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1 8. Drucken Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik Quelle: Heidelberg Print Academy 8. Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik

2 Workflow Printmedien: Drucken Teil 1 Druckverfahren Vierfarbendruck Teil 2 Druckprinzipien Bogenmaschinen Teil 3 Rollenmaschinen Quelle: manroland 8. Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 2

3 Arbeitsschritte zur Herstellung von Druckprodukten Prepress Press Postpress Druckvorstufe Bild-/Textgestaltung Layout Aufbereitung in druckbaren Dateien (Rasterung/ Farbauszüge) gegebenenfalls Filmund Plattenherstellung Druckprozess Übertragung der Bild- und Textinformationen mittels eines Druckverfahrens auf einen Bedruckstoff Weiterverarbeitung (nicht Bestandteil dieser Vorlesung) Schneiden Falzen Stanzen Prägen Lackieren 8. Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 3

4 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 (Elektrofotografie oder Laserdruck, Inkjet, Coating, 3D-Druck) oder mittels elektromagnetischer Felder. 8. Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 4

5 Definition Drucken Drucken ist ein (Re-)Produktionsverfahren. Hierbei werden die Informationen (oder Funktionen) auf den Bedruckstoff aufgetragen. Die Zahl der Druckverfahren ist sehr groß. Neben den konventionellen Druckverfahren gibt es auch neuere Druckverfahren ohne Druckformen. Heute unterscheidet man daher die Gruppe der konventionellen Druckverfahren und den Digitaldruck. Ursprünglich bezeichnet Drucken lediglich den Vorgang zur Wiedergabe von Bild und/oder Text. In neuerer Zeit geht die Forschung aber auch in Richtung gedruckter Funktion (organische Elektronik, Fotovoltaik, medizinische Teststreifen, etc.). Grafischer Druck: Die Informationen werden in beliebiger Anzahl auf einen Bedruckstoff (Papier, Karton, Glas, Folien...) oder auf Produkte (z.b. Spielzeug, Tastatur) aufgebracht. Meistens werden über eine Druckmaschine oder einen Drucker färbende Substanzen (z. B. Druckfarbe, Toner, Tinte, Lack) definiert übertragen. Bei der Wiedergabe einer mehrfarbigen Vorlage, wird diese entsprechend der zu druckenden Anzahl von färbenden Substanzen in gerasterte, monochrome Teilbilder zerlegt. Quelle: Brockhaus Enzyklopädie Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 5

6 Druckverfahren: Einteilung nach Druckform Druckverfahren konventionelle Druckverfahren (Druckverfahren mit fester Druckform) Hochdruck Digitaldruck (Non-Impact-Druckverfahren) Elektrofotografie Tiefdruck Inkjet Flachdruck Thermografie Durchdruck 3D-Druck Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 6

7 Konventioneller Druckprozess Um eine Systematik zu schaffen werden die konventionellen Druckverfahren im allgemeinen nach der geometrischen Gestalt der Druckform bezüglich der druckenden und nichtdruckenden Elemente unterteilt. Druckform Druckprozess bei allen Druckverfahren Druckfarbe Bedruckstoff Bei den konventionellen Druckverfahren werden neben der Druckfarbe, dem Bedruckstoff, einer Druckform auch eine Druckspannung benötigt. Druckspannung Die Druckform speichert alle Informationen der Vorlagen als Bildelemente und Nichtbildelemente. Bildelemente werden von der Druckform in dem jeweiligen Druckverfahren mit Druckfarbe übertragen, Nichtbildelemente drucken nicht. Die Druckspannung ist zur Übertragung der Druckfarbe auf den Bedruckstoff notwendig. 8. Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 7

8 Hochdruck: Flexodruck und Buchdruck Hochdruck ist das älteste Druckverfahren (Holzdruck, Gutenberg-Buchdruck) Heute in industrieller Anwendung nur noch Flexodruck (weiche Druckform) Die druckende Formelemente liegen höher als die nichtdruckenden Formelemente. Quelle: Kipphahn, H.: Handbuch der Printmedien. Heidelberg: Springer Verlag, Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 8

