Die elektronische Zylindergravur

Elektronische Gravur:

Im Jahre 1966 brachte die Firma Hell in Kiel die erste elektronisch gesteuerte Gravirmaschine für den Illustrationstiefdruck auf den Markt, wobei ein Diamantenstichel verschieden große Pyramiden in verschieden große Tiefen graviert. Die Gravuridee und -technik brachten im Vergleich zu den bisherigen Formherstellungsmöglichkeiten Klarheit und Einfachheit des Fertigungsablaufes bei der Herstellung von Tiefdruckformen. Die gesamte Tiefdruckbranche erhoffte sich von diesem Verfahren die Ablösung der bisherigen Methoden. Die großen Hoffnungen und Erwartungen, die anfangs in die Gravur gesetzt wurden, haben sich leider bis heute nicht erfüllt.

Das Verfahren ist als alles umfassende Produktionsmöglichkeit von Beginn an mit Nachteilen behaftet gewesen. Dies betrifft insbesondere die fehlende Rasterwinkelung und das erheblich verringerte Volumen einer gravierten Pyramide gegenüber dem Volumen eines geätzten Rasternäpfchens. Die Gravurtiefen sind begrenzt, wodurch auch die sichtbaren Halbtonstufen auf etwa sieben Stufen verringert sind, gegenüber mindestens zwölf Stufen einer konventionellen Atzung. Das führt zu einer Tonwertminderung, besonders mit der Addition der Lichtstufen zu den Mitteltönen, und bringt im Fortdruck schwankende Farbüberflutung im Bereich der ¾ Töne. Dazu kommt die sogenannte Farbdrift, in der ZB im 30- bis 40%igen Bereich Rasterpunkte bei Passerverschiebungen sich abdecken oder frei stellen.

Ausgezeichnet dagegen ist die Glattlage der gedruckten Farbflächen; sie liegt noch glätter als eine autotypisch geätzte Fläche und übertrifft qualitativ alle im Offsetverfahren gedruckten Flächen. Leider ist diese Farbintensität solcher Flächen geringer. Negative Texte in Flächen, kombiniert mit positiv freistehenden Texten, sind nur beim 100 Linien-Raster den Anforderungen genügend reproduzierbar, was jedoch den geringen Nachteil der zu geringen Farbintensität jedoch leider im Fortdruck, besonders im Verpackungstiefdruck, mit Nachteilen behaftet. So führt man einmal das zu geringe Volumen der Pyramide zwingend zu einer hochkonzentrierten Druckfarbe, und die Einebnung der pyramiedenförmig gestützten Stege bringt Farbaufrisse in den Flächen. Ab etwa 250.000 Umdrehungen ist oftmals schon Stammfarbe im Einsatz und bei verantwortungsvoller Qualitätskontrolle ist eine End- und Neuverchromung erforderlich. Diesen wirtschaftlichen Nachteil wird von der Formherstellung entgegengearbeitet durch nachätzen der Flächen. Dieses führt zu größerem Volumen und einer höheren Standzeit der Druckzylinder.

Seit einigen Jahren existiert auch auf dem europäischen Markt eine weitere elektronisch gesteuerte Graviermaschine der Firma OHIO aus den Vereinigten Staaten. Die OHIO-Gravurmaschine ist speziell für das Herstellen der Zylinder für den Verpackungstiefdruck konzipiert.

Mengenmässige Farbeinsparung einer nicht nachgeätzten Gravur, die bei etwa 20% liegt, wird wertmäßig durch eine Verteuerung von etwa 25% aufgehoben. Mit einem geätzten Napfvolumen kann eine normal aufgearbeitete Druckfarbe verschnitten werden und liegt damit im Wert um ca. 20% niedriger als eine konzentrierte Gravurfarbe.

Die Druckfarbe zeigt teilweise Missing Dots, also fehlende Raster bei unebenen Bedruckstoffen. Dieser Mangel kann jedoch durch den Einsatz von elektrostatischen Druckhilfen vollauf ausgeglichen werden. Vergleiche OHIO und Hell.

