Układy matryca-patryca
Układy matryca-patryca stosuje się do tłoczeń w materiałach i z reguły jest to tłoczenie wypukłe. Układ matryca-patryca w matrycach chemigraficznych występuje w odmianie matryca metalowa Đ patryca metalowa lub matryca metalowa Đ patryca z tworzywa sztucznego lub kartonu.
Chemigraficzne matryce-patryce
Zleceniodawca chce otrzymać układ matryca-patryca wykonany chemigraficznie. Przesyła grafikę, podaje gruboć przetłaczanego materiału. Zostaje wykonany film: negatyw offsetowy dla patrycy, pozytyw sitowy dla matrycy (rys. 6 i 7). Po nawietleniu płyty red-top magnezowej powstaje matryca (rys. 8) i patryca (rys. 9) o ăcieńszejÓ grafice w stosunku do matrycy, dzięki czemu patryca wraz z tłoczonym papierem może być wtłoczona do matrycy. Prawidłowo powinno się pomniejszać patrycę względem oryginalnego rysunku, ale czasem relacja wielkoci grafiki do gruboci tłoczonego materiału sprawia, że trzeba powiększyć grafikę matrycy. Zmieni to wielkoć wytłoczenia i powinno być skonsultowane ze zleceniodawcš. Pozioma linia przerywana na rys. 8 i 9 wyznacza linie przekrojów poprzecznych patrycy i matrycy. Przekroje te zostały uwidocznione na rys. 10 i 11. Rysunek 12 obrazuje tłoczenie materiału przez metalowš matrycę i patrycę. Z powodu istnienia stożka, czyli pochyłych cianek patrycy i matrycy, tłoczone podłoże jest silnie ciskane przez kanty matrycy wspierajšce się na ciankach stożka i może nawet dojć do jego przecięcia. Pracownia chemigraficzna dla takich układów powinna się starać dšżyć do pionowych cian, co w praktyce oznacza ăostry stożekÓ i stępienia kantów matrycy. Grafika matrycy i patrycy w podanym przykładzie została tak dobrana, że chemia swobodnie wytrawia matrycę i patrycę. Oczywicie w przypadku matrycy ta ăswobodaÓ jest mimo wszystko częciowo ograniczona i aby matryca miała tę samš głębokoć trawienia co patryca, musi być dłużej trawiona. Co się jednak stanie, gdy wprowadzony zostanie stosunkowo niewielki nowy element grafiki? Ukazujš to rysunki 13-19.
Nowym elementem w stosunku do poprzedniej serii rysunków jest mały okršg. Rysunek 18 ukazuje patrycę: stożki obu elementów grafiki majš tę samš wysokoć, bo chemia miała swobodny dostęp do odsłoniętej (tj. pozbawionej emulsji) powierzchni wokół tych elementów. Jednak w przypadku matrycy dostęp do powierzchni magnezu w okręgu był mniejszy niż do powierzchni w pozostałej grafice. Rysunek 17 unaocznia finalny rezultat trawienia: matryca została wytrawiona z różnš głębokociš. Częć matrycy i patrycy po lewej stronie na rys. 19 dokładnie odpowiada układowi matryca-patryca na rys. 12. Jednak rys. 19 pokazuje, że z powodu płytkiego trawienia, występujšcego w matrycy po prawej stronie rysunku, prawa strona patrycy nie ăwchodziÓ do matrycy w takim stopniu jak na rys. 12. Zatem przy stosowaniu układu chemigraficzna matryca Đ chemigraficzna patryca wskazane jest, aby w grafice eliminować detale i stosować takš grafikę, żeby chemia miała podobny dostęp do różnych jej częci. Na poziomie projektu, jeli chcemy mieć wyrane przetłoczenie, należy do danej grafiki dostosować gruboć przetłaczanego materiału, tak aby materiał nie przekraczał pewnej gruboci, od której przetłoczenie staje się mało czytelne. Można też oczywicie wyjć od danej gruboci materiału do tłoczenia i wykonać takš grafikę, dla której przetłoczenie będzie wyrane, tj. zachowa interesujšcy klienta stopień odwzorowania grafiki w materiale. Te problemy to prosta konsekwencja tego, że pomiędzy matryce i patryce ma się jeszcze zmiecić materiał. Rezultat przetłoczenia można zasymulować w programie graficznym i ocenić przed zleceniem, gdy jeszcze jest na to czas.