9 Hochdruck: Heiß-Prägefoliendruck (Folientransferverfahren) Häufig als Folientransferverfahren nicht unter dem Begriff Druckverfahren eingeordnet, da keine Farbe übertragen wird. Einsatz insbesondere bei der Veredelung von Druckprodukten. 8. Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 9

10 Tiefdruck: Rakeltiefdruck Der Rakeltiefdruck wird in der Fachsprache als Tiefdruck bezeichnet. Der Bedruckstoff übernimmt die Druckfarbe aus den Vertiefungen der Druckform und bleibt an den Stellen ungefärbt, die in Kontakt mit der glatten Oberfläche kommen. Die Farbe wird in den Näpfchen der Tiefdruckform aufgenommen. Überschüssige Farbe wird anschließend durch ein Rakel wieder entfernt. Die druckenden Formelemente liegen tiefer als die nichtdruckenden Formelemente. Quelle: Kipphahn, H.: Handbuch der Printmedien. Heidelberg: Springer Verlag, Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 10

11 Tiefdruck: Tampondruck 8. Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 11

12 Flachdruck: Offsetdruck (1) A Der Druck erfolgt indirekt (offset) von der Druckform über ein Gummituchzylinder auf den Bedruckstoff. Konventioneller Offsetdruck (Nass-Offset, häufigste Anwendung): Nichtdruckende Elemente sind wasserfreundlich (hydrophil) und werden während des Druckvorgangs mit Wasser (Feuchtmittel) benetzt. Druckende Elemente sind wasserabstoßend (hydrophob), nehmen aber die ölhaltige Farbe an. Benötigt Feuchtwerk und Feuchtmittel (Wasser, Alkohol, ) Wasserloser Offset (selten): Die Druckplatte ist mit einer farbabweisenden Silikonschicht beschichtet, die die nichtdruckenden Elemente darstellen. Bei der Belichtung (Bebilderung) wird die Silikonschicht an den druckenden Stellen freigelegt, die dann Farbe annehmen. Entfall des Feuchtmittels Die Oberfläche der Druckform ist eben. Die druckenden Formelemente liegen beinah auf der gleichen Ebene wie die nicht-druckenden Formelemente. Quelle: Kipphahn, H.: Handbuch der Printmedien. Heidelberg: Springer Verlag, Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 12

13 Flachdruck: Offsetdruck (2) Quelle: Kipphahn, H.: Handbuch der Printmedien. Heidelberg: Springer Verlag, Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 13

14 Flachdruck: Offsetdruck (3) Indirekter Druck: Druckform Gummizylinder Bedruckstoff Quelle: Teschner, H.: Offsetdrucktechnik. 10. Aufl., Fellbach: Fachschriftenverlag, Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 14

15 Durchdruck: Siebdruck Die Druckform besteht aus einem beschichteten Sieb. An den Stellen, wo die Druckform später drucken soll, wird die Beschichtung entfernt. Die Druckfarbe wird mit Hilfe eines Rakels durch das Sieb gedrückt und anschließend das Sieb von dem Bedruckstoff abgehoben. Quelle: Kipphahn, H.: Handbuch der Printmedien. Heidelberg: Springer Verlag, Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 15

16 Druckverfahren: Einteilung nach Druckform Druckverfahren konventionelle Druckverfahren (Druckverfahren mit fester Druckform) Hochdruck Digitaldruck (Non-Impact-Druckverfahren) Elektrofotografie Tiefdruck Inkjet Flachdruck Thermografie Durchdruck 3D-Druck Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 16...

17 Definition Digitaldruck Der Begriff Digitaldruck wird uneinheitlich verwendet. Abgrenzende Eigenschaften des Digitaldrucks im Vergleich zu konventionellen Druckverfahren sind: Der Druck erfolgt direkt aus dem digitalen Datenbestand auf den Bedruckstoff. Nahezu berührungslose Übertragung der färbenden Substanzen (Toner, Tinte, Druckfarbe) Begriff Non-Impact-Printing (NIP) Es wird keine feste Druckform verwendet sondern es kommen wiederbeschreib- und löschbare, latente Druckformen zum Einsatz (z. B. Laserdrucker) oder es sind gar keine physikalischen sondern nur virtuelle Druckformen vorhanden (z.b. Inkjet). Weiterhin wird bei konventionellen Druckverfahren die zunehmende Integration und Digitalisierung von Druckvorstufe und Druck mit den Begriffen der Computer-to- Technologien (CtFilm, CtPlate, CtPrint) beschrieben. Für diese Vorlesung: Unter Digitaldruck werden diejenigen Verfahren verstanden, bei denen direkt aus einem digitalen Datenbestand gedruckt werden kann und keine separate Druckformherstellung außerhalb der Druckmaschine notwendig ist. Zur Vertiefung wird die Vorlesung Digitale Drucktechnologie empfohlen. 8. Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 17

