Tiefdruckzylinder

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Als Tiefdruckzylinder bezeichnet man die Druckform für den Tiefdruck. Im Allgemeinen besteht die Druckform aus einem zylindrischen Stahlhohlkern der mit einer aus Kupfer beschichteten Oberfläche bezogen ist. Die Kupferschicht wird in einem maschinellen Prozess mit dem Druckmotiv bebildert. Dazu werden kleinste Vertiefungen (Näpfchen) graviert, die die Farbe in der Tiefdruckmaschine aus einem Farbbehälter aufnehmen und auf das zu bedruckende Material übertragen.

[Bearbeiten] Verwendung

Für den typischen Illustrationstiefdruck werden praktisch ausschließlich Tiefdruckzylinder verwendet, die mit der Gravurmethode hergestellt wurden. Die Druckzylinder für fast alle großen Zeitschriften sowie viele Kataloge (unter anderem die ca. 160 Million Ikea-Kataloge weltweit) werden so produziert. Dabei sind bis zu 16 Gravurköpfe auf einer Graviermaschine simultan in Betrieb. Jeder Gravurkopf deckt dann die Breite einer Seite auf dem Zylinder ab, um so Gravurzeit einsparen zu können

Ein weiteres wichtiges Anwendungsgebiet ist die Verpackungsgravur (Faltschachteln, Beutelverpackungen, Etiketten etc.). Hier sind auf einer Graviermaschine maximal zwei Gravurköpfe im Einsatz. Das Verpackungslayout wird mehrfach auf einem so genannten „Ganzbogen“ angeordnet und dieser Bogen anschließend auf dem Tiefdruckzylinder reproduziert. Rastermarken und Schnittmarkierungen bestimmen die Bereiche, in denen später die gedruckten Verpackungen aus dem Bogen geschnitten werden. Verpackungen werden auch noch im klassischen Ätzverfahren oder per Lasergravur hergestellt.

Schließlich wird auch im Bereich Dekorpapiere (Möbelbeschichtungen, Bodenbeläge, Tapeten etc.) und Transferdruck (Dekorstoffe) hauptsächlich die elektromechanische Gravur auf Tiefdruckzylindern zum Einsatz gebracht. Auch hier können außerdem sowohl die Ätzmethode als auch der Laser zum Einsatz kommen.

[Bearbeiten] Herstellung

Der Grundzylinder besteht normalerweise aus einem Stahlkern, der in einem elektrolytischen Bad zuerst mit Kupfer und nach dem Aufbringen der Bilddaten mit Chrom beschichtet wird (galvanische Bearbeitung des Tiefdruckzylinders). Dabei besteht eine galvanische Produktionslinie grundsätzliche aus Entfettungsbad, Kupferbad, Chrombad, Nickelbad und Entchromungsbad. Durch die Anbindung einer zentralen Chemie-Einheit an die Galvanikanlagen kann ein automatisches Befüllen der Bäder mit den entsprechenden Medien gewährleistet werden. Die Qualität des aufgetragenen Kupfers beeinflusst ganz wesentlich die Qualität der anschließenden Gravur.

Nach jeder Beschichtung wird die Oberfläche nachbehandelt, d.h. die Kupfer- bzw. Chromschicht wird poliert. Auch die Oberflächenbearbeitung trägt zur späteren Qualität des Druckergebnisses bei.

Hat ein Tiefdruckzylinder ausgedient bzw. erfolgt ein Designwechsel, so kann in einem Recyclingschritt die Chrom- und Kupferschicht mechanisch abgetragen werden, der Basiszylinder neu galvanisiert und wieder mit einer Gravur versehen werden.

