2008.08.04, Автор: Дмитрий Филонов2806 прочтений

Флексографский СТP

Теги: Справочник покупателя FSP

Флексография - динамично развивающийся способ печати, представители которого, помимо увеличения объёмов производства, всё большее внимание уделяют повышению качества печати, невозможному без современных средств допечатной подготовки. Это стимулирует разви

Среди неоспоримых достоинств систем CtFP (Computer-to-Flexo Plate) — малое растискивание печатных элементов на изготовленной форме, надёжное воспроизведение точек 1–99%, минимальная вероятность попадания пыли и других включений на форму благодаря исключению из техпроцесса фототехнических плёнок.

  

  

Суть технологии — передача информации на устройство лазерного экспонирования прямо с компьютера, минуя стадию плёночных негативов. Сокращение технологической цепочки удешевляет допечатный процесс — высвобождаются производственные помещения, снижаются затраты на персонал.

  

Технология стремительно развивается: новинки на рынке появляются ежегодно. На Drupa-2008 Kodak GCG показала анонсированное на LabelExpo устройство Trendsetter NX Imager, базирующееся на офсетном термальном CtP Trendsetter. EskoArtwork представила абсолютно новые CDI Spark 4260 Auto c автоматической системой выгрузки формных пластин и комплекс CDI Advance Cantilever для изготовления флексографских гильзовых форм большого формата (до 2110 мм), с дополнительной возможностью обработки традиционных пластин с масочным слоем, а также со встроенным модулем УФ-экспонирования. MacDermid Printing Solutions установила на стенде прототип разработанного совместно с Luescher устройства, позволяющего отказаться от нанесения на цифровую формную пластину традиционного масочного слоя: за прямое экспонирование специального фотополимерного материала отвечает линейка фиолетовых лазерных диодов. Помимо авторов упомянутых инноваций, на российском рынке представлены CtFP компаний Alpha, Daetwyler, Dainippon Screen, Hell Gravure Systems и Stork.

Две технологии

Применение лазеров в печатных процессах началось с прямой гравировки (метод LEP, Laser Engraving Process) флексоформ. Технология привлекает простотой: всего один этап для формирования лазером трёхмерной структуры печатной формы. Химической обработки нет, печатная форма готова к использованию сразу после выжигания и очистки. Области применения LEP — обработка формных пластин из резины, силикона-каучука и всех видов полимеров. В LEP-системах два вида ИК-лазеров: твёрдотельные Nd:YAG и газовые CO2 (в большинстве устройств), позволяющие гравировать любые формные пластины и достигать большей производительности благодаря длине волны (10,6 мкм), при которой лазерное излучение поглощается большим спектром материалов. До сих пор главным недостатком лазеров CO2 считалось крупное пятно (50 мкм), ограничивающее их применение областью средних линиатур (до 120-150 lpi). Однако барьер оказался преодолимым: диапазон линиатур при прямом гравировании постепенно расширяется до 180-200 lpi, размер минимальной точки достигает 10 мкм в машинах Daetwyler. По словам разработчиков техники Alpha, также работающей с данной технологией, это возможно при идеальной шлифовке и центровке заготовки (точность 3-5 мкм), а также поддержании постоянства фокусного расстояния с той же точностью. В ряду оставшихся недочётов — масса продуктов горения и пыли, высокое энергопотребление. Гораздо шире представлена на рынке вторая разновидность CtFP — технология LAMS (Laser Ablative MaSk), суть которой — гравирование лазером чёрного масочного слоя, предварительно нанесённого на поверхность обычной формы и выполняющего роль аналоговой плёнки. Удаление покрытия в местах печатных элементов требует в 30-50 раз меньшей мощности лазерного луча, чем при прямом гравировании. Завершают процесс традиционные стадии формного процесса: экспонирование, вымывание, сушка и финишинг. Хотя многостадийность можно считать недостатком по сравнению с прямой гравировкой, пока она компенсируется высокими качеством и производительностью. Универсальность метода позволяет работать с плоскими формами высокой печати (стандартно для LaserGraver от Alpha, Dainippon Screen, машин EskoArtwork, Daetwyler, Hell Gravure Systems, Kodak GCG, Luesсher; опционально для LaserSleeves от Alpha) и даже формными цилиндрами глубокой печати (опция для всех устройств Daetwyler и Stork). «Масочные CtFP» многих производителей обрабатывают формные пластины цифрового офсета (стандартно у Alpha LaserGraver, Kodak Thermoflex Wide, устройств Luescher, опционально у Alpha LaserSleeves, устройств Daetwyler, EskoArtwork). Агрегаты Kodak ThermoFlex Narrow и Mid (в случае установки опции Hybrid) и Luescher FlexPose! опционально экспонируют традиционные офсетные формы. Работать с трафаретными формами могут все устройства Stork. Системы LEP тоже не стоят на месте, их активно развивают Alpha, Daetwyler, Hell Gravure Systems и Stork. В отличие от Stork, сосредоточившейся только на прямом гравировании, у первой есть модели, опционально работающие с пластинами LAMS: LaserGraver 2FD, LaserGraver Sleeves SI FD, LaserSleeves 1300 и LaserSleeves 2030. На широкую ногу дело поставлено у Daetwyler, все аппараты которой, при соответствующем оснащении, обрабатывают покрытые чёрной маской формы. В модельном ряду Hell Gravure Systems технология реализуется в устройстве PremiumSetter 1600, использующем Nd:YAG-лазер.

