Die Kunst des Verzerrungsdrucks

Mit Hilfe des Verzerrungsdruck-Innovators John Davidson untersuchen wir, wie es möglich ist, Drucke für jede dreidimensionale Form und Größe präzise herzustellen.

Verzerrung ist der Prozess oder die Behandlung, die beim Drucken auf ein flaches Substrat angewendet wird, sodass der Druck bei der Umwandlung in eine 3D-Form genau an den richtigen Stellen erscheint. Druckverzerrungen können für Uneingeweihte, die versuchen, ihre Drucke an komplexe Formen anzupassen, wie eine dunkle Kunst erscheinen.

John Davidson ist Gründer und CEO der Verzerrungsberatung Distortion Arts in Toronto, Kanada. Er ist einer der weltweit führenden Experten für Verzerrungsdrucktechnologie. Zu seinen Kunden zählen einige der größten Marken und Produktionsunternehmen auf der ganzen Welt.

„Ich mache das seit 1986 und je mehr ich lerne, desto weniger weiß ich!“ John lacht. Tatsächlich ist John viel zu bescheiden. Er ist auch ein begeisterter Student der Geschichte der Disziplin.

„Der Verzerrungsdruck begann in den 1950er Jahren, als Schilderfirmen Schilder mit erhabenen Kanalbuchstaben herstellten. Dies geschah nicht aus optischen Gründen, sondern um Stabilität zu schaffen, da flache Schilder dazu neigten, sich im Wind zu verbiegen und aus ihren Rahmen zu springen. Aus diesem Grund erhöhten die Werbetechniker die Buchstaben, doch dann traten Verzerrungsprobleme bei jedem Druck auf, der vor dem Formen aufgetragen wurde“, sagt John.

Bring es zum Netz

Um dieses Problem anzugehen, erstellten die Schilderhersteller ein Raster, typischerweise ein Linienraster, und formten es dann über der erhabenen Beschriftung und der Schildfläche. Von da an konnten sie damit beginnen, die Grafiken basierend auf dem zu ändern, was ihrer Meinung nach mit dem Raster passierte.

„70 Jahre später sind wir hier und viele Unternehmen kämpfen immer noch mit der Verzerrung – durch Versuch und Irrtum. Das ist riskant, weil man nie genau weiß, wo der Druck sein wird, wann er funktionieren wird und wie viel Geld und Zeit man investieren muss, um ihn richtig zu machen“, sagt John.

Distortion Arts verfügt über einen weitaus ausgereifteren Umgang mit Verzerrungen und hat mehr als 30 Jahre damit verbracht, seine eigene einzigartige Software und Datenerfassungstechnologien ständig weiterzuentwickeln.

Die beste Option besteht darin, das 3D-Design für die Produktformen und -werkzeuge von Anfang an in das Grafikdesign zu integrieren

„Natürlich würde der ideale Arbeitsablauf von Anfang an den Verzerrungsdruck beinhalten. Die beste Option besteht darin, das 3D-Design für die Produktformen und -werkzeuge von Anfang an in das Grafikdesign zu integrieren. Wo möglich unterstützen wir Kunden dabei, diesen bequemeren Arbeitsablauf zu erreichen“, sagt John.

„Aber in vielen Fällen gibt es in einem Unternehmen vielleicht einen Werkzeugingenieur, der in einem Raum ein CAD-Programm verwendet, um ein 3D-Modell für die Form zu entwickeln, und in einem anderen Raum arbeitet dann der Grafiker mit Photoshop oder Illustrator ein Bild machen. Und diese beiden Menschen reden nicht unbedingt miteinander: Der eine lebt in 2D und der andere in 3D.

„Daher haben wir auch die traditionelle Rastertechnologie für den Verzerrungsdruck weiterentwickelt. Wir haben ein Gittermuster entwickelt, das aus einer Reihe von Punkten mit einigen Zahlen besteht, und wir haben auch eine Datenerfassungslösung entwickelt. Was auch immer Sie vorhaben – ob Druckformen, Spritzgießen, Thermoformen, Vakuumformen, Schrumpfverpacken, Einwickeln von Stoff – der Prozess ist derselbe. Wir bitten unsere Kunden, das Gitter um das Produkt oder Teil herum zu bilden, senden das Gitter an uns und erfassen dann die Daten, um einen 3D-Datensatz zu erstellen.

