Flexo+Tief-Druck 2-2010: Fachartikel Dreher - DFTA

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Mehr wissen, gezielter steuern,
besser drucken
Abbildung 3 (Reihe rechts):
DFTA DBK 1.0 in drucktechnischer
Anwendung
(von links nach rechts):
Kissprint, korrekte
Beistellung, Überdruck.
Abbildung 4 (unten):
Entwurf des DFTA-Kombielements.
Drei ereignisreiche Jahre sind vergangen, seit die wissenschaftliche
Leitung des DFTA-Technologiezentrums in neue Hände gelegt wurde.
Daher ist es durchaus vertretbar, an dieser Stelle eine Leistungsbilanz
zu ziehen. Prof. Dr. MARTIN DREHER, wissenschaftlicher Leiter des DFTA-
TZ, berichtet über beeindruckende Entwicklungen und vielversprechende
Forschungsprojekte seit seinem Amtsantritt, die einen entscheidenden
Beitrag dazu leisten, den Flexodruck als führendes Verfahren
für den Verpackungsdruck weiterzuentwickeln.
Für ein wissenschaftliches Institut
im Fachbereich Drucktechnik
wie das DFTA-TZ an der HdM
Hochschule der Medien in Stuttgart/D,
muß eine zentrale Aufgabe
handlungsbestimmend sein: Die
Sicherung der Reproduzierbarkeit
im Druck, sei es innerhalb einer zu
Abbildung 1: DFTA AKE 1.0 zur
Kontrolle der Oberfächenabwicklung.
produzierenden Auflage oder bei
Wiederholaufträgen. Seit der Einrichtung
des Instituts im Jahr 1994
wurde stets der größte Wert darauf
gelegt, durch Forschung und Entwicklung
den Flexodruck als Verfahren
für den Verpackungsdruck
hinsichtlich der Wiederholgenauigkeit
stetig zu verbessern und damit
verläßlicher zu machen. Die eindrucksvollen
Ergebnisse zahlreicher
wissenschaftlicher Arbeiten
und Projekte belegen, daß dieser
Vorgabe durchaus entsprochen
wurde. Für den praxisorientierten
Nutzer können diese Forschungsergebnisse
durchaus als Basis neuer
Ansätze, Lösungen und Weiterentwicklungen
dienen.
Vor zehn Jahren wurden Toleranzen
im Druckergebnis noch weiter
gefaßt, die heute aufgrund stei-
Abbildung 2: Mit diesem DFTA-
Kontrollelement wird die korrekte
Rasterwalzen-Beistellung geprüft.
gender Qualitätsanforderungen an
die Verpackung gewiß nicht mehr
akzeptiert würden. Um dieser Entwicklung
zu entsprechen, muß der
Flexodruck sein Toleranzspektrum
stetig verkleinern. Dazu gibt nicht
nur das DFTA-TZ entscheidende
Impulse, sondern vor allem die
DFTA-Mitglieder leisten hier wertvolle
Beiträge, indem sie neue Materialien
und Technologien entwikkeln
und zur Marktreife bringen.
Diese Forschungsanstrengungen
tragen zur kontinuierlichen Ver-
besserung und Stabilisierung der
Produktionsprozesse bei. Stabile,
standardisierte Druckqualität erfordert
ein Höchstmaß an Prozeßautomation
mit optimalem Wirkungsgrad
und hoher Wirtschaftlichkeit.
Der produktionstechnische Idealzustand
des vollständigen Wegfalls
von Ausschuß (Einhaltung engster
Toleranzen) sowie der Notwendigkeit,
äußeren Einflüssen gegensteuern
zu müssen, ist sicherlich nicht so
schnell zu erreichen. Daher bedürfen
moderne und komplexe Herstellungsprozesse
der permanenten
Steuerung und Regelung oder zumindest
der Wahl entsprechender
Grundeinstellungen, da sie ansonsten
die für Produkte in hoher Qualität
erforderliche gleichbleibende
Konstanz im Prozeß nicht aufweisen
würden.
Für das DFTA-TZ ergeben sich
daraus zwei wesentliche Ziele von
höchster Priorität: Die ständige Verbesserung
bzw. Stabilisierung des
Verfahrens sowie die Optimierung
der Steuerprozesse. Diese strategische
Ausrichtung führte zur Entwicklung
spezieller Kontrollelemente
für den Flexodruck, die im
Folgenden vorgestellt werden.
Die Kontrolle
der Abwicklung
Vor einigen Wochen wurde die Version
1.0 des Signalelements für die
Oberflächen-Abwicklung im
Druckprozeß (DFTA AKE 1.0) freigegeben
und hat sich bereits in
dieser kurzen Zeitspanne bestens
zur Optimierung der Einstellungen
sowie bei der Ermittlung und Analyse
von Fehlern bewährt. Bei Standardauflösung
beträgt die Größe
des Elements 3 x 3 mm. Aktuell
arbeitet das DFTA-TZ an einer verbesserten
Version, die neben der
Visualisierung von Fehlern zusätzlich
auch das Einhalten festgelegter
Toleranz anzeigen soll.
