KID_WS1112_2.Grundlagen_V1_S - IDD

2. Grundlagen
Konstruktionsprinzipien im Druckmaschinenbau
Quelle: Heidelberger Druckmaschinen AG
Konstruktionsprinzipien im Druckmaschinenbau | 2. Grundlagen
Definition Drucken
 Visuelles Drucken (Grafisches Drucken)
Unter „Drucken“ versteht man im allgemeinen die Herstellung von Printmedien, die der
Mensch visuell beurteilt oder benutzt. Dies sind beispielsweise Bücher, Zeitungen,
Zeitschriften, Plakate und Verpackungen.
Quelle: Brockhaus Enzyklopädie
 Funktionales Drucken
Die Druckverfahren werden zur Strukturierung von Oberflächen und zur Dosierung von
Materialien verwendet. Die Ergebnisse werden nicht visuell beurteilt, sondern haben eine
Funktion. Beispielsweise medizinische Teststreifen, Antennen, Leiterbahnen, RFIDs und
OLEDs.
 Definition Drucken am IDD
Drucken bezeichnet die Vervielfältigung von Strukturen durch Übertragung von Materie
(Druckfarbe, Druckfluid) auf eine Oberfläche durch mechanischen Kontakt (Druckform),
hydrodynamisch (Inkjet, Coating) oder mittels elektromagnetischer Felder.
Konstruktionsprinzipien im Druckmaschinenbau | 2. Grundlagen | 2
Definition Drucken
 Vorgang zur Wiedergabe von Informationen (Bild und/oder Text) in
beliebiger Anzahl auf einen Bedruckstoff (Papier, Karton, Gewebe, Glas,
Folien o.Ä.) oder auf Produkte (z.B. Spielzeug, Tastatur). Meistens werden
über eine Druckmaschine oder einen Drucker färbende Substanzen (z. B.
Druckfarbe, Toner, Tinte, Lack) definiert übertragen.
 Man unterscheidet verschiedene Druckverfahren. Die Zuordnung und
Einteilung der Druckverfahren ist allerdings nicht eindeutig und unterliegt
einer zeitlichen Veränderung.
 Die Wiedergabe von farbigen Vorlagen beruht meist darauf, dass diese
entsprechend der zu druckenden Anzahl von färbenden Substanzen in
gerasterte, monochrome Teilbilder zerlegt werden. Diese Farbauszüge
werden zur Wiedergabe mit den färbenden Substanzen in der
Druckmaschine neben- und übereinander gedruckt. Der Mensch nimmt
diesen Druck als Halbton-Bild wahr.
Quelle: Brockhaus Enzyklopädie
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Druckverfahren - Kategorien
Druckverfahren
Konventionelle
Druckverfahren
(Feste Druckform)
Digitaldruckverfahren
(Non-ImpactPrinting)
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BeschichtungsVerfahren
PrägedruckVerfahren
Konventionelle Druckverfahren
• Konventionelle Druckverfahren bezeichnen
Druckverfahren mit permanenter
Druckform.
• Bei den konventionellen Druckverfahren
werden neben dem Druckfluid, dem
Substrat und einer Druckform auch eine
Druckkraft benötigt.
• Die Druckform „speichert“ das Druckbild,
also das Muster der bildgebenden
(Druckfluid übertragenden) und nicht
bildgebenden Stellen einer Vorlage.
• Die Druckkraft ist zur Übertragung der
Druckfarbe auf den Bedruckstoff
notwendig.
Druckform
Druckfarbe,
(Druckmedium,
Druckfluid)
Druckprozess
bei konvent.
Druckverfarhren
Bedruckstoff
Druckkraft
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Konventionelle Druckverfahren
 Die am weitesten verbreiteten konventionellen Druckverfahren
sind Offset, Tiefdruck, Flexodruck und Siebdruck.
 Für Sonderanwendungen gibt es Sonderdruck-verfahren und
Kombinationen von Druckverfahren, die eigentlich einen
eigenen Namen erfordern würden.
www.fujifilm.de
 Um eine Systematik zu schaffen werden die Druckverfahren im
allgemeinen nach der geometrischen Gestalt der Druckform
bezüglich der druckenden und nichtdruckenden Elemente
unterteilt.
 Neben den konventionellen Druckverfahren mit festen
Druckformen gibt es auch Druckverfahren ohne physikalische
Druckformen (Digitaldruck).