Sobald wir diese Verzerrungsdaten haben, können Sie sie auf mehrere Grafiksätze für dasselbe Werkzeug anwenden. Wenn es sich um einen Digitaldruck handelt, können Sie einfach direkt aus der Datei drucken

„Unsere Software nimmt diesen 3D-Datensatz und wendet ihn dann an, um die Grafiken zu verzerren und sie an die gewünschte Stelle zu verschieben. Sobald wir diese Verzerrungsdaten haben, können Sie sie auf mehrere Grafiksätze für dasselbe Werkzeug anwenden. Wenn es sich um einen Digitaldruck handelt, können Sie einfach direkt aus der Datei drucken. Wenn wir also in Bereichen wie der Lebensmittelverpackung die Struktur für ein Produkt haben, können wir dieselben Daten beispielsweise für 20 verschiedene Geschmacksrichtungen anwenden.“

Empirisch vs. prädiktiv

Wie John erwähnte, ist der Ansatz von Distortion Arts, der ein Raster verwendet, zumindest theoretisch nicht weit von dem entfernt, was Werbetechniker in der Anfangszeit taten. Die Unterschiede liegen jedoch in der Tiefe der Verfeinerung des proprietären Prozesses von Distortion Arts und der Genauigkeit der Ergebnisse.

„Es gab Versuche, Software zu entwickeln, die vorhersagen soll, was mit Grafiken passiert, wenn sie auf eine 3D-Struktur gelegt werden, aber leider funktioniert die Vorhersagelösung in der Realität nicht so gut, weil die Dinge nicht perfekt sind. Es gibt kein universelles Verhalten im gesamten Raster – jeder Punkt verhält sich etwas anders, und unsere Lösung ist eher eine empirische als eine prädiktive Lösung“, sagt John.

„Selbst bei etwas so Einfachem wie einer Beschilderung im Flachrelief mit erhabenen Buchstaben geht es nicht nur darum, den Aufdruck darum zu wickeln – er fließt und dehnt sich beim Formungsprozess. Beispielsweise würde bei einem typischen Thermoformungsprozess die Kunststofffolie in einen Ofen gelangen, aber die Seite der Folie, die sich im Inneren des Ofens befindet, würde heißer werden als die Seite der Folie, die sich außerhalb des Ofens befindet. In den verschiedenen Bereichen des Werkzeugs und der Erwärmungsprozesse wird alles unterschiedlich funktionieren. Mit unserer Technologie spielt das jedoch keine Rolle.“

Während wir oft denken, dass größer gleich besser ist, ist im Fall des Verzerrungsdrucks tatsächlich besser mit kleiner und genauer verbunden. Die kontinuierliche Weiterentwicklung der Technologie von Distortion Arts hat dazu geführt, dass sich die Produkte von auffällig riesig zu fast versteckt entwickelt haben.

„Das erste kommerzielle Produkt, das ich jemals gemacht habe, war die Produktion einer landesweiten Plakatkampagne für General Motors in Kanada“, sagt John. „Wir haben 100 Nachbildungen von Fahrzeugen gebaut, aber die Öffentlichkeit dachte, GM hätte echte Autos genommen, ihnen die Seiten abgeschnitten und sie auf Werbetafeln geklebt – sie waren entsetzt! Diese Autos bestanden tatsächlich aus bedrucktem Kunststoff und wurden auf alten Thermoformmaschinen im Großformat 8 Fuß x 12 Fuß hergestellt. Aber wir konnten Wiederholbarkeit erreichen. Das beweist, dass Sie dafür keine brandneue, hochmoderne Ausrüstung benötigen, aber Sie müssen Ihre Prozesse kontrollieren.

„Heutzutage ist die anspruchsvollste Tätigkeit, die wir für Siebdruckanwendungen durchführen, die Verzerrung gedruckter Schaltkreise für In-Mold-Elektronikanwendungen. Es können 20 bis 30 Schaltungsschichten vorhanden sein, die alle verzerrt gedruckt werden müssen. Wenn Hersteller Teile und Baugruppen eliminieren, eliminieren sie auch Knöpfe – man drückt einfach ein Teil auf eine Kunststoffmembran, damit etwas passiert. Aber das ist eine komplizierte Arbeit mit endgültigen akzeptablen Qualitätskontrolltoleranzen von plus oder minus 0,005 Zoll.“

Riesiges Potenzial

Dieser Schritt in die Elektronik ist nur ein Teil des Potenzials des Verzerrungsdrucks außerhalb der traditionellen Welten der Verpackungen und Kunststoffprodukte.

