Gdy technologia ăz komputera na formę drukowšÓ była przed laty jako nowoć wprowadzana do offsetu jako ăComputer-to-PlateÓ (CtP), to w przygotowalni cylindrów wklęsłodrukowych była ona już codziennš praktykš. Od lat szećdziesištych XX wieku znana jest technika grawerowania, opracowana jako pierwsza na wiecie w firmie Dr. Ing. Rudolf Hell, w której obraz jest przenoszony za pomocš głowic grawerujšcych bezporednio z komputera na formę drukowš, czyli na cylinder wklęsłodrukowy.
Nie ma dzi drukarni wklęsłodrukowej, która nie miałaby urzšdzeń do grawerowania cylindrów.
Od czasu wynalezienia tego systemu dostarczono ponad 7000 urzšdzeń; teraz każdego roku dostarcza się 300 sztuk. W międzyczasie pojawili się inni producenci urzšdzeń do grawerowania, którzy jednak w mniejszym lub większym stopniu kopiowali głowicę grawerujšcš firmy Hell. Było to impulsem dla firmy, aby stale reagować nowymi rozwišzaniami i dzięki temu jej systemy zawsze sš na czele pod względem szybkoci, sprawnoci i jakoci grawerowania.
Obok produkcji duże znaczenie ma konserwacja głowic grawerujšcych. W cišgu ostatnich trzech lat w zakładzie firmy Hell w Kilonii dokonano przeglšdu i remontu 2000 głowic. wiadczy to, że użytkownicy systemów grawerujšcych zdajš sobie sprawę z faktu, że prawidłowo działajšca głowica ma decydujšce znaczenie dla jakoci drukowania.
Działanie systemu
W całym systemie grawerowania o właciwym działaniu decyduje współpraca trzech podstawowych elementów; sš to: przetwarzanie sygnałów, wzmacnianie sygnałów i głowica grawerujšca, które muszš być bardzo dokładnie do siebie dopasowane. Tylko w ten sposób można uzyskać doskonałš jakoć grawerowania.
Cyfrowy procesor sygnałów to specjalny mikroprocesor, który jednoczenie przeprowadza większš iloć operacji obliczeniowych. Jest on stosowany po to, aby kompensować niepożšdane efekty mechaniczne. Analizuje on więc i koryguje sygnały pochodzšce z opracowywanego obrazu, zanim zostanš one wygrawerowane, usuwajšc ewentualne błędy, jak np. odbijanie, przecišganie czy zmiany termiczne, majšce wpływ na grawerowany obraz. W przypadku systemu Helio-Sprint korekta jest indywidualnie dostosowana do każdej głowicy grawerujšcej. Helio-Klischograph jest w stanie odczytywać dane przed grawerowaniem, aby je zastosować do optymalnego ustalenia parametrów procesora sygnałów. Po analizie i korekcie cyfrowe dane obrazowe sš przekazywane w formie analogowej do wzmacniacza sygnałów.
Zadaniem wzmacniacza sygnałów jest takie wzmocnienie analogowych sygnałów obrazowych, aby napęd głowicy grawerujšcej wytworzył siłę niezbędnš do wygrawerowania kałamarzyka farbowego o dokładnie okrelonej objętoci. Największe wymagania stawiajš przy tym największe i najmniejsze kałamarzyki, znajdujšce się na krawędziach konturów. Dla nich wzmacniacz musi wytworzyć największe siły dynamiczne.
Rys. 1 pokazuje zasadę działania elektromagnetycznej głowicy grawerujšcej. Diament grawerujšcy jest umocowany do dwigni i za pomocš siły elektromagnesu poruszany jest w kierunku miedzianej powierzchni cylindra. Siła elektromagnesu działa najpierw nie przeciw powierzchni miedzi, lecz przeciw sile sprężyny, która jest wielokrotnie większa od oporu stawianego przez przecinanš mied. Dzięki temu grawerowanie w znacznym stopniu jest niezależne od różnych twardoci miedzi, gdyż wielkoć kałamarzyka jest zależna głównie od równowagi między siłš magnesu i siłš sprężyny. Głowica musi też mieć mechaniczne tłumienie drgań, aby wszystkie elementy obrazu i tekstu były grawerowane z takš samš skutecznociš i aby nie wpływał na nie własny rezonans głowicy.
Wymagania stawiane systemowi grawerowania
Najważniejszymi wymaganiami technicznymi, jakie jednoczenie powinien spełniać dobry system grawerowania, sš duża głębokoć grawerowania oraz wysoka prędkoć. Odpowiednie zharmonizowanie obu tych wymagań jest jednak bardzo trudne. Innymi ważnymi cechami systemu sš dynamiczne zachowanie się przy zmianie sygnału oraz niezmiennoć temperatury i zachowanie właciwoci przez długi czas.
System grawerowania musi też odpowiadać wymaganiom stawianym przez rodzaj zastosowania:
1. Walce techniczne stawiajš wysokie wymagania pod kštem przenoszonej objętoci farby, dlatego też graweruje się grubym rastrem z dużymi głębokociami. Do tego celu przeznaczony jest system A firmy Hell, przystosowany do dużej głębokoci grawerowania (do 110 ľm).
2. Przy drukowaniu opakowań i materiałów dekoracyjnych wymagania dotyczš w tym samym stopniu zarówno wysokiej pojemnoci, jak i wysokiej ostroci konturów. Spełnia je system HelioSprint B, zoptymalizowany na głębokoć, wysokš dynamikę i prędkoć grawerowania.
3. Drukowanie czasopism i innych druków ilustrowanych wymaga jednakowej jakoci na wszystkich pasmach papieru, a więc wszystkie głowice grawerujšce na wielokanałowym urzšdzeniu Helio-Klischo-graph powinny w miarę możliwoci wykazywać identyczne właciwoci przenoszenia sygnałów. Do tego służy system HelioSprint C, nastawiony głównie na wysokš dynamikę i prędkoć.
