на заключительной контрольно – корректурной стадии изготовления формных цилиндров, а также повышенная экологическая вредность и взрывоопасность некоторых красителей (на толуоле). Глубокая печать экономически выгодна при печатании больших тиражей – от 70-250 тыс. оттисков.

Глубокая печать считается оптимальным технологическим вариантом изготовления в первую очередь массовой иллюстрированной одно- и многокрасочной печатной продукции. Она прочно удерживает свои позиции за рубежом благодаря применению электронно-механического и лазерного гравирования печатных форм непосредственно с оригинала. В нашей стране она практически не используется.

 

1.3 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПЕЧАТАЮЩИХ И ПРОБЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ГРАВИРОВАННЫХ ФОРМ

 

Формирование печатающих элементов в результате ЭМГ осуществляется с помощью алмазного резца, управляемого двумя накладываемыми друг на друга сигналами.

Вибрирующий сигнал с определенной частотой (от 4 до 9 кГц, в за-висимости от устройства) и постоянной амплитудой обеспечивает ко-лебательное движение резца . Второй сигнал уступает из источника цифровых данных об изображении, преобразуется в аналоговую форму и в виде тока подается в электромеханическую колебательную систему, которая управляет резцом, определяя глубину его погружения относительно поверхности формного цилиндра.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема электронно-механического гравирования ячеек:

1— система электронного управления движением резца;2 — резец;3 — поверхность формного цилиндра;4 — формный цилиндр;5 — печатающий элемент (ячейка);6 — пробельный элемент

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Формирование ячеек электронно-механическим гравированием:

а — вибрирующий сигнал;б — сигнал изображения;в— наложение сигналов;г— гравированные ячейки

 

Наложение сигналов задает величину гравируемой ячейки, линиатура гравирования вдоль образующей цилиндра определяется шагом перемещения гравирующей головки, а в направлении окружности задается скоростью вращения цилиндра. В результате на формах формируются печатающие элементы, которые отличаются площадью и глубиной.

Глубина и площадь печатающих элементов (выгравированных ячеек), формируемых в процессе ЭМГ, зависят от движения алмазного резца. Резец погружается на различную глубину, причем чем глубже он входит в медный слой, тем большей по площади и глубине получается гравируемая ячейка. Гравируемые ячейки имеют вид четырехгранных пирамид, основания которых располагаются на поверхности цилиндра. Диагонали основания ячеек ориентированы по оси и по окружности цилиндра.

Сочетание нескольких видов движения: вращения цилиндра и перемещения гравирующей головки определяют взаимное расположение ячеек на форме. Формирование ячеек может осуществляться по спирали и по замкнутой окружности. При спиральной развертке за время одного оборота цилиндра каретка с гравирующей головкой (резцом) равномерно перемещается вдоль оси цилиндра на половину ширины ячейки, а ячейки каждой последующей гравируемой линии смещены в промежутки между ранее выгравированными ячейками.

 

 

 

 

Режимы гравирования формы глубокой печати:

а — гравирование по спирали;б — гравирование по замкнутым окружностям

 

При пошаговом позиционировании гравирующей головки гравирование осуществляется по круговым линиям — замкнутым окружностям, здесь размер и количество ячеек точно сопрягаются с окружностью цилиндра. Следующий ряд начинается при смещении как по образующей, так и по окружности. Объем сформированных на формах ячеек зависит от угла заточки резца. Например, если уменьшить угол заточки резца со 120 до 110° объем ячейки с одной и той же площадью увеличивается на 5%.

Пробельными элементами на формах глубокой печати являются перегородки между печатающими элементами. Ширина этих перегородок изменяется и зависит от площади ячеек. Условия их формирования на формах задаются перед началом гравирования. При гравировании ячеек максимальной площади должна быть обеспечена минимально необходимая ширина пробельных элементов. Эта минимальная ширина составляет 5-10 мкм на участках, где формируются большие по площади ячейки. Когда резец уже не приподнимается над поверхностью формного цилиндра, перегородки между соседними ячейками в направлении окружности цилиндра исчезают и появляется узкий канал, соединяющий ячейки.

 

1.4 ОСОБЕННОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕЧАТНЫХ ФОРМ ЭЛЕКТРОННО-МЕХАНИЧЕСКИМ ГРАВИРОВАНИЕМ

 

Нанесение основного медного слоя. Подготовка формных цилиндров требует проведения механических, химических и электрохимических процессов. Формные цилиндры входят в комплект печатной машины (это определяет диаметр и длину цилиндра) и используются многократно. Схематический разрез формного цилиндра глубокой печати.

 

 

 

 

 

 

 

 

Разрез фрагмента формного цилиндра глубокой печати:1 — стальной цилиндр;2 — слой никеля;3 — основной медный слой;4 — разделительный слой;5 — «медная рубашка»

 

Формные цилиндры поставляются либо омедненными с основным слоем меди толщиной 1,2-1,5 мм, либо без него. Во втором случае процесс подготовки поверхности цилиндров осуществляется на полиграфическом предприятии и включает следующие технологические операции:

• механическая и химическая обработка поверхности стального цилиндра/;
• осаждение гальваническим способом тонкого (2-5 мкм) слоя никеля 2, необходимого для прочного сцепления основного медного слоя с поверхностью стального цилиндра;
• гальваническое наращивание основного медного слоя 3 толщиной до 3 мм;
• механическая обработка поверхности (проточка, шлифовка, полировка).
• Дальнейшие стадии подготовки цилиндров зависят от процесса изготовления форм.

 

Нанесение медного покрытия. При изготовлении формы насъемной «медной рубашке» на основной медный слой наносится химическим (или электрохимическим) способом тонкий (около 1 мкм) электропроводящий разделительный слой4 (серебряный или какой-либо другой), необходимый в дальнейшем при повторном использовании цилиндра для удаления гравированной «медной рубашки» после печатания.[5]

В отличие от листовых машин глубокой печати, имеющих весьма ограниченное применение рулонные являются основным оборудованием типографий глубокой печати. Печатный аппарат рулонной машины включает цельный формный цилиндр, на медной поверхности которого методом гравирования или травления изготавливается п ечатная форма. Производство формных цилиндров представляет собой цепь сложных механических, химических и электрохимических операций.

Заготовка формного цилиндра представляет собой стальную толстостенную полую трубу, в торцы которой запрессовываются стальные цапфы. Для создания дополнительной жесткости к цапфам внутри цилиндра привариваются стальные диски. Затем, для создания правильной геометрической формы, стальная заготовка формного цилиндра протачивается по всей длине. Последующая балансировка обеспечивает устойчивость цилиндров к вибрациям в печатной машине при высоких скоростях печати (обычно около 15 м/с).