18 Elektrofotografie Funktionsprinzip: Eine elektrisch aufgeladene, fotoempfindliche Bebilderungstrommel wird durch Lichteinwirkung entladen. An den elektrisch geladenen Stellen haftet der Toner an. Fünf Schritte: Bebilderung Einfärbung Tonerübertragung (Druck) Tonerfixierung Reinigung/Konditionierung Quelle: Kipphahn, H.: Handbuch der Printmedien. Heidelberg: Springer Verlag, Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 18

19 Inkjet (1) A Zwei Verfahrensprinzipien: Das Thema wird in Kap. 8 Teil 2 vertieft. Quelle: Kipphahn, H.: Handbuch der Printmedien. Heidelberg: Springer Verlag, Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 19

20 Inkjet (2) Die Bildpunkte werden direkt durch aufspritzen/auftropfen auf den Bedruckstoff gebracht. Es existiert eine Vielzahl an Verfahren zur Erzeugung des Tropfens. Man unterscheidet grundsätzlich zwischen Continious-Inkjet und Drop on Demand. Quelle: Kipphahn, H.: Handbuch der Printmedien. Heidelberg: Springer Verlag, Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 20

21 Inkjet (3) A 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: Kipphahn, H.: Handbuch der Printmedien. Heidelberg: Springer Verlag, Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 21

22 Inkjet (4) Drop on Demand Das latente Bild auf der Trommeloberfläche eignet sich grundsätzlich für den mehrmaligen Druck; wird in der Praxis jedoch kaum so verwendet. Das Bebilderungssystem (Schreibkopf) ist ein mikromechanisches System, modular aufgebaut. Erzeugung des Tropfens durch b - Wärmequelle (Thermal Inkjet) c Piezokeramik (Piezo Inkjet) d Elektrisches Feld (Elektrostatischer Inkjet) Quelle: Kipphahn, H.: Handbuch der Printmedien. Heidelberg: Springer Verlag, Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 22

23 Thermografie (1) A Quelle: Kipphahn, H.: Handbuch der Printmedien. Heidelberg: Springer Verlag, Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 23

24 Thermografie (2) 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). Quelle: Kipphahn, H.: Handbuch der Printmedien. Heidelberg: Springer Verlag, Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 24

25 3D-Druck (1) Zur Erzeugung 3D-Modell Quelle: 12/03/nano_3d_druck.jpg Auflösung : im Nanobereich Druckverfahren: 3D-Druck mit Pulver 3D-Druck mit geschmolzenen Materialien 3D-Druck mit flüssigen Materialien Quelle: 3druck.com Quelle: Anwendung: Medizin, Wissenschaft, Kunst, Schmuckproduktionk, Prototypbau (Autoindustrie, Werkzeugbau, etc.), Luft- und Raumfahrt, Quelle: 8. Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 25

26 3D-Druck (2) Das Prinzip das additive Verfahren 3D-Druck mit Pulver (3DP): Multijet Modelling Ähnlich wie der Druckprozess eines Inkjet-Druckers 2 unterschiedliche Verfahren: Direkt und Indirektes 3D-Druck Indirektes Verfahren: Bindemittel durch den Druckkopf in ein Pulverbrett gesprüht dünne Schicht vom Bindemittel in eine feste Struktur zu überführen. So werden schichtweise die einzelnen Konturen des Modells generiert. Das umliegende lose Pulver dient als Stützmedium Direktes Verfahren: die mit Pulver beladene Kunststoff- oder Wachs-schmelze mit einem beheizbaren Düsenkopf spurweise abgelegt. Schicht für Schicht wird das Material aufgetragen bis das 3D-Modell fertig ist. Quelle: Quelle: Tobias Friedel - Herstellung von keramischen Verbundwerkstoffen mittels Rapid Prototyping (SLS) 8. Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 26