Offset-Tiefdruck-Konversion

In der Zwischenzeit ist ein teilweises Verfahren der Tiefdruckformherstellung im praktischen Einsatz, nämlich die Umwandlung von Offset-Rasterlithos in Tiefdruckformen, das sogenannte O.T.-Verfahren. Von den gescanten Farbauszügen werden als Kundenvorlage Offsetandrucke oder Cromalin-Abzüge hergestellt. Auf diesen Abzügen bezeichnet der Besteller eventuelle Korrekturen, die in der Lithographie ausgeführt werden. Das Rasterlitho oder eine Aufsichtskopie (Opalkopie) davon wird abgetasten und auf dem Zylinder als Tiefdruck graviert.

Wichtigste Vorraussetzung im O.T.-Verfahren ist, daß die gerasterten Vorlagen bei der Abtastung entrastert werden, da sonst auf dem gravierten Zylinder ein Moire entstehen würde. Die für den Druck von gravierten Zylindern typischen Farbdrifterscheinungen werden wie üblich mit dem entsprechenden <Antidrift> Rasterprogramm ausgeschaltet. Für den Tiefdruck und seine Wettbewerbsfähigkeit, besonders die des Verpackungstiefdrucks, ist eine Qualitätsverminderung gegeben, so dass die Druckqualität unterhalb der eines Rollenoffsetdrucks liegt und sogar unter günstigen Voraussetzungen von einem guten Flexodruck fast erreicht werden kann.

Vorteile der Gravur:

Sehr grosse Wirtschaftlichkeit!

Problemlose Endloszylinderherstellung

Einwandfreie Flächen

Keine Passerprobleme bei Wiederholungszylindern

Gute reproduzierbarkeit

Nachteile der Gravur:

Geringeres Näpfchenvolumen wirkt sich bei schweren Farben, Metall- und Leuchtfarben nachteilig aus. Deshalb sind häufig Nachätzungen erforderlich.

Wiedergabe der Schreibschriften und feinster Linien ist unbefriedigend.

Passerprobleme bei Kombinationen von Gravur und autotypischer Atzung

Grosser Unsicherheitsfaktor, falls nur ein Gerät vorhanden ist.

Elektronenstrahlengravur

Eine völlige Neuentwicklung ist bei der Fa. Hell in einem weit fortgeschrittenen Stadium. Es handelt sich dabei um die Elektronenstrahlengravur. Statt 4200 detailierten Rasterpyramiden pro Sekunde der jetzigen Gravurtechnik wird der Elektronenstrahl etwa 150 000 detailierter Rasternäpfchen pro Sekunde verdampfen. Dann sind Gravurzeiten von 10 Min. auch für Großzylinder gegeben. Diese Neuentwicklungwird die vorhin aufgeführten Nachteile der elektronischen mittels Diamanten wahrscheinlich weitgehend eliminieren. Das Farbvolumen wird das der konventionellen Atzung sicher erreichen und kann theoretisch auch größer sein. Auch werden sich mehr Tonabstufungen als bisher erreichen lassen. Gewinkelte Gravurraster sind möglich, und durch die sogenannte EBG-Rasterpunktverlagerung wird die Wiedergabe von Konturen erheblich besser sein. Eine Abtastung von Gravurvorlagen wird nicht mehr möglich sein, sondern alle  Vorarbeiten werden über EBV-Systeme abgewickelt. Dadurch wird das System sehr komplex und äusserst leistungsfähig, jedoch wird der Preis für eine solche Anlage sicher ausserordentlich hoch sein.

Lasergravur

Das Lasergravursystem der Fa. Crossfield arbeitet nach folgendem Prinzip: schnell, denn ein Zylinder mit 2m Ballenbreite lässt sich in weniger als 40 Min. herstellen. Die feingehonte nichtdruckende Kunststoffoberfläche ist für mehr als 2. Mio. Drucke konzipiert und verspricht eine Beständigkeit bis zu 5. Mio Drucken zu erreichen. Bei der Realisierung eines zuverlässigen und wiederholbaren Zylinderherstellungsprozesses waren viele technische Probleme und Herausforderungen zu überwinden. Es wurden neue Verfahren entwickelt sowie patentfähige Erfindungen in den Bereichen Laseroptik, wiederstandsfähige Kunststoffbeschichtungen und Feinbearbeitungen  gemacht. Das einzige noch verbleibende Problem besteht darin, die Beständigkeit der Kuststoffbeschichtung unter allen Umständen aufrecht zu erhalten. Bei in herkömmlicher Weise hergestellten und verchromten Zylindern traten über