Chemigraficzna matryca Đ miękka patryca
Metoda wykonania układu chemigraficzna matryca Đ miękka patryca polega na mechanicznym odcinięciu patrycy w tworzywie sztucznym lub odpowiednim kartonie. Po wykonaniu matrycy umieszcza się jš w prasie mocujšc jš w miejscu docelowym. Na płycie lub cylindrze (w zależnoci od rodzaju prasy) przykleja się tworzywo sztuczne lub odpowiedni karton (czasem będzie potrzebnych kilka warstw), kładzie się materiał do przetłoczenia i zamyka prasę. W zależnoci od materiału używa się tylko cinienia lub tłoku i temperatury. Po otwarciu mamy odcinięty kształt patrycy pomniejszony o gruboć materiału. Teraz można dodatkowo mechanicznie usunšć to, co jest tłem patrycy, dzięki czemu patryca swobodniej, głębiej będzie wchodzić wraz z materiałem do wewnštrz matrycy. Ta technika pozwala tak wykonać patrycę, że będzie zasadniczo jednakowy (na miarę możliwoci ręcznego opracowania patrycy) docisk materiału tak w detalu, jak i w większym elemencie tej samej matrycy, czyli zostaje wyeliminowany problem ukazany na rysunku 19. Należy dodać, że nie sposób zamontować metalowej patrycy w prasie z cylindrem, dlatego też jedynym rozwišzaniem jest patryca miękka.
Grawerowana matryca Đ polimerowa patryca
Rysunki 20-22 przedstawiajš kolejne etapy wykonywania patrycy polimerowej. Rysunek 20 to przekrój poprzeczny przez matrycę grawerowanš. Takiego kształtu matrycy nie ma możliwoci wykonać chemigraficznie. Rysunek 21 to przekrój przez matrycę i przetłaczany z jej pomocš materiał o okrelonej gruboci (zaznaczony niebieskim kolorem). Aby materiał przetłoczyć jak na rysunku, potrzebna będzie patryca takiej wielkoci, żeby pomiędzy patrycš a matrycš była przestrzeń na przetłaczany materiał. Rysunek 22 pokazuje przekrój poprzeczny przez kopyto, które wykonuje się maszynš do grawerowania ăpodnoszšcÓ całe dno matrycy o gruboć przetłaczanego materiału. Na rysunku przerywanš liniš zaznaczono kształt dna matrycy. Do kopyta wlewany jest polimer, który dociska się polimerowš płytkš i tak powstaje patryca (zaznaczona kolorem zielonym). Rysunek 23 to przekrój przez matrycę, patrycę i znajdujšcy się pomiędzy nimi materiał. Matryca i patryca cile przylegajš do tłoczonego materiału, wywierajšc jednakowe cinienie w każdym jego miejscu. Dzięki temu otrzymuje się tłoczenie z oddaniem wszelkich detali. Nie występuje sytuacja, że w jednym miejscu materiał jest zgnieciony, a w innym niedotłoczony.
Matryca grawerowana czy chemigraficzna Đ jak dokonać optymalnego wyboru
Czy zamówić matrycę grawerowanš, czy chemigraficznš? Đ na to pytanie można odpowiedzieć porównujšc matryce grawerowane i chemigraficzne pod względem parametrów technologicznych, zastosowań, czasu realizacji i kosztów.