27 3D-Druck (2) Das Prinzip das additive Verfahren 3D-Druck mit geschmolzenen Materialien: Fused Deposistion Modelling (FDM) Populärste Methode Vergleichbar mit dem direkten 3DP-Verfahren, also Heißklebepistole, aber als Druckmaterialien werden die thermoplastischen, drahtartigen Kunststoff/Wachs eingesetzt. Die Erzeugung des Modells erfolgt durch das schichtweise Auftragen der dünnen, aufgeschmolzenen Kunststoffdraht. Quelle: 8. Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 27

28 3D-Druck (3) Das Prinzip das additive Verfahren 3D-Druck mit flüssigen Materialien Material: flüssige, UV-empfindliche Fotopolymere. Quelle: 8. Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 28

29 Vierfarbendruck Grafische Reproduktionen werden im Allgemeinen mit den Farben Cyan, Magenta, Yellow (Gelb) und Black (Schwarz), kurz CMYK, gedruckt. Werden weitere Druckfarben verwendet, so nennt man diese Schmuckfarben (z. B. Milka- Lila, Malboro-rot). Diese Farben werden im Rahmen dieser Vorlesung nicht behandelt. Typisch für die Drucktechnologie ist, dass reproduzierte Bilder mit sogenannten Halbtönen im Rasterdruck hergestellt werden. Dies wird im Nachfolgenden erläutert. 8. Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 29

30 Welche Druckmaschinen braucht der Markt? Hinweis: Es gibt keine klare Zuordnung von Druckmaschinen und Druckverfahren zu den Printprodukten. 8. Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 30

31 Welche Gemeinsamkeiten haben diese Druckmaschinen? 8. Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 31

32 Einteilung nach Art des Druckprinzips Das Druckprinzip bezeichnet die Art und Weise des Druckvorganges in Druckmaschinen, charakterisiert durch die Konstruktion des Druckformträgers und des Gegendruckkörpers. Diese können beide entweder eine flache oder zylindrische Gestalt haben. Zylinder gegen Zylinder Fläche gegen Zylinder Fläche gegen Fläche Sowohl Druckform-träger als auch Gegendruck-körper sind Zylinder Beispiel: Zeitungsdruckmaschine Entweder Druckformträger oder Gegendruckkörper sind Zylinder, der jeweils andere ist flach Beispiel: Rollendruck auf großen Blechen Sowohl Druckform-träger als auch Gegen-druckkörper sind flach Beispiel: Siebdruck auf CDs 8. Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 32 Bilder: Böhringer, J. et al: Kompendium der Mediengestaltung, Springer Verlag 2006

33 Einteilung direkter / indirekter Druck Direkter Druck Druckbild wird ohne Zwischenträger von der Druckform auf das Substrat übertragen Druckbild ist seitenverkehrt auf der Druckform abgebildet Beispiel: Elektrofotografie Indirekter Druck Druckbild wird mit Hilfe eines Zwischenträgers von der Druckform auf das Substrat übertragen Druckbild ist seitenrichtig auf der Druckform abgebildet Beispiel: Thermoretransferdruck Druckform Druckbild Druckergebnis Druckform Druckbild Druckergebnis Zwischenträger 8. Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 33

34 Einteilung Format des Substrates Rollendruck Drucken, bei dem das Substrat dem Druckwerk in Form einer quasi endlosen Bahn zugeführt wird Nach dem Druck wird das Substrat wieder aufgerollt oder geschnitten, gefalzt etc. Beispiel: Zeitungsdruckmaschine Bogendruck Drucken, bei dem das Substrat dem Druckwerk in Einzelblättern zugeführt wird Üblich bei Labordruckmaschinen und Bedruckbarkeitsgeräten Beispiel: SOHO-Tintenstrahldrucker Drucksystem Drucksystem Press Eingaberolle Ausgaberolle Press Eingabestapel Ausgabestapel Alternativ: Stapel Falzbogen Broschur Alternativ: Rolle (Querschneider) Alternativ: Falzbogen Broschur 8. Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 34