Grundsätzlich besteht ein Tiefdruckzylinder nach allen Arbeitsgängen aus einem Stück. Es gibt jedoch auch Technologien, die den Aufbau des Zylinders in Schichten ermöglicht. Sogenannte „Sleeves“, die z.B. aus Aluminium bestehen, werden auf einen Trägerkern aufgezogen, und wie ein normaler Zylinder weiterbearbeitet. Diese System hat sowohl in ökonomischer als auch ökologischer Hinsicht Vorteile, da schnellere Wechsel möglich sind, was in Zeiten sich immer häufiger ändernden Moden und Designs oft ausschlaggebend ist, als auch weniger Material verwendet werden muss (nur der Sleeve wird gewechselt, die Trägerkerne können immer weiter verwendet werden).

Eine weitere „Schicht“-Methode ist das Ballard-Shell-Verfahren. Dabei wird eine dünne Kupferhaut im Galvanikbad aufgebracht, die sich jedoch aufgrund einer vorherigen Behandlung des Basiszylinders mit Trennmitteln nicht fest mit diesem verbindet, sondern wieder abgezogen werden kann. Diese „Haut“ kann wie ein normaler Tiefdruckzylinder bearbeitet werden und in den Druck gehen; auch sie vereinfacht bei Musterwechseln die Wiederverwendung des Basiszylinders.

[Bearbeiten] Übertragung der Druckbilder

Das zu druckende Bild (Fotos, Schriften, Bar-Codes, Sicherheitsmerkmale etc.) wird in Form von Gravurnäpfchen auf dem Druckzylinder reproduziert: Kleinste Vertiefungen, die die Farbe aufnehmen, werden entweder in die Oberfläche graviert (auch elektromechanischem Wege oder per Laser) oder geätzt (chemisch oder per Elektrolyse). Abhängig von der verwendeten Methode haben die Näpfchen entweder die gleiche Fläche und variieren in der Tiefe, oder sie haben die gleiche Tiefe und variieren in der Fläche, oder sowohl die Tiefe und die Fläche sind von Näpfchen zu Näpfchen unterschiedlich.

Die elektromechanische Gravur erfolgt auf einer Kupferoberfläche; dabei wird ein spezieller Diamantstichel verwendet, der mit bis zu 12.000 „Stichen“ pro Sekunde schwingt. Der Diamantstichel ist in einem Gravurkopf befestigt, der das Herzstück der Gravurmaschine darstellt und über einen Verstärker von der Gravurmaschine angesteuert wird. Die Stichelgravur ermöglicht es, die Gravurzylinder individuell mittels einfacher Gradationskurven an die speziellen Bedingungen des gesamten Druckprozesses (Druckmaschine, Papier, Farben etc.) anzupassen. Die Ansteuerung des Gravurstichels mit Grauwerten entspricht dabei exakt den Halbtoneigenschaften des Tiefdrucks.

Die Lasergravur erreicht eine Gravurfrequenz von 140.000 Näpfchen pro Sekunde mit zwei Gravurköpfen, und benutzt eine Zinkoberfläche statt des Kupfers. Auch hier werden Vertiefungen in die Zylinderoberfläche „gebrannt“, die abhängig vom der Stärke des elektronischen Signals, das die Bilddaten repräsentiert, ein entsprechend größeres oder kleineres Volumen aufweisen. Die hohe Schreibauflösung von bis zu 2540 dpi ermöglicht eine sehr hohe Konturenschärfe. Darum ist die Laserdirektgravur prädestiniert für Anwendungen in den Bereichen Etiketten, pharmazeutische Erzeugnisse und Zigarettenverpackungen.

Im modernen Ätz-Prozess wird der Zylinder zuerst mit einer Lack- oder fotoresistenten Schicht überzogen, die anschließend mit einem Laser belichtet wird. Dadurch wird die Schicht an den Stellen entfernt, an denen die Näpfchen später erscheinen sollen. Die anschließende computerüberwachte Ätzung oder elektrolytische Kupferabtragung generiert die endgültigen Näpfchen. Im Gegensatz zur elektromechanischen Gravur und zur Lasermethode ist die Ätzung allerdings nicht voll der digitalen Datenverarbeitung zugänglich, und verschwindet deshalb mehr und mehr aus den modernen Arbeitsprozessen.