Крепим надёжно

Несмотря на разные технологии обработки формных пластин, механическая часть почти всех CtFP одинакова. Пластины крепятся на поверхность вакуумируемого барабана с помощью прижимной планки по передней или задней кромке. Для лучшего прижима и удержания воздуха форму по бокам проклеивают специальным скотчем. Если нет планок, пластину крепят исключительно на скотч. Стандартно планка устанавливается в машинах EskoArtwork, Dainippon Screen, Hell Gravure Systems, Kodak GCG, остальные производители могут поставить её по требованию.

Особенность машин Luesсher — внутренний неподвижный вакуумируемый барабан, относительно которого перемещается лазерная головка, записывающая изображения на прижимаемую воздухом пластину. Среди преимуществ — отсутствие проблем с балансировкой, не нужен крепящий пластину скотч.

Монтаж будущих печатных форм облегчают направляющие столы с воздушной подушкой, которыми могут оснащаться агрегаты Alpha, EskoArtwork, Daetwyler, Hell Gravure Systems и Kodak GCG. Особенно они помогают при работе с крупноформатными пластинами: исключаются случайные перегибы и повреждения масочного слоя, наиболее вероятные при их транспортировке на устройство экспонирования. Для перемещения печатных форм разработчики Alpha, EskoArtwork и Hell Gravure Systems предлагают передвижные монтажные столы.

Вакуумный прижим формы к поверхности вращающегося барабана помогает избежать её смещения, гарантируя точность и качество гравировки. Определённые трудности могут возникать при использовании форм меньшего или нестандартного формата, когда для усиления прижима порой приходится закрывать неиспользуемые вакуумируемые области вспомогательным материалом.

В устройствах Hell Gravure Systems пластины укладываются в специальный карман, прижимаются рейкой крепления и растягиваются по барабануКак всегда, на помощь приходят новые разработки. В Kodak ThermoFlex поверхность барабана сегментирована, благодаря чему рабочая область вакуумирования автоматически формируется сегментами, не отсечёнными полоской скотча. Но на практике, по словам начальника производственного отдела компании «Тампомеханика» (недавно установлен Kodak Thermoflex Wide II) Владимира Кислицина, сильный вакуум даёт возможность работать и без подобных ухищрений, а медленное вращение барабана — не проклеивать боковые кромки пластины скотчем. В аппаратах Hell Gravure Systems не задействованные области перекрываются поршнями, передвигаемыми внутри полого барабана. В современных устройствах Alpha и EskoArtwork, благодаря небольшой скорости и сильному вакууму, формы небольшого размера обрабатываются без дополнительной балансировки барабана и его обклейки для сохранения вакуума. Сильно упрощают загрузку и выгрузку печатных форм системы автоматизации, заметно повышающие производительность, особенно востребованную при больших объёмах производства. В комплектацию EskoArtwork CDI Advance стандартно включается система полуавтоматической подачи пластин (SAPL, Semi-Automatic Plate Loader) на барабан: они предварительно загружаются в специальную кассету вручную. Автоматическая и полуавтоматическая система загрузки пластин также предлагается для устройств PremiumSetter 1600 от Hell Gravure Systems и крупноформатных машин Alpha. В агрегатах Daetwyler автоматика не предусмотрена, хотя поставщики могут изготовить её на заказ.