35 Einteilung Schön- und Widerdruck (duplex) Einseitig (Schöndruck) Bedrucken des Substrates auf einer Seite Zweiseitig (Widerdruck, duplex) Bedrucken des Substrates auf beiden Seiten Einzelblatteinzug: Wenden des Blattes innerhalb des Papierweges; meist Nutzung der gleichen Druckeinheit Rollendruck: Notwendigkeit zweier Druckeinheiten: eine für Schön- (Vorderseite) und eine für Widerdruck (Rückseite); ggf. Wendung der Bahn zwischen beiden Systemen 8. Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 35

36 Weitere Begriffe Farbauszug Vorlage für die Druckform für eine Druckfarbe Register Laterale Abweichungen einer gedruckten Einzelschicht von einer Sollposition Substrat Der zu bedruckende Gegenstand, oft auch als Bedruckstoff bezeichnet, im grafischen Druck meist Papier Druckmaschine Maschine mit einer oder mehreren Druckeinheiten und Einrichtungen zum Transport der Substrate. Druckwerk Der zentrale Bestandteil jeder Druckmaschine, in dem die bildgemäße Über-tragung des Druckfluids von der Druckform bis auf das Substrat statttfindet. Quelle: Kipphahn, H.: Handbuch der Printmedien. Heidelberg: Springer Verlag, Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 36

37 Bildreproduktion im Druck Mit vielen Druckverfahren sind nur konstante Schichtdicken realisierbar. Ausnahmen sind nur der Tiefdruck und das Inkjet-Verfahren. Wollte man mit einer Druckfarbe drucken und könnte nur konstante Schichtdicken auftragen, so wären lediglich 2 Farben möglich: Druckfarbe oder unbedruckter Bedruckstoff. Im Dreifarbdruck wären es immerhin 8 Farben: Unbedruckter Bedruckstoff, 3 Primärfarben, 3 Sekundärfarben (Mischung aus zwei Primärfarben) und 1 Terziärfarbe (Mischung aus allen drei Primärfarben). Sieben Farben reichen jedoch für die Wiedergabe von Bildern nicht aus! Es müssen auch Zwischenstufen, sogenannte Halbtöne möglich sein. 8. Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 37

38 Wie druckt man Halbtöne? (1) Wie am Beispiel des Entenbildes zu erkennen ist, kann durch additive Mischung einer Farbe (Vollton) mit dem Papierweiß, also der Farbe des Bedruckstoffs, eine hellere Farbwirkung (Halbton) entstehen zumindest dann, wenn das Auge die Punkte nicht auflösen kann. Durch den Druck kleiner Vollton-Punkte können Halbtöne realisiert werden. Dies nennt man Rasterdruck. 8. Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 38

39 Wie druckt man Halbtöne? (2) Beispiel: Folgender Halbtonkeil (hergestellt mit unterschiedlichen Farbschichtdicken) für die Farbe Magenta soll drucktechnisch realisiert werden: Voraussetzung für eine richtige Rasterung ist, dass das Auge die Druckpunkte im normalen Betrachtungsabstand nicht bzw. kaum auflösen kann. Daher sind für unterschiedliche Anwendungen auch unterschiedliche Rasterweiten möglich bzw. nötig. Ein Plakat kommt mit einem wesentlich gröberen Raster aus als beispielsweise eine Zeitschrift. Für jede Bildfläche muss nun das Verhältnis von unbedruckter zu bedruckter Fläche (Flächendeckung) so eingestellt werden, dass die gewünschte Farbwirkung in der additiven Mischung entsteht: 8. Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 39

40 Wie druckt man Halbtöne? (3) Rasterdruck Druck echter Halbtöne Variation des Verhältnisses von bedruckter zu unbedruckter Fläche (gängigstes Verfahren, bei allen Druckverfahren einsetzbar) Variation der Schichtdicke (nur bei Tiefdruck und Inkjet möglich) 8. Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 40