längere Zeiträume unter bestimmten Druckfarb- und Rakelbedingungen gelegentlich feine Kratzer auf. Dieses Problem ist auch in bezug auf das Lasergravursystem noch zu lösen. An seiner Bewältigung wird bei Crossfield noch mit Eifer gearbeitet. Das seit 12 Jahren laufende Forschungsprogramm steuert seinem Höhepunkt zu. Crossfield und viele große Tiefdruckereien sind fest davon überzeugt, dass der Tiefdruck diese neue Technik braucht, und sie arbeiten deshalb gemeinsam daran, sie zu vollen Praxisreife zu bringen.

Künftige Entwickungen

Wie bereits erwähnt, ist die Galvanik durch die Gravur zur Forschung und Weiterentwicklung gezwungen worden. Davon hat die Herstellung einer konventionellen Atzung erheblich profitiert. Die Entwicklung der Polishmaster - Fräsmaschinen bringt die Oberflächengeometrien in Genauigkeiten die auch für die konventionellen Methoden von Vorteil sind. Nach 20 Jahren elektronischer Gravurpraxis kann gesagt werden, dass die herkömmliche Gravur phsikalisch-mechanisch ausgereift ist und die Grenzen der Druckfarben-konzentration nicht weiter überschritten werden können. Künftig wird die Abtastung von Gravurvorlagen nicht mehr nötig sein. Das Ziel heißt, das alle Vorarbeiten über EBV Systeme abgewickelt werden. Dadurch wird das System einerseits sehr Komplex und leistungsfähig, jedoch wird der Preis für eine solche Anlage sicherlich sehr hoch sein. Die Firma Hanfstaengl, München hat eine neue Fabrik gebaut für die Herstellung von Pigmentgelatine auf paßgenauer Trägerfolie in engsten Toleranzen.

Die Kopie- und Übertragungstechnik wird durch die Anforderung des Toppan-Verfahrens zur Optimierung gezwungen werden. Die Entwicklung  des Pigmentreliefs ist mit Automaten möglich. Der Früher schwankende Atzablauf ist durch Veränderung des Eisenchlorids und der Entwicklung optimaler Atzmaschinen mit elektronischer Atzablaufsteuerung sicher geworden und überschaubar, wenn die klimatischen Voraussetzungen der Arbeitsräume optimal gestaltet sind.

Nach den heutigen Gegebenheiten ermöglicht auch die konventionelle Atzmethode, Zylinder  auch in größeren Abständen gleichwertig zu wiederholen. Bei Anwendung der elektronischen Bildverarbeitung für die Herstellung von Kopier- und Atzvorlagen ist ein absoluter Passer gegeben, und die Qualität der Pigmentträgerfolie lässt Endlosnähte zu, die im 1/10-Bereich eines Milimeters liegen.

Besonders für die Verpackungsdrucker bedeutet dieses Verfahren einen Vorteil. Kundenwünsche können in kürzester Zeit durch Korrektur am Zylinder berücksichtigt werden. Unter den jetzigen möglichen Voraussetzungen ist Nutzengleichheit gegeben. Aufgrund der Neuentwicklung auf dem elektronischen Gebiet wird die konventionell hergestellte Druckform gerne als veraltetes Verfahren bezeichnet; jedoch hat die allgemeine technische Entwicklung das konventionelle Atzverfahren in erheblichem Maße positiv beeinflußt, so daß es heute keinen vernünftigen Grund gibt, auf die Vorteile dieser Verfahrenstechnik ganz zu verzichten.

Das unstreitig hohe Farbvolumen, die Möglichkeit, intensive Fabtöne auch auf schlechtere Druckträger drucken zu können, bringt das Verfahren mit seiner hohen Bildqualität erheblich in Vorteil, was dem gesamten Verpackungstiefdruck wettbewerbsmäßig hilft.

Umwälzend im Bereich der Reproduktionstechnik ist die Entwicklung der elektronischen  Bildverarbeitungsanlagen EBV. Im Bereich der Tiefdruck-zylinderherstellung auf dem Verpackungsmittelsektor sind hier in erster Linie das Chromacom - System von der Firma Hell und das System Response 350 der Firma Scitex im Einsatz.