Формат на выбор

Решать вопрос о покупке CtFP нужно, опираясь на задачи производства и стоимость оборудования. Организовывать собственный допечатный участок резонно лишь при больших объёмах, в противном случае выгоднее изготавливать формы в специализированных репроцентрах.

Один из основных критериев — формат устройства, определяемый длиной и диаметром вакуумного барабана. Системы малого и среднего формата — для небольших производств. Компаниям крупным и печатающим на гофрированном картоне подойдут широкоформатные машины с длиной барабана более 2 м. Таковые предлагают Alpha (LaserSleeves 2030), EskoArtwork (CDI Spark 5080 и CDI Advance 5080), Daetwyler (Digilas 2115, 3615 и 4615), Hell Gravure Systems (HelioFlex F2100), Kodak (ThermoFlex Wide), Stork (Agrios 5112, 5111 и Morpheus 6112, 6113).

Специализирующаяся на изготовлении печатных форм московская «Арт-Лоджик» работает с двумя машинами Alpha, в т. ч. недавно установленной крупноформатной. По словам начальника отдела продаж Сергея Дуранидиса, это активизирует работу с предприятиями, работающими с гофрокартоном, заметно увеличит объём производства. Неоспоримое преимущество большого формата — одновременное крепление на барабан нескольких пластин, получение комплекта форм за один цикл.

Луч всему голова

Планка прижимает переднюю и заднюю кромку пластины, а специальная шкала помогает точно позиционировать материалОснова любого CtFP — лазер и оптическая система, от работы которых во многом зависит качество и скорость обработки печатных форм.

Качество определяют два важных параметра: величина перетяжки и расходимость лучей лазера. Первый характеризует минимальный диаметр лазерного луча на выходе из оптической системы, второй — способность оптической системы точно позиционировать луч на обрабатываемой поверхности. Оба определяют размер минимально воспроизводимой точки, влияющий на максимальное разрешение и линиатуру записи.

По словам производителя, каретка, на которой в устройствах Alpha монтируется лазерная головка, не теряет точности позиционирования в течение 14 летРасходимость влияет и на глубину фокуса лазера — длину зоны размещения материала вдоль оптической оси, в пределах которой нет заметных изменений качества записи изображения. Характерная для оптоволоконных лазеров меньшая расходимость обеспечивает и больший фокус. Для более точного позиционирования луча на поверхности материала в устройствах с термальными диодными лазерами (Dainippon Screen, Kodak GCG и Luesсher) есть автоматическая фокусировка: один из лазерных лучей выполняет работу дальномера, корректирующего работу оптической системы. Это особенно ценно при работе с рукавными формами, где отклонение толщины достигает 100 мкм (для флексопластин — 20 мкм). Фундамент работающих на основе линейки диодных лазеров термальных машин Dainippon Screen и Luesсher формируют 32-лучевые системы, устройств Kodak GCG — 48-лучевые (Thermoflex Narrow и Thermoflex Mid II) или 200-лучевые (в Thermoflex Wide I/Wide II). Базирующиеся на оптоволоконных лазерах аппараты Alpha, Daetwyler, EskoArtwork, Hell Gravure Systems предусматривают замену оптических систем на версии более высокого уровня. Разработчики EskoArtwork устанавливают в своих машинах шесть взаимозаменяемых систем — Optics 7,5/15/25/40/80/100, с помощью специальных систем модуляции формирующих одним лазером 1, 2, 4, 8, 16 или 28 лучей соответственно. В спецификациях Daetwyler — модуляция 1-, 2-, 4- и 8-лучевых систем, в машинах Alpha — 2, 4, 6, 10, 14 или 20 лучей. Особенность машин Hell Gravure Systems — возможность установки до 4-х (в HelioFlex F1200) или 6-ти (в HelioFlex F1600 и F2100) независимых лазеров: если один выходит из строя, система продолжает работать, но уже с меньшей скоростью. При поломке лазеров в устройствах на основе линейки лазерных диодов работа продолжается без потери скорости: запас мощности в диодах позволяет оставлять неизменной суммарную мощность всей системы.