Kipphan, HPM, Springer-Verlag, 2000
Kipphan, HPM, Springer-Verlag, 2000
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Druckverfahren - Konventionell
Konventionelle
Druckverfahren
(Feste Druckform)
Hochdruck
Tiefdruck
Flachdruck
Durchdruck
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Druckverfahren - Hochdruck
Hochdruck
Buchdruck
Lettersetdruck
Quelle: Handbuch der Printmedien, Kipphan
Flexodruck
Quelle: Handbuch der Printmedien, Kipphan
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Hochdruck - Flexodruck
Rasterpunkt einer analogen Platte
Rasterpunkt einer digitalen Platte
Quelle: Handbuch der Printmedien, Kipphan, H.
Quelle: dfta-symposium, Hornschuh
 Druckende Stellen sind (analog einem Stempel) erhaben, werden
eingefärbt und das Fluid dann auf das Substrat übertragen.
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Hochdruck – Flexodruckform (Klischee)
Abhängigkeit Plattenstärke/Relieftiefe
Quelle: Technik des Flexodrucks
 Die Relieftiefe variiert je nach Plattenstärke. Durch neue Technologien können die Werte
jedoch von dieser Tabelle abweichen.
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Druckverfahren - Tiefdruck
Tiefdruck
Rakeltiefdruck
Quelle: Handbuch der Printmedien, Kipphan
Stahlstichdruck
Offsettiefdruck
(indirekter Tiefdruck)
Tampondruck
(indirekter Tiefdruck)
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(Rakel-) Tiefdruck
 Druckende Stellen setzen sich aus einzelnen Näpfchen zusammen, in die Farbe
eingebracht und dann auf das Substrat übertragen wird
Quelle: KBA
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Druckverfahren - Flachdruck
Flachdruck
Offsetdruck
Wasserloser Offsetdruck
Quelle: Handbuch der Printmedien, Kipphan
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Flachdruck - Prinzip des Offsetdrucks
 Druckende und nichtdruckende Stellen liegen in einer Ebene
 Unterscheidung zwischen druckend und nichtdruckend durch Oberflächenbeschaffenheit
(hydrophob bzw. hydrophil)
Quelle: Handbuch der Printmedien. Heidelberg: Springer Verlag 2000, Kipphan, H.
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Druckverfahren – Durchdruck, Siebdruck
Siebdruck
Flachsiebdruck
Quelle: Handbuch der Printmedien, Kipphan
Rotationssiebdruck
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Siebdruck
 Selektivität zwischen druckenden und nichtdruckenden Stellen durch offene oder
(mit mittels Fotolack) geschlossene Maschen
Quelle: Handbuch der Printmedien. Heidelberg: Springer Verlag 2000, Kipphan, H.
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Druckverfahren - Digitaldruck
Nähere Informationen werden in der Vorlesung: Digitale Drucktechnologie (Mo, 15:20 Uhr) behandelt.
Digitaldruckverfahren (Non-Impact-Printing)
Inkjet
Inkjet Continous
Inkjet Piezo (Drop on Demand)
Inkjet Thermal (Drop on Demand)
Thermografie
Thermosublimation
Thermotransfer
Direkte Thermografie
Elektrofotografie
Elektrografie
Magnetografie
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Druckverfahren - Digitaldruck (Inkjet)
Continiuous Inkjet
 Erzeugung eines gleichmäßigen Tropfenstroms
durch eine Pumpe.
 Binary-Deflecting: Tropfen geht ungeladen auf den
Bedruckstoff, geladen wird er im elektrischen Feld
abgelenkt (Tropfenfänger).
 Multi-Deflecting: Tropfen werden unterschiedlich
aufgeladen, so dass sie beim Durchfliegen eines
elektrischen Feldes unterschiedlich abgelenkt
werden und so auf verschiedene Positionen auf dem
Bedruckstoff übertragen werden.
Binary-Deflecting
Quelle: Kipphan, H.: Handbuch der Printmedien
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Druckverfahren - Digitaldruck (Inkjet)
Drop on Demand
 Erzeugung des Tropfens durch:
• b - Wärmequelle (Thermo-Inkjet)
• c – Piezokeramik (Piezo-Inkjet)
• d – Elektrisches Feld (Elektrostatischer Inkjet)
Quelle: Kipphan, H.: Handbuch der Printmedie
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Druckverfahren – Digitaldruck (Thermografie)
Transfer-Thermografie
 Die Transfer-Thermografie kann unterschieden
werden nach
a) Thermotransfer
b) Thermosublimation
 Beim Thermotransfer wird aus dem Trägermaterial
ein Teil der Farbschicht herausgelöst und auf den
Bedruckstoff übertragen. Die Farbe kann Wachs
oder ein spezielles Polymer (Resin) sein.