Im Flexodruck ist die Kontrolle
der Abwicklung der Zylinderober-
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Abbildung 5: Schema des DFTA-Druckformunterbaus.
flächen zur Vermeidung gegenseitiger
Relativbewegungen von
besonderer Bedeutung, weil bereits
geringe Abweichungen zu
erhöhtem Verschleiß der Druckform
führen können. Größere
Abwicklungsfehler führen zwar
zu einer deutlich sichtbaren Verzerrung
der Bildelemente im
Druck (z.B. ovale Rasterpunkte)
und damit zu einer Veränderung
des gesamten Druckbilds, doch
sind diese Fehler so offensichtlich,
daß sie ohne den Einsatz
entsprechender Kontrollelemente
zu erkennen sind. Das DFTA
AKE wurde daher für die Einhaltung
sehr enger Toleranzen entwickelt,
wo eine lediglich visuelle
Inspektion mit Lupe nicht mehr
ausreicht, die Einhaltung der korrekten
Einstellungen zu überwachen
(Abbildung 1). Besonders
die noch in der Entwicklung befindliche
AKE-Version 2.0 dürfte
bei Flexodruckereien, die vornehmlich
für das Highquality-
Segment tätig sind, auf reges Interesse
stoßen.
Präzise Einstellung
der Druckbeistellung
Seit September 2009 befindet
sich das Beistell-Kontrollelement
für Rasterwalzen (DFTA RWBK
1.0) im DFTA-TZ als auch bei
einer Reihe von Kunden aus dem
Kreis der DFTA-Mitglieder im
praktischen Einsatz (Abbildung
2). Es ist speziell für digitale Fotopolymerdruckplatten
ausgelegt
und eröffnen dem Anwender
neue Möglichkeiten für die prä-
zise Einstellung der Druckbeistellung
sowie der Fehlerdiagnose.
Vor allem Vorstufenunternehmen
integrieren das Element in
ihre Testformen, wodurch sich
nicht nur die Gleichmäßigkeit des
Andrucks spürbar verbessert
sondern auch die Abhängigkeit
von der individuellen Kompetenz
des Druckpersonals verringert.
Das Kontrollelement hat bei
Standardauflösung eine vollständige
Größe von 32 x 32 mm,
die jedoch nur für die Vorversuche
genutzt wurde. Für den Praxiseinsatz
wird jedoch ein Ausschnitt
des RWBK in einer Größe
von < 2 x 2 mm gewählt.
Im Grenzbereich der Vernetzung
kann die druckende Oberfläche
digitaler Fotopolymerplatten
gezielt abgesenkt werden,
was sich in den 256 unterschiedlichen
Stufen der Mikrostrukturen
des RWBK widerspiegelt.
Dabei drucken die Strukturen am
Rand flächendeckend aus und
haben somit eine volle druckende
Höhe. Dagegen sind die inneren
Stufen so fein angelegt, daß keine
der bisher bekannten Fotopolymerdruckplatten
in der Lage ist,
hier auch nur ansatzweise einen
druckenden Sockel aufzubauen.
Zwischen diesen beiden Extremen
liegen die eigentlichen Stufen
mit Aussagekraft, insbesondere
in dem Bereich, wo die Sokkel
knapp unterhalb der Nominalhöhe
der Druckplatte (z.B.
1,14 mm) liegen. Hier kann ein
Ausdruck nur durch das Anlegen
eines entsprechenden Beistelldrucks
der Rasterwalze erreicht
werden. Damit wird die ausgedruckte
Stufe zum Anzeigeelement
für die Bestimmung des
angelegten Beistelldrucks.
Darüber hinaus erlaubt der
Einsatz des RWBK Rückschlüsse
auf die Parallelität zwischen Rasterwalze
und Druckform, was
ohne dieses Hilfsmittel nur
schwer festzustellen wäre. Als
durchgehender Streifen aufgetragen,
macht das Kontrollelement
auch die Entstehung von
Schwingungen in der Druckmaschine
frühzeitig erkennbar und
schafft damit die Vorraussetzungen
für entsprechende Gegenmaßnahmen.
Zur Feststellung der Druckbeistellung
zwischen Druckform
und Substrat wurde vom DFTA-
TZ das Kontrollelement DBK
(DFTA DBK 1.0) entwickelt. Obwohl
noch nicht freigegeben, hat
es seine Bewährungsprobe im
Druckbetrieb des Technologiezentrums
bereits hervorragend
bestanden. Die Größe des Kontrollelements,
das einen übergroßen
Rasterpunkt mit flacher
Flanke simuliert, beträgt 3,5 x 3,5
mm. Bis zum Erreichen des korrekten
Wertes reagiert DBK
schon bei geringster Erhöhung
der Druckbeistellung mit Flächenzunahme
(Abbildung 3).