Auf dem Chromacom System von Hell werden vorwiegend Offset-Reproduktionen erarbeitet, die als Endergebnis gerasterte Filme liefern, die sowohl als Kopiervorlage für den Offsettdruck und, sofern keine Korrekturen mehr notwendig sind, als Abtastvorlage für den Hell-Helioklischographen dienen.

Die sichere Arbeitsweise gibt dem System Scitex Response 350 teilweise den Vorzug. Der besondere Vorteil ist die Verarbeitungsmöglichkeit auf 2 Bildebenen, wobei Strich und Halbton getrennt bearbeitet werden können. Ein weiterer Vorzug ist die Möglichkeit, sowohl Rasterfilme als auch Halbtonkopiervorlagen herstellen zu können. Ebenso können die Bilddaten auf Magnetplatte oder Magnetband gespeichert werden. In Verbindung mit dem Scitex Controller könne diese Daten direkt in den Hell Helioklischographen eingegeben werden, so dass hier bereits eine absolut filmlose Reproduktion möglich ist, die heute mit Erfolg angewandt wird.

Das System Response 350 erlaubt die Kombination von unterschiedlichen Gravurverfahren innerhalb des Zylindersatzes für ein Druckmotiv. Wegen der spezifischen Eigenschaften sind hierbei Passerprobleme ausgeschlossen. Damit kann für unterschiedliche Bildteile die jeweils optimale Qualität erreicht werden.

Allgemein ist die Versuchung groß, aus Rationalisierungsgründen die Produktionsmöglichkeiten auf nur ein Verfahren zu reduzieren.

Dieses kann nur dann richtig sein, wenn damit die Forderungen eines bestimmten Marktsegmentes erfüllt werden. Die Anforderungen des vorwiegend mitteläuropäischen Kundenkreises lassen diese Vereinfachung nicht zu.

Der Querschnitt dessen, was im europäischen Kundenkreis der Verpackungsmitteldrucker gedruckt wird, läßt sich am folgender Produktion erkennen:

50% Zylinder konventionelle Atzung

25% Zylinder autotypische Atzung

25% Zylinder elektronische Gravur.

Eine wesentliche Verbesserung in der Zusammenarbeit der Zylinderhersteller und Verpackungsmitteldrucker ist das im Hause Saueressig entwickelte und gefertigte Handdruckgerät C.P. 90/60. System Saueressig. Das bisher leidige Problem der Differenz Probedruck - rotativer Fortdruck ist damit weitgehend eliminiert. Zum Gerät gehören garantiert gleiche Zylinder, die in den verschiedenen Gravurferfahren hergestellt sind, und in Sekunden wird die Farbabstimmung mit dem Probedruckgerät auf das Orginalmaterial vorgenommen. Das ergibt schließlich einen Zusammendruck ink. der Original Farbskala der Gravur und des Andrucks. Wenn der Drucker das gleiche Gerät und den gleichen Zylinder Besitzt, kann er die zum Einsatz kommende Druckerfarbe vor Druckbeginn exakt im Tonwert in ihrer Gradation nach dem Probedruck abstimmen. Unabhängig davon kann die Farbenfabrik das gleiche Gerät mit dem gleichen Zylinder besitzen und für die Farbabstimmung und Lieferungen verwenden.

Druckprobleme im Fortdruck sind nachweislich exakt einzukreisen du die Ursache zu finden. Damit ist der Tiefdruck in die Lage versetzt, einen Schwachpunkt auszumerzen, was ihm erhebliche wirtschaftliche Vorteile bringt.

Eine weitere technische Entwicklung ist das rotative Inline-Prägen, das in Deutschland und acht weiteren europäischen Ländern patentiert ist. In der Art der bisherigen Prägung in speziellen Prägewerken, welches ohne Präzissionsdruck möglich ist, unter Einsatz von hochgenauen Zylinderpaaren - Matrize und Patrize - die verzahnt sind. Unter Ausnutzung der üblichen Druckbespannung ist eine Verformung möglich, die qualitativ sogar die bisherigen Prägebilder verbessert. Es ist anzunehmen, dass auch diese Ergänzungenn dem Rotativen Tiefdruck weitere Marktanteile ermöglichen.