4. Przy drukach specjalnych (np. papierach wartociowych), wymagajšcych zabezpieczeń i wysokiej precyzji, drukuje się z bardzo drobnym rastrem. Tu stawiane sš szczególnie wysokie wymagania odnonie do stabilnoci grawerowania, co można osišgnšć za pomocš systemu HelioSprint D.
Tak zwane szerokopasmowe głowice grawerujšce nie sš zoptymalizowane ani na prędkoć, ani na głębokoć grawerowania i majš pokrywać możliwie jak największy zakres zastosowań. Jest to jednak zwišzane z wieloma ograniczeniami i o ich przydatnoci powinny decydować praktyczne próby. Do kryteriów oceny systemu grawerowania zaliczajš się jeszcze, oprócz prędkoci (przy niej musi być zawsze podawana liniatura rastra, przy której ta prędkoć jest jeszcze uzyskiwana), takie istotne parametry decydujšce o jakoci, jak odbijanie, przecišganie czy zmiany termiczne. Takie ăwszechstronne i wysoko wydajne systemy grawerowaniaÓ nie sš w stanie spełnić w codziennej praktyce stawianych wymagań.
Głowica grawerujšca to elektromagnetyczny napęd wahadłowy, charakteryzujšcy się szeregiem parametrów. Statyczna krzywa charakterystyczna odtwarza wychylenie diamentowego rylca w zależnoci od pršdu grawerowania (rys. 2). Z tej linii można odczytać następujšce właciwoci: histerezę, liniowoć, czułoć statycznš i maksymalne wychylenie.
Pomiar dynamiczny informuje o tym, jak równomiernie i dokładnie głowica odtwarza motywy obrazu, skoki gęstoci optycznej i kontury.
Efekty uboczne
Łatwo można opracować system grawerowania, który z częstotliwociš 20 kHz będzie wytwarzać równomierny ton z niewielkš głębokociš grawerowania. Trudnym zadaniem jest jednak grawerowanie zmiennych gęstoci optycznych przy dużych głębokociach kałamarzyków i z dużš prędkociš w dłuższym okresie. Całe działanie przy przetwarzaniu sygnałów i ich wzmacnianiu oraz krzywe pomiarowe i elektroniczne ustalanie parametrów służš jak najlepszemu osišgnięciu tego celu.
Jeżeli nie ma jakiego elementu w tym układzie lub jest on niewłaciwie wykonany, to dochodzi do widocznych błędów w grawerowaniu, np. do odbijania. Występuje ono bezporednio po zmianie gęstoci optycznej w kierunku grawerowania i wytwarza widoczne krawędzie cienia (rys. 3).
Przecišganie jest zanikajšcym ăefektem pamięciÓ głowicy grawerujšcej. Jeżeli np. po sygnale grawerowania 1 (pełna głębokoć) będzie grawerowana gęstoć 128, to zostanie wygrawerowany większy kałamarzyk niż wynosiłaby wartoć pełnej bieli. Przez zanikanie efekt ten jest najsilniejszy bezporednio po zmianie gęstoci, a potem stale się zmniejsza. Głównš przyczynš sš tu nie w pełni idealne właciwoci tłumienia i właciwoci magnetyczne.
Przesunięcie to powolne zanikanie geometrii kałamarzyków. Przyczynš tego sš ogólne efekty termiczne, np. rozcišganie się materiału lub termiczne zależnoci przy tłumieniu. Jeżeli np. wymagana jest tolerancja po przekštnej 1 ľm, to przy rylcu 130Ą odpowiada to tolerancji skoku rylca o 233 ľm. Dla porównania: termiczne rozcišgnięcie się stalowej częci o długoci 20 mm, ogrzanej o 1Ą C, wynosi ok. 0,26 ľm. Z tego widać, jak wysokie wymagania stawiane sš w praktyce stabilnoci głowicy grawerujšcej. W zwišzku z tym szczególnie ważne jest stałe chłodzenie głowicy.
Konserwacja głowic
Głowica jest bardzo precyzyjnym instrumentem: dokładnoć grawerowania jest większa od termicznego rozszerzania, jakiemu podlega głowica w cišgu dnia pracy. Dlatego też trzeba się z niš troskliwie obchodzić; oznacza to np., że musi być utrzymana temperatura otoczenia. Trzeba więc od czasu do czasu kontrolować właciwe funkcjonowanie nadmuchu powietrza chłodzšcego i w razie potrzeby wymieniać filtr powietrza. Odpowiednia regulacja stopki lizgowej zapewnia równomiernoć grawerowania poszczególnych pasm na papierze. Do tej regulacji opracowano instrument SprintEasy, zwiększajšcy dokładnoć i powtarzalnoć ustawienia stopek.
Aby zapewnić jednakowš, wysokš jakoć grawerowania przez wiele lat, zaleca się regularnš konserwację głowicy grawerujšcej, dokonywanš przez producenta, a więc w firmie Hell. Głowice po konserwacji wykazujš znacznie niższy poziom opisanych wyżej efektów ubocznych. Poprawia się symetrycznoć kałamarzyków farbowych, znacznie lepsza jest równoć grawerowania na wszystkich stronicach na cylindrze. Głowice po przeglšdzie i renowacji podlegajš takim samym badaniom i kontrolom jakoci jak głowice nowo produkowane.
Na podstawie artykułu dr. Siegfrida Beisswengera i Jana Breitholda ăDas Graviersystem im GriffÓ z ăFlexo+Tief-DruckÓ nr 5/2003 opracował ZZ