Aufgrund der guten Erfahrungen
mit RWBK und DBK arbeitet
das DFTA-TZ aktuell an
einer Kombination beider Elemente.
Dieses Kombielement, das
den Beistelldruck sowohl der Rasterwalze
als auch der Druckform
anzeigen soll, wird voraussichtlich
im Frühsommer 2010 freigegeben
(Abbildung 4).
Unterbau mit Potential
Über den kompressiblen Druckformunterbau
wurde bereits auf
der DFTA-Fachtagung 2009 ausführlich
berichtet. Zwischenzeitlich
fanden mehrere Praxistests
statt, die zu neuen Erkenntnissen
über grundlegende Zusammenhänge
zwischen den Drücken
ausgesetzten Komponenten im
Flexodruckwerk führten. Die
Entwicklungsarbeit an dem Unterbau
wird vom DFTA-Technologiezentrum
intensiv fortgesetzt
(Abbildung 5).
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Reinigung von
Rasterwalzen
Eine wichtige Komponente zur Sicherstellung
konstanten, reproduktionsfähigen
Auflagendrucks sind
die eingesetzten Produktionswerkzeuge,
deren volle Einsatzbereitschaft
stets gewährleistet sein muß.
In dieser Hinsicht nimmt die Keramikrasterwalze
im Flexodruck eine
zentrale Stellung ein. Zur Reinigung
und damit zur Sicherstellung
des optimalen Farbabgabeverhaltens
stehen eine Reihe unterschiedlicher
Verfahren zur Verfügung,
von denen die wichtigste vom
DFTA-TZ hinsichtlich Eignung,
Nachhaltigkeit (im technischen
Sinn) und Risiken einer eingehenden
Untersuchung unterworfen
wurden. Die entsprechenden Ergebnisse
wurden in einem Forschungsbericht
ausführlich dargestellt.
Neue Rasterung für
den Flexodruck –
ein Experiment
Im Rahmen seiner Druckdemonstrationen
anläßlich der PROFLEX
2009 stellte das Technologiezentrum
einen neuentwickelten Raster
vor, der jedoch noch nicht kommerziell
erhältlich ist. Mit diesem Raster
wurde ein Design auf weiße Folie
gedruckt, die an den beiden Tagen
der PROFLEX-Veranstaltung als
Tischdecke für die Mittagsmahlzeiten
diente. Angesichts der Mängel
im Zusammenhang mit den darin
enthaltenen Experimenten hinsichtlich
der Farbseparation, konnte
der Druck jedoch nicht in vollem
Umfang überzeugen. Im Gegensatz
dazu hat sich die Rasterung jedoch
durchaus bewährt, was durch weitere
Versuche im DFTA-TZ bestätigt
wurde. Daher werden die Untersuchungen
des vielversprechenden
Rasters fortgesetzt (Abbildung 6
und 7).
Mit dem Projekt »Neue Rasterungen
für den Flexodruck« will das
DFTA-TZ einen Beitrag zur weiteren
Erhöhung der Stabilität des
Flexodruckverfahrens leisten. Der
neue Raster verspricht eine hohe
Resistenz gegenüber negativen Einflüssen
wie Überdruck, Abwicklungsfehler
und Schwingungen.
Darüber hinaus scheint er geringere
Anforderung an die Einfärbung zu
stellen. Er »druckt sich« wie ein
48er-Raster, obwohl er eine Auflösung
von mehr als 60 L/cm aufweist.
Erfolg durch ausgebildete
Mitarbeiter
Die kontinuierliche Verbesserung
des Flexodrucks durch eigene technische
Entwicklungen und Ideen ist
jedoch nur ein Teil des breit angelegten
Tätigkeitsspektrums des
DFTA-TZ. Es wird komplettiert
durch wissenschaftliche Druckversuche
auf der Zentralzylinder-
Flexodruckmaschine und den Spezial-Andruckmaschinen
sowie die
Durchführung von Seminaren zur
Aus- und Fortbildung des Fachpersonals.
Den Mitarbeitern in den
Flexodruckbetrieben wird somit das
notwendige Grund- und Spezialwissen
zur angemessenen Bedienung
der kostspieligen Anlagenund
Maschinentechnik vermittelt,
was zweifellos als ein entscheidender
Faktor wirtschaftlichen Erfolgs
anzusehen ist.
➜ www.dfta-tz.de
Abbildung 6:
Für den Druck der Folien-
Tischdecke wurde ein
neuentwickelter Raster
eingesetzt.
Abbildung 7:
Vergrößerungen des neuen
Rasters.
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