41 Rasterung A Die Rasterung ist die Umsetzung von Halbtonvorlagen in Vollton-Informationen, hier zur Erstellung von Druckvorlagen. Farbabstufungen werden durch unterschiedliche Flächendeckungen erzielt. Dies kann durch Variation der Rasterpunktgröße (AM) oder Variation des Rasterpunktabstandes (FM) erreicht werden. Farbabstufungen können durch das Drucken von positiven Punkten oder das Drucken einer gefüllten Rasterzelle mit ausgesparten Rasterpunkten (Negative Druckpunkte) erreicht werden. In Vorlagen sind beide Arten gleichzeitig möglich. Für mehrfarbige Vorlagen muss zusätzlich zur Rasterung auch eine Farbseparation und eine Rasterwinkelung durchgeführt werden. 8. Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 41

42 Terminologie: Raster (1) unbedruckte Fläche Rasterfläche Volltonfläche A 8. Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 42

43 Positive/Negative Rasterpunkte A Bei der Wiedergabe von Tonwerten ist ein Punktschluss in jedem Fall zu vermeiden. Daher wird ab einer bestimmten Tonwertstufe zum Druck von negativen Druckpunkten übergegangen. Bei negativen Druckpunkten wird die Rasterfläche komplett gefüllt bis auf den Druckpunkt. Der Übergangsbereich von positiven zu negativen Druckpunkten liegt zwischen 50 % und 70 % Tonwert. Positive Druckpunkte Negative Druckpunkte Quelle: International Paper: Der kleine Liebling Print. 18. Auflage, Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 43

44 Terminologie: Raster (2) A Raster Scharf begrenzte oder verlaufend angeordnete Linien, Punkte oder Flächen zur Zerlegung von Halbtonvorlagen in Druckelemente bei allen Druckverfahren. Rasterzelle Zweidimensionale Matrix aus Druckpunkten zur Simulation von Halbtönen Rasterweite Mittelpunktabstand zweier Rasterzellen, Maß für die Feinheit des Rasters. Wird oft auch fälschlich als Begriff für die Rasterfrequenz verwendet. Rasterfrequenz Reziprokwert der Rasterweite: Anzahl der Punktreihen (Linien) an, die sich auf einer Strecke von 1 cm befinden. Die Einheit ist Linien pro cm [L] = 1/cm oder lines per inch [L] = lpi. Rasterpunktabstand Kürzester Abstand zwischen zwei Rasterpunkten in Millimetern: w = 10/L, [w] = 1 mm. Vollton Fläche, die zu 100% mit einer Druckfarbe gefüllt ist. Halbton Mischung aus Druckfarbe und Bedruckstoff-Weiß. Kann erzeugt werden durch dünnere Farbschichten oder durch geringere Flächendeckung der Druckfarbe. Flächendeckung Anteil der bedruckten Fläche einer Rasterzelle. Auch als Tonwert bezeichnet. -frequenz -frequenz Quelle: Goldmann, G.: Das Druckerbuch. 2. korrigierte und aktualisierte Auflage, Poing: Océ Printing Systems GmbH, Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 44

45 Typische Rasterweiten A Hinweis: Die Tonwertumfänge sind bei den Druckverfahren nicht gleich! Quelle: Kipphahn, H.: Handbuch der Printmedien. Heidelberg: Springer Verlag, Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 45

46 Tonwertstufen Das Auge kann in einem Schwarz-Weiß-Bild ca. 150 Grauwerte unterscheiden. Technisch werden daher häufig 256 Abstufungen eingesetzt. Werden zu wenig Tonwertstufen (auch Graustufen genannt) verwendet, treten Fehler auf (Posterisation oder Contouring). Die Übertragung der Tonwertstufen wird durch die Informationstiefe in Bit gekennzeichnet. 2 8 = 256 Abstufungen 2 4 = 16 Abstufungen 2 2 = 4 Abstufungen 2 1 = 2 Abstufungen 8. Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 46

47 Mehrfarbendruck Für einen Mehrfarbendruck werden standardmäßig die Prozessfarben Cyan, Magenta, Gelb (Yellow) und Schwarz (black) gedruckt. (Eigentlich würden bereits CMY reichen, Die Erklärung für K folgt später.) Farbvorlagen müssen für die Reproduktion zunächst in die vier Prozessfarben zerlegt werden. Diesen Vorgang nennt man Farbseparation (oder: Farbauszüge herstellen). Anschließend erfolgt, wie beim Druck von Graustufen, eine Zerlegung in einzelne druckende Elemente die Rasterung. Quelle: International Paper: Der kleine Liebling Print. 18. Auflage, Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 47