Parametry technologiczne:
a. Wymiary matryc
W zależnoci od wielkoci maszyny chemigraficznej można wykonywać trawienie płyt 50 cm x 65 cm, a nawet większych. Wielkoć A3 dla większoci maszyn chemigraficznych nie stwarza problemu i do tej wielkoci jest gros zleceń. Pole pracy maszyn grawerujšcych jest zbliżone do formatu A4. Zwiększanie pola pracy prowadziłoby do zmniejszenia precyzji pracy; powiększanie pola pracy maszyny grawerujšcej przy utrzymywaniu jednakowej precyzji narzuca takie rozwišzania technologiczne, które można opisać rosnšcš funkcjš wykładniczš. Podnosi to koszty samego urzšdzenia, wzrastajš wymagania programowe i moce obliczeniowe komputerów. Zatem fizyczne wymiary matrycy stanowiš pierwszš wskazówkę wyboru.
b. Grafika matryc
Każdy wzór matrycy chemigraficznej można wykonać mechanicznie. Ograniczeniem jest wspomniana wyżej wielkoć. Chemigraficznie natomiast nie ma możliwoci wykonania matryc wielopoziomowych, których szczególnym przypadkiem jest matryca złocšco-tłoczšca.
c. Powtarzalnoć matryc
Proces chemigraficzny podlega ograniczonej kontroli Đ problem utrzymania powtarzalnego kšta stożka i głębokoci trawienia. Stykowa metoda nawietlania emulsji jest kolejnym technologicznym mankamentem wpływajšcym na wiernoć odwzorowania grafiki (bezpieczna gruboć linii 0,2 mm). Grawerowanie ma swe ograniczenia dotyczšce precyzji wykonania frezów i ich wymiarów. Zasadniczo ta technika gwarantuje większš powtarzalnoć. Porównujšc obie techniki nasuwa się analogia występujšca między drukiem offsetowym z tradycyjnš przygotowalniš a drukiem CtP i podobna konkluzja: technika tradycyjna wcišż jest zasadniczo wystarczajšca. Matryca chemigraficzna zasadniczo ma wystarczajšcš powtarzalnoć wykonania. Na rynku można spotkać matryce grawerowane ręcznie przez artystę-grawera. Żmudna i czasochłonna praca ręczna przynosi czasem zaskakujšce rezultaty nieosišgalne przez maszyny grawerskie sterowane cyfrowo, jednak brak powtarzalnoci wyklucza użycie takich matryc na skalę przemysłowš.
d. Wytrzymałoć matryc
Matryce chemigraficzne magnezowe mogš wykonać ok. 100000 uderzeń, natomiast grawerowane Đ 1000000 uderzeń. Zatem matryce grawerowane sš znacznie trwalsze. Czy dla danego nakładu lepiej wykonać matrycę grawerowanš, czy 2-3 chemigraficzne? To zależy od nakładu z uwzględnieniem kwestii przestoju przy zmianie matrycy.
Zastosowanie:
a. Hot-stamping
Matryca chemigraficzna (faktycznie jest to patryca) zasadniczo jest wystarczajšca do większoci druków foliš hot-stampingowš. Można się zastanawiać nad matrycš grawerowanš w przypadku koniecznoci wykonywania precyzyjnych linii, zwłaszcza o gruboci poniżej 0,2 mm, a dla linii poniżej 0,15 mm wyranie skłaniać się w kierunku matryc grawerowanych. Matryce chemigraficzne mogš imitować wzory holograficzne (tzw. matryce strukturalne), jednak lepszš imitację uzyskamy matrycami grawerowanymi, które pozwalajš również na wykonywanie mikronapisów.