В системах, работающих по технологии LEP, как правило, один лазер. Исключение — AgriosM и Agrios от Stork, в которых возможна установка двух лазеров. Количество лазеров и модулируемых ими лучей определяет один из наиболее важных параметров устройств CtFP — их производительность, которая также зависит от мощности лазера, обрабатываемого материала (для технологии LEP) и требуемого разрешения.

Наращивая обороты…

Для повышения производительности EskoArtwork придала новому устройству СDI Spark 4260 Auto несколько функций: после обработки лазером и экспонирования формная пластина автоматически передаётся в формный процессор DuPont Cyrel FastПроизводительность повышается двумя способами: увеличением мощности лазера при одновременном повышении скорости вращения вакуумируемого барабана либо увеличением количества лучей лазера при неизменной скорости барабана (увеличивается площадь одновременно обрабатываемой поверхности). У каждого метода свои нюансы.

Мощность лазера — основной «стимулятор» скорости для систем с газовыми лазерами, среди которых на первое место выходят лазеры машин Stork (каждый по 500 Вт).

Увеличивая скорость барабана, производитель CtFP обязан позаботиться о его балансировке. Проблема особенно актуальна для пластин неполного формата. В современных устройствах, где это необходимо, операция выполняется автоматически. В Kodak ThermoFlex за неё отвечает барабан с самобалансирующимися упорами, динамически перемещаемыми в зависимости от характера и уровня вибраций. В Daetwyler Digilas — закрытые камеры с водой в 4-х точках на поверхности цилиндра.

Второй путь (увеличение количества лучей лазера) более популярен у разработчиков, ибо избавляет от необходимости бороться с вибрациями и центробежными силами, стремящимися сорвать форму с барабана.

Самые производительные среди работающих по технологии LAMS многолучевых устройств — машины EskoArtwork, обрабатывающие 8 м2/ч при разрешении 2540 dpi, Alpha и Kodak Thermoflex WideII, гравирующие 7 м2/ч при тех же условиях. Средняя производительность других CtFP (Dainippon Screen, Daetwyler, Hell Gravure Systems, Luescher) на уровне 5 м2/ч. Устройства прямого гравирования с газовыми лазерами CO2 и твёрдотельными Nd:Yag пока заметно медленнее: средняя скорость 0,6 м2/ч. У многолучевой технологии есть недостаток: возможность возникновения муара на изображении при взаимодействии нескольких лучей. Борьба ведётся программными и аппаратными методами, предлагаемыми Alpha, EskoArtwork, Kodak GCG и Dainippon Screen.

Компьютер во главе

«Механическая» система CtFP не гарантирует высокое качество печати без надлежащей подготовки растрированного файла. Решают задачу специализированные флексографские растровые процессоры (RIP). Хотя каждый уникален, их стандартные технологические функции обеспечивают стабильную и точную работу: тесты сведения, идентичности и фокусировки лучей, подбора режимов обработки форм.