48 Einfluss der Tonwerte auf die Farbmischung im Mehrfarbendruck A 8. Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 48

49 Lage der Rasterpunkte beim Farbendruck A Kombinationsmöglichkeiten für die Anordnung der Rasterpunkte beim Mehrfarbendruck Rasterpunkte stehen nebeneinander Rasterpunkte stehen teilweise übereinander Rasterpunkte stehen übereinander Quelle: Teschner, H.: Offsetdrucktechnik. 10. Auflage, Fellbach: Fachschr.-Verl., Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 49

50 Farbmischung beim Mehrfarbdruck (1) A Üblicherweise werden lasierende* Druckfarben verdruckt. Durch den Übereinanderdruck ergibt sich aus der subtraktiven Farbmischung die Mischfarbe. Die subtraktive Farbmischung durch Übereinanderdruck von Farbschichten ist nur mit lasierenden Druckfarben möglich. Grund: Bei deckenden Farben wird das Licht an der jeweils zuletzt gedruckten Farbe reflektiert. Die ideal lasierende Druckfarbe wirkt wie ein ideales Filter. Übereinanderdruck von Rasterpunkten oder Flächen subtraktive Mischfarben Lasieren, von Lasur: Farbmittel decken den Untergrund nicht ab sondern bilden einen transparenten Film. Liegen die Druckpunkte eng zusammen, mischt sich das reflektierte Licht im Auge additiv. Eine additive Farbmischung durch den Nebeneinanderdruck von Rasterpunkten ergibt sich nur dann, wenn die Rasterpunkte entweder sehr klein sind oder aus großer Entfernung betrachtet werden. An beiden Arten der Farbmischung ist die Farbe des Bedruckstoffs beteiligt. Die Kombination aus additiver und subtraktiver Farbmischung beim Druck nennt man autotypische Farbmischung. 8. Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 50

51 Farbmischung beim Mehrfarbdruck (2) Autotypische Farbmischung = Subtraktive Mischung + Additive Mischung Additive und subtraktive Farb-mischung sind beim autotypischen Mehrfarbendruck nicht zu gleichen Teilen beteiligt. Der größte Teil der wahrgenommenen Mischfarbe beruht auf der additiven Mischung. Die Mischfarbe hängt ab von der Schichtdicke der gedruckten Farben (Filterwirkung), der Remission des Bedruckstoffs (Bedruckstoff-Farbe) und vom Verhältnis der mit Farbe bedeckten Flächen zur unbedruckten Fläche des Bedruckstoffs Quelle: Küppers, H.: Farbe. München: Callwey Verlag, Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 51

52 Tonwertzunahme (1) Die Tonwertzunahme Z (%) ergibt sich aus der Differenz des bekannten Rastertonwertes im Film bzw. im digitalen Datenbestand und dem gemessenen Rastertonwert im Druck und wird grundsätzlich in Prozent Zunahme vom Film zum Druck angegeben. Die Tonwertzunahme ergibt sich aus dem Einfluss der Druckformherstellung (Druckplatte beim Offsetdruck), der mechanischen Punktverbreiterung im Druck und der optischen Zunahme der Flächendeckung durch den Lichtfang. Quelle: Kipphahn, H.: Handbuch der Printmedien. Heidelberg: Springer Verlag, Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 52