„Wir haben Anwendungen durchgeführt, bei denen es sich um Innenteile für Flugzeuge handelte. Vieles von dem, was wir tun, ist durch Geheimhaltungsvereinbarungen (NDAs) abgedeckt, daher können wir keine Bilder davon weitergeben. Was ich aber sagen kann, ist, dass wir dafür gesorgt haben, dass die Teile so aussehen, als hätten sie eine Holzmaserung, obwohl sie in Wirklichkeit aus Kunststoff waren“, sagt John.

„Wenn Sie Gold, Platin, Mahagoni, Karo, Paisley oder etwas anderes wünschen, können wir es wie das Original aussehen lassen. Es ist nicht immer ein Bild oder eine Grafik, es kann auch eine Beschichtung sein. Beispielsweise wird bei Automobilanwendungen zunehmend mehr Kunststoff in Innen- und Außenteile eingearbeitet, doch beim Verzerrungsdruck können diese Teile nahtlos ineinander übergehen.

„Wir arbeiten derzeit an einem neuen Projekt, das einer NDA unterliegt – bei dem ein Kunststoffteil das Aussehen von Marmor nachbilden soll. Es sieht genauso aus wie Marmor, ist aber ein bisschen aus Plastik. Denken Sie nur an die Einsparungen bei Kosten und Logistik durch dieses geringere Gewicht.“

John arbeitet mit allen zusammen, von Druckereien und Gründungsunternehmen bis hin zu Endverbrauchern und Marken mit Lieferketten – und war sogar an der Herstellung von McDonald's Happy Meal-Geschenken beteiligt.

„Es gibt einige Unternehmen, die mittlerweile alles unter einem Dach vereinen. Beispielsweise haben Gründungsunternehmen, die früher den Druck ausgelagert hatten, inzwischen den Digitaldruck gekauft. Das macht es tendenziell einfacher und in der Werbetechnik haben wir gesehen, dass Unternehmen Siebdruck, Digitaldruck und Thermoformen unter einem Dach vereinen“, sagt er.

„Eines unserer Ziele ist es, unseren Kunden bei der Integration dieser Technologie zu helfen, und wir haben viel über Prozesssteuerungen gelernt. Heutzutage verfügen beispielsweise die meisten Formungsanlagen der großen Werbetechnikunternehmen über computergesteuerte Heizungen und computergesteuerte Pressen, so dass die größte Abweichungsquelle möglicherweise in der Genauigkeit des Bogenladens liegt. Wir haben einige Techniken gelernt, mit denen wir sie in dieser Hinsicht unterstützen können.

„Von Anfang an ist es unser Ziel, den Kunden dabei zu helfen, Maßnahmen zur Qualitätskontrolle und Prozesskontrolle einzuführen, damit sie am Ende des ersten Auftrags nicht nur ein hervorragend hergestelltes Teil haben, sondern auch wissen, was zu tun ist.“ nächstes Mal. Als wir anfingen, arbeiteten wir an Produktionsauflagen von 100; Jetzt arbeiten wir an Auflagen in Millionenhöhe. Das Erfolgskriterium beim Verzerrungsdruck ist die Wiederholgenauigkeit. Unsere Technologie trägt dazu bei, dass die Wiederholbarkeit des Verzerrungsdrucks ein erwartetes Ergebnis ist.“

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Kurze Fragen

Gibt es Größenbeschränkungen für den Verzerrungsdruck?

Nein, der Verzerrungsdruck wurde auf Werbetafeln mit einer Reliefgröße von bis zu 10 Fuß x 15 Fuß x 3 Fuß verwendet. Die wesentlichen Einschränkungen liegen in der Kapazität der Umformanlage.

Müssen Spezialtinten verwendet werden?

Ja. Es gibt eine Reihe von Unternehmen, die Tinten anbieten, die für Thermoformanwendungen entwickelt wurden. John empfiehlt wärmstens Polymeric Imaging Thermoform TF-Tinten.

Gibt es je nach Medium unterschiedliche Prozesse?

Nein, es wird derselbe Arbeitsablauf angewendet, unabhängig von der Größe, dem Substrat, der Formung oder dem Druckprozess. Wiederholbarkeit ist das Schlüsselelement am Ende der Produktion. In einigen Fällen sind jedoch große, ältere Umformanlagen nicht für die Erreichung der Wiederholgenauigkeit geeignet.