В любом RIP есть функция расчёта дисторсии изображения (изменения геометрических размеров сюжета после установки пластины на цилиндр), а у всех многолучевых аппаратов — встроенный тест на параллельность лучей (неотъемлемый элемент правильной эксплуатации). Особенность RIP для Kodak Thermoflex — тест параллельности линейки диодов относительно вакуумного барабана. Машины Alpha последнего поколения автоматически настраиваются на толщину и тип фотополимера, что снижает влияние человеческого фактора и процент брака. ПО всех CtFP работает по принципу «вырезания» объектов из «растровых заготовок», иногда приводя к появлению на готовой форме нежелательных элементов («обрезков точек» на краях сюжетов и суперячеек, незаконченных перемычек). При печати это может привести к инверсии тонов и пятнистости, грязной контурной обводке. Решить проблему помогают программные функции FlexoPerfection в составе процессора FlexRIP у EskoArtwork и функция ComboScreen в FlexWorks у Alpha. Работают алгоритмы по принципу удаления всех объектов, размер которых меньше заданного. Интересный аспект — дополнительные системы растрирования. Для плавного перехода в светах — гибридные растры MaxTone (Kodak GCG), SambaFlex (EskoArtwork), ComboScreen (Alpha). Kodak GCG предлагает растры HyperFlex для устойчивой печати точек меньшего размера (отдельно стоящие точки соединяют специальные «мостики») и высокочастотный алгоритм растрирования плашек DigiCap для нанесения на них микронасечек, гарантирующих стабильный краскоперенос и исключающих возникновение вокруг них ореола. В устройствах EskoArtwork можно модифицировать имеющиеся и создавать новые растры (инструмент ScreenManager). Среди разработок Alpha — функции Skip Empty Lines (запись изображения с пропуском пустых чёрных строк на маршевом ходу каретки для уменьшения времени записи) и Screening Optimization (автоматическая подстановка из библиотек точных значений углов и линиатур для минимизации многоцветного муара).

Растровые наборы

Широта поддерживающих работу с растрами функций — ключевой параметр при выборе CtFP. Один из главных критериев — особенности поставляемых с устройством растровых наборов (сочетаний доступных разрешений и линиатур). Как правило, в начальной комплектации аппарат работает с 1-2 разрешениями и несколькими линиатурами (65-150-200 lpi, в зависимости от производителя). Иногда стандартного подбора линиатур и растров недостаточно. Учитывая особенности заказов, необходимо заранее обговорить потенциал приобретаемого устройства. Важность обсуждения очевидна — при опредёленных сочетаниях линиатур и углов растра на оттиске может возникать одноцветный муар.

Программный модуль Antimoire от Alpha, разбивающий жёсткую периодическую структуру суперячеек и генерирующий эффект стохастического растрирования в диапазоне от высоких светов до верхней границы полутонов, по словам производителя должен полностью решить проблему. EskoArtwork для избежания проблем с однокрасочным муаром создала систему автоматического выбора лучей — ABS (Auto Bean Selection) для оптических систем версий Optics 15 и старше (предлагаются опционально). Их особенность — растровая точка с небольшим отклонением от круглой формы. Daetwyler предлагает бороться с муаром с помощью точной настройки угла наклона лазера. В случае расчёта ПО CtFP растровых макроячеек «на ходу», без использования предварительно рассчитанных схем, на формной пластине могут появляться повторяющиеся растровые структуры. Как рассказал Кислицин, бороться с эффектом в устройствах Alpha помогает функция Line Scatter, осуществляющая случайный сдвиг элементов растра на величину пикселя, снижая риск возникновения регулярных структур. Предпочтительно, чтобы в состав формирующего растровые наборы RIP входили утилиты для просмотра сгенерированных растров, пропуска лазером пустых участков формы (для LAMS-систем), оптимизации размещения сюжетов на форме (PlateOptimizer у Hell Gravure Systems, PlatePatcher у EskoArtwork, Imposition у Alpha).

Для повышения точности работы с CtFP и оценки геометрических параметров, полученных в ходе гравирования растровых точек, Alpha предлагает программно-аппаратную систему Flexometer 

Интересная особенность машин Luescher — отсутствие RIP в стандартной комплектации, обосновываемое разработчиками открытостью платформы, позволяющей установить программную систему любого поставщика. В комплекте только ПО Printspooler, пересылающее на устройство 1-битные TIFF.

Для работы с рукавными формами вакуумируемый барабан заменяют на специальный пневмовал (Kodak Thermoflex Wide II)Развитие RIP не стоит на месте, версии процессоров постоянно обновляются. Alpha каждый год выпускает новую: к концу 2008 г. на рынок выйдет FlexWorks 1.6.