53 Tonwertzunahme (2) A Ein Rasterpunkt auf der Druckform wird beim Drucken nicht genau im Verhältnis 1 : 1 auf den Bedruckstoff übertragen. So wird der Rasterpunkt beim Offsetdruck durch die Druckspannung und das Gummituch deutlich größer auf dem Bedruckstoff abgebildet. Dies führt zu einer höheren Flächendeckung oder zu einem höheren Tonwert. Tonwertzunahmen von 5 20 (30)% sind prozessbedingt und völlig normal. Voraussetzung für einen ordentlichen Druck ist daher, dass die Druckkennlinie des eigenen Prozesses bekannt ist. Jede Druckerei nimmt daher die Druckkennlinien für ihre Prozesse und Maschinen und legt diese in Datenbanken ab. Über die Druckkennlinie kann die Tonwertzunahme bei der Erstellung der Rasterpunktgröße berücksichtigt werden. D. h. die Punkte werden um den entsprechenden Wert kleiner auf die Druckplatte aufgebracht. Bei der Festlegung der Druckkennlinie sind alle am Prozess beteiligten Elemente zu berücksichtigen: Druckform, Druckmaschine, Filmvorlage, Bedruckstoff, In vielen Programmen zur Bildgestaltung (z. B. Photoshop) können diese Parameter voreingestellt werden. 8. Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 53

54 Tonwertzunahme Druckkennlinie (3) Beispiel: Druckkennlinie für den Prozess Vorlage (Film) bis Druck Z = Tonwertzunahme im Druck FF = Flächendeckung des Films FD = Flächendeckung des Drucks Druckkennlinie ist abhängig von Papieroberfläche, Saug-/Wegschlagverhalten, Farbe,... Quelle: Kipphahn, H.: Handbuch der Printmedien. Heidelberg: Springer Verlag, Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 54

55 Prozess- und Qualitätskontrolle Die gedruckte Farbschichtdicke und die Rasterpunktgröße beeinflussen die Farbwirkung erheblichen. Sie werden daher während des laufenden Druckprozesses überprüft. Eine höhere Farbschichtdicke bedeutet, dass die Filterwirkung der lasierenden Druckfarbe zunimmt. Farbschichtdickenschwankungen verursachen daher einen unterschiedlichen Farbeindruck. Die Farbschichtdicke wird über die Dichte (Densitometer) bestimmt. Die Rasterpunktgröße verändert das Verhältnis der Flächendeckungen zwischen den Farben CMYK untereinander sowie dieser Farben zum Papierweiß. Schwankungen der Rasterpunktgröße verursachen daher auch einen unterschiedlichen Farbeindruck. Die Punktgröße wird über die Tonwertzunahme kontrolliert. Für die Prozesskontrolle von Farbschichtdicke und Punktgröße wird heute fast ausschließlich das Densitometer eingesetzt. Die Tonwertzunahme wird über die Murray- Davies-Formel berechnet. In der Qualitätskontrolle wird die Farbwirkung des Drucks bewertet. Dazu muss ein Farbmessgerät (z. B. ein Spektralfotometer) verwendet werden. Aus der gemessenen Remission werden in diesem Fall fast immer die CIELAB-Farbwerte berechnet und der Farbabstand E ab als Toleranz angegeben. Neben Dichte und Farbe kommt ein weiterer Faktor hinzu, der Glanz, der im Rahmen einer Qualitätskontrolle heute jedoch nur selten gemessen wird. 8. Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 55

56 Hilfsmittel zur Prozess- und Qualitätskontrolle Druckkontrollstreifen Druckkontrollstreifen müssen eingesetzt werden, da im Druck jede Farbe in einem separaten Druckwerk gedruckt wird und für jedes Druckwerk eine globale Steuerung erfolgt. 8. Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 56

57 Verständnisfragen Drucken Was versteht man unter Drucken? Welche Arbeitsschritte sind zur Herstellung von Printmedien notwendig? Wie können Druckverfahren eingeteilt werden und welche Druckverfahren gibt es? Welche Gemeinsamkeiten haben Druckmaschinen? Wie unterscheiden sich die verschiedenen Druckformen? Erklären Sie den Vierfarbendruck. Wozu werden Halbtöne und Raster verwendet? Welche Größen werden bei der Prozesskontrolle gemessen? 8. Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik 57

58 Impressum Einführung in die Druck- und Medientechnik Vorlesung im Wintersemester 2013/14 Prof. Dr.-Ing. E. Dörsam Technische Universität Darmstadt Fachgebiet Druckmaschinen und Druckverfahren Magdalenenstr Darmstadt Betreuung: Duy Linh Nguyen 8. Drucken - Teil 1 Einführung in die Druck- und Medientechnik

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