 Bei der Thermosublimation erfolgt der Farbübertrag vom Trägermaterial durch Diffusionseffekte. Die Erwärmung hat ein Schmelzen der
Farbe zur Folge, wodurch ein Diffusionsprozess der
Farbmittel auf den Bedruckstoff erfolgt. Dies
erfordert eine spezielle Beschichtung auf dem Bedruckstoff (Thermopapier).
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Quelle: Kipphan, H.: Handbuch der Printmedien
Druckverfahren - Beschichtungsverfahren
Beschichtungsverfahren
Schlitzbeschichtung
Vorhangbeschichtung
Gießerfilmbeschichtung
Rakelbeschichtung
Luftmesserbeschichtung
Dosierdraht
Sprühverfahren
Gegenlauf-Rollenbeschichtung
Gleichlauf-Rollenbeschichtung
Offset-Tiefdruck
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Druckverfahren - Prägedruckverfahren
Prägedruckverfahren
Prägefoliendruck
Heißfolienprägung
Quelle: http://boelling.com/de/tech/
Kaltfolienprägung
Quelle: http://www.kurz.de
Prägedruck
Heißprägedruck
Kaltprägedruck
Quelle: http://boelling.com/de/tech/
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Druckverfahren - Prägedruckverfahren
Neues Prägedruckverfahren: Roland InlineImpress
Erstes Lackwerk: Applizierung eines UV Lackes
Zweites Lackwerk: Prägung der Struktur in den Lack
Prägeform





Geprägtes Substrat
Doppellackwerk mit UV Ausstattung
Inline-Verfahren
Trocknung ist entscheidend
Keine Deformation der Rückseite
Kosten- und Zeitersparnis
Hohe Passergenauigkeit
Quelle: manroland AG
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Druckmedien (Druckfluide)
Bestandteil
Farbmittel
Bindemittel
Lösemittel
Tinten
Farbstoffe /
Pigmente
-
Druckfarben
Folien
Pigmente
Pigmente
Harze /
Strahlenhärtende
Bindemittel
Hartharze (bei
Raumtemperatur
fest)
Kunstharze
-
Flüssigtoner:
dielektrische
Flüssigkeit
-
Digitaldruck
Prägefoliendruck
(Kleber erforderlich)
Lösemittelbasiert /
wasserbasiert / -
Digitaldruck
Offsetdruck
Flexodruck
Tiefdruck
Siebdruck
Quelle: Jutta Rotter /
pixelio.de
Toner
Pigmente /
Farbstoffe
Lösemittelbasiert
/ wasserbasiert
Anwendung
Hot Melts
Quelle: Torsten Lohse /
pixelio.de
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-
Digitaldruck
Quelle: : Henrik G. Vogel /
pixelio.de
Auf Folien
abgeschiedene
Metallfilme
Druckmedien (Druckfluide)
Quelle: Heidelberger Druckmaschinen AG
Konstruktionsprinzipien im Druckmaschinenbau | 2. Grundlagen | 25
Druckmedien (Druckfluide)






Die Viskosität bezeichnet das Fließverhalten einer Farbe
Hoch viskos: Farbe ist dickflüssig
Niedrig viskos: Farbe ist dünnflüssig
Die Viskosität hat Auswirkungen auf den Farbtransport im Druckwerk
Je nach Druckverfahren benötigt die Druckfarbe eine bestimmte Viskosität
Je nach Viskosität/Oberflächenspannung können bestimmte Oberflächen
bedruckt werden
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Bedruckstoff: Formen und Dicken
Formen:
 Bogen, flach
 Band, flach
 Formteil (Becher, Tuben, Dosen,
Deckel, usw. …)
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Bedruckstoffmedien (Material)
Papier
Karton
Pappe
Kunststoffe
Metalle
Textilien
Glas
Leder
Keramik
Holz
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Impressum
Konstruktionsprinzipien im Druckmaschinenbau
Vorlesung im WS 2011/12
Prof. Dr.-Ing. E. Dörsam
Technische Universität Darmstadt
Fachgebiet Druckmaschinen und Druckverfahren
Magdalenenstr. 2
64289 Darmstadt
Betreuung: M.Sc. Alexandra Theopold
http://www.idd.tu-darmstadt.de
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