Стандартного разрешения большинства машин (2540 или 2032 dpi) для некоторых заказов недостаточно. Рекорды детализации бьют устройства Alpha и EskoArtwork, при условии установки специальной оптики (SecuFlex в EskoArtwork) гравирующие формы с разрешением 10160 и 8000 dpi соответственно. Предельные показатели для машин Daetwyler и Kodak GCG — 6350 и 3556 dpi соответственно. Основная сфера применения высоких разрешений и высоколиниатурных форм — защищённая продукция. В обычной работе, как говорит Дуранидис, такие формы мало востребованы из-за низкой тиражестойкости.

Рукава для флексографии

Полуавтоматическая система загрузки рукавных форм One-Touch и тележка для их транспортировки в машинах Kodak Thermoflex Перспективное направление во флексографии — изготовление бесшовных рукавных (гильзовых) печатных форм, во многом схожее с технологией выпуска традиционных пластин. Суть процесса — края пластины свариваются, поверхность полученного цилиндра шлифуется, на неё наносится чёрный масочный слой. Далее — уже знакомые операции технологии LAMS.

Готовые формные рукава изготавливают немногие. Отлично известные бесшовные материалы Cyrel Round поставляет DuPont. Daetwyler выпустила устройство Ring Coater для нанесения на гильзы чёрного масочного слоя, по завершении операции они полностью готовы к лазерной гравировке.

Очевидные плюсы рукавных форм — повышенная точность геометрических элементов на форме из-за отсутствия дисторсии, печать бесконечных сюжетов, как в глубокой печати, высокая скорость смены заказов.

Системы для работы с рукавными формами есть в модельном ряду Alpha, Daetwyler, EskoArtwork и Kodak (см. таблицу). Flint Group Printing Plates, специализирующаяся на фотополимерных пластинах и формном оборудовании, недавно выпустила систему nyloflex Infinity, в составе которой — плоттер для резки фотополимерного полотна, модули монтажа и температурной сшивки фотополимера на гильзе, система нанесения масочного слоя.

Универсальное устройство CDI Advance Cantilever имеет встроенную систему экспонирования гравируемых рукавных формДля лазерной обработки формы крепятся на пневматический вал, конический или цилиндрический (встречается чаще). Монтаж по двум схемам: с помощью устанавливаемых на пневмовал сменных цилиндров (адаптеров) требуемого диаметра либо облегчённых переходных гильз. Переходники имеют общий внутренний диаметр и разные внешние, что позволяет работать с формами различной длины печати. В машинах Stork для работы с рукавными формами используются конусные упоры.

Коснулась работающих с рукавными формами устройств и современная автоматизация. Особенность Kodak ThermoFlex Wide II — быстрая смена вакуумируемого барабана на пневмовал путём его опускания внутрь машины. Быстро заменить одну рукавную форму на другую в машинах Digilas от Daetwyler помогает система QuickSleeve: всего минута, без дополнительных инструментов. В машинах Alpha — ручная и автоматическая замена средств крепления форм и загрузка валов, основанная на гидравлике.

По мнению экспертов, выпуск рукавных форм — перспективное направление, в рамках которого следует ожидать универсальных моделей, работающих как с пластинчатыми формами, так и с рукавами.

Цифровое будущее

Активное развитие рынка CtFP, появление новых универсальных устройств, резко сокращающих продолжительность цикла допечатной подготовки и повышающих качество печати, вселяет уверенность, что будущее принадлежит цифровым методам изготовления печатных форм. Как подчеркнул Дуранидис, всё больше клиентов требуют поставки форм в кратчайшие сроки, а их изготовление в течение суток давно стало нормой. Выбор подходящего CtFP — непростой процесс, определяемый многими факторами: ценовым предложением, типом заказов, особенностями эксплуатации и др. Установка подобных систем требует больших инвестиций, которые окупаются выходом производства на новый уровень качества, расширением круга клиентов и завоеванием авторитета на рынке.

Автор выражает глубокую признательность специалистам компаний Alpha, Daetwyler, Hell, Stork, «АМОС Санкт-Петербург», «Арт-Лоджик», «ВИП-Системы», «Итрако», «Полиграфические системы», «Тампомеханика», «УпакМеханика», «ЯМ Интернешнл» за помощь при подготовке статьи.

Архив журналов в свободном доступе.

На ту же тему:

comments powered by Disqus