b. Tłoczenie
Układy matryca chemigraficzna Đ patryca chemigraficzna oraz matryca chemigraficzna Đ patryca miękka pozwalajš na dwupoziomowe tłoczenie, ale nie dajš możliwoci tak precyzyjnego i jednorodnego przetłoczenia wzoru jak w przypadku matrycy grawerowanej Đ patrycy polimerowej. Natomiast tłoczenie wielopoziomowe jest osišgalne jedynie matrycš grawerowanš. W przypadku chemigrafii, zwłaszcza w układach matryca chemigraficzna Đ patryca miękka, można mówić o pseudowielopoziomowym tłoczeniu, gdy w jednej matrycy sš elementy zróżnicowane co do wielkoci, a zatem wytrawione z różnš głębokociš.
c. Hot-stamping i tłoczenie
Elementy drukowane foliš hot-stampingowš mogš też być wytłaczane. Aby to osišgnšć w przypadku matryc chemigraficznych, należy w pierwszym przelocie zaaplikować folię, a w drugim dokonać tłoczenia. Pojawia się tu problem dokładnego pasowania. W przypadku grawerowania możliwe jest wykonanie matrycy złocšco-tłoczšcej, którš dokonuje się termodruku i tłoczenia w jednym przelocie bez żadnych problemów z pasowaniem między hot-stampingiem a tłoczeniem. Jeden przyrzšd maszyny, jeden przelot Đ dwukrotny wzrost wydajnoci! Ponadto tłoczenie matrycš złocšco-tłoczšcš ma w swym przekroju poprzecznym półokršgły kształt nieosišgalny matrycami chemigraficznymi, okrelany przez niektórych mianem eleganckiego tłoczenia.
Na rysunku 24 czerwonš kreskš zaznaczono folię do hot-stampingu, czarnš Đ materiał uszlachetniany tš foliš i przetłoczony. Po lewej stronie widoczny jest poprzeczny przekrój przetłoczenia uzyskanego z matrycy chemigraficznej (w drugim przelocie, tj. po termodruku). Strzałka ukazuje problem z pasowaniem: folia nie pokrywa symetrycznie górnej powierzchni stożka. Po prawej stronie poprzeczny przekrój przetłoczenia za pomocš matrycy grawerowanej: hot-stamping i tłoczenie w jednym przelocie Đ nie ma fizycznej możliwoci wystšpienia problemu pasowania analogicznego z poprzednim przypadkiem.
Czas realizacji
Matrycę chemigraficznš z gotowych filmów można wykonać w cišgu godziny. Matryca grawerowana wykonywana jest kilka dni. Czas zajmujš opracowanie graficzne i czasochłonne frezowanie. W celu przyspieszenia czasu frezowania można zamówić matrycę wykonanš w magnezie (magnez frezowany jest dwukrotnie szybciej niż mosišdz). Jednak matryce magnezowe będš mniej trwałe. W przypadku uruchamiania dużego nakładu matryce grawerowane w magnezie mogš być doranym rozwišzaniem, aby rozpoczšć produkcję jak najszybciej, zlecajšc jednoczenie wykonanie matryc mosiężnych jako docelowych. Mogš też ratować cišgłoć produkcji w przypadku uszkodzenia matrycy mosiężnej.
Cena matrycy
Cena matrycy grawerowanej jest miarš czasochłonnoci jej wykonania, ceny samego materiału, amortyzacji wielogodzinnej pracy frezów oraz drogich maszyn grawerujšcych (mówimy o profesjonalnych maszynach) i jest znacznie wyższa od ceny matryc chemigraficznych.
Podsumowanie
Reasumujšc, stosowanie matryc grawerowanych wskazane jest w następujšcych przypadkach: prace bardzo wysokonakładowe, wysokonakładowy termodruk z tłoczeniem, tłoczenia wielopoziomowe, tłoczenia o wysokiej estetyce oraz zabezpieczenia foliš do termodruku z użyciem mikronapisów i wzorów pseudoholograficznych.
W pozostałych przypadkach matryce chemigraficzne sš wystarczajšce.
Na podstawie materiałów firmy Multigraf opracował Dariusz Biegacz; konsultacja Bartosz Kociółek
