L'art de l'impression par distorsion

Avec l’aide de John Davidson, innovateur en matière d’impression par distorsion, nous étudions comment il est possible de produire avec précision une impression pour n’importe quelle forme ou taille tridimensionnelle.

La distorsion est le processus ou le traitement appliqué lors de l'impression sur un substrat plat. Ainsi, lorsqu'elle est transformée en forme 3D, l'impression apparaît exactement aux bons endroits. La distorsion de l'impression peut ressembler à un art sombre pour les non-initiés, qui utilisent des essais et des erreurs pour adapter leur impression à des formes complexes.

John Davidson est le fondateur et PDG du cabinet de conseil en distorsion Distortion Arts à Toronto, au Canada. Il est l'un des plus grands experts mondiaux en matière de technologie d'impression par distorsion, avec des clients comprenant certaines des plus grandes marques et entreprises manufacturières du monde entier.

« Je fais ça depuis 1986 et plus j'apprends, moins j'en sais ! » John rit. En fait, John est beaucoup trop humble. C'est également un étudiant passionné de l'histoire de la discipline.

« L'impression par distorsion a commencé dans les années 1950, lorsque les fabricants de panneaux produisaient des panneaux avec des lettres canal en relief. Cela n'a pas été fait pour un effet visuel mais pour créer de la rigidité, car les panneaux plats avaient tendance à fléchir sous l'effet du vent et à sortir de leur cadre. Par conséquent, les créateurs d’enseignes ont augmenté les lettres, mais ils ont ensuite commencé à rencontrer des problèmes de distorsion avec toute impression appliquée avant la formation », explique John.

Emmenez-le sur la grille

Pour résoudre ce problème, les créateurs d'enseignes ont créé une grille, généralement une grille de lignes, puis l'ont formée sur le lettrage en relief et la face du panneau. À partir de là, ils pourraient commencer à modifier les graphiques en fonction de ce qu’ils pensaient voir se produire avec la grille.

« Nous voici 70 ans plus tard et c'est ainsi que de nombreuses entreprises sont encore confrontées à cette distorsion – en recourant à des essais et des erreurs. C'est risqué car on ne sait jamais vraiment où se trouvera l'impression, quand elle fonctionnera, ni combien d'argent et de temps vous allez consacrer à sa réalisation », explique John.

Distortion Arts a une manière beaucoup plus développée de gérer la distorsion, après avoir passé plus de 30 ans à perfectionner constamment ses propres logiciels et technologies de capture de données.

La meilleure option est d’intégrer dès le début la conception 3D des moules et des outils du produit à la conception graphique.

« De toute évidence, le flux de travail idéal impliquerait dès le départ une impression avec distorsion. La meilleure option consiste à intégrer dès le début la conception 3D des moules et des outils du produit à la conception graphique. Dans la mesure du possible, nous aidons nos clients à mettre en place ce flux de travail plus pratique », explique John.

« Mais, dans de nombreux cas, une entreprise peut avoir un ingénieur en outillage qui se trouve dans une pièce en train d'utiliser un programme de CAO pour développer un modèle 3D pour le moule, puis dans une autre pièce, le graphiste travaille avec Photoshop ou Illustrator pour faire une image. Et ces deux personnes ne se parlent pas forcément : l'une vit en 2D, l'autre vit en 3D.

« C'est pourquoi nous avons également fait évoluer la technologie de grille traditionnelle pour l'impression par distorsion. Nous avons développé un motif de grille constitué d'une série de points avec des chiffres, et nous avons également développé une solution de capture de données. Quoi que vous envisagiez de faire – qu’il s’agisse de formage sous pression, de moulage par injection, de thermoformage, de formage sous vide, d’emballage rétractable, de tissu d’emballage – le processus est le même. Nous demandons à nos clients de former la grille autour du produit ou de la pièce, de nous l'envoyer et nous capturons ensuite les données pour produire un ensemble de données 3D.

Une fois que nous avons ces données de distorsion, vous pouvez les appliquer à plusieurs ensembles de graphiques pour le même outil. S'il s'agit d'une impression numérique, vous pouvez simplement imprimer directement à partir du fichier

« Notre logiciel prend cet ensemble de données 3D et l'applique ensuite pour déformer les graphiques, les déplaçant là où ils doivent aller. Une fois que nous avons ces données de distorsion, vous pouvez les appliquer à plusieurs ensembles de graphiques pour le même outil. S'il s'agit d'une impression numérique, vous pouvez simplement imprimer directement à partir du fichier. Ainsi, dans des secteurs comme l’emballage alimentaire, une fois que nous avons la structure pour un produit, nous pouvons appliquer les mêmes données pour, disons, 20 saveurs différentes.

Empirique vs prédictif

Comme John l'a mentionné, l'approche de Distortion Arts utilisant une grille n'est pas si éloignée de ce que les créateurs d'enseignes faisaient au début, du moins en théorie. Mais là où résident les différences, c'est dans la profondeur du raffinement du processus exclusif de Distortion Arts et dans la précision des résultats.

« Il y a eu des tentatives pour développer un logiciel censé prédire ce qui arrive aux graphiques lorsqu'ils sont placés sur une structure 3D, mais malheureusement, la solution prédictive ne fonctionne pas très bien dans la réalité parce que les choses ne sont pas parfaites. Il n’y a pas de comportement universel sur la grille – chaque point se comporte légèrement différemment, et notre solution est une solution empirique plutôt que prédictive », explique John.

« Même quelque chose d'aussi simple qu'une signalétique en bas-relief avec des lettres bosselées, il ne s'agit pas simplement d'enrouler l'impression autour de celle-ci : elle coule et s'étire avec le processus de formage. Par exemple, un processus de thermoformage typique verrait la feuille de plastique entrer dans un four, mais le côté de la feuille qui se trouve à l’intérieur du four deviendrait plus chaud que le côté de la feuille à l’extérieur du four. Tout cela fonctionnera différemment selon les domaines de l’outil et des processus de chauffage. Mais avec notre technologie, cela n’a pas d’importance.

Alors que nous pensons souvent que plus grand est mieux, dans le cas de l’impression avec distorsion, mieux est en réalité associé à plus petit et plus précis. Le développement continu de la technologie de Distortion Arts a vu ses produits passer d'énormes et accrocheurs à presque cachés.

« Le premier produit commercial que j'ai réalisé a été de produire une campagne d'affichage nationale pour General Motors au Canada », explique John. « Nous avons construit 100 répliques de véhicules, mais le public pensait que GM avait pris de vraies voitures, en avait coupé les côtés et les avait collées sur des panneaux publicitaires – ils étaient consternés ! Ces voitures étaient en fait du plastique imprimé et elles étaient produites sur d'anciennes machines de thermoformage, grand format 8 pieds x 12 pieds. Mais nous avons réussi à atteindre la répétabilité. Cela prouve que vous n’avez pas besoin d’un équipement flambant neuf et à la pointe de la technologie pour le faire, mais que vous devez contrôler vos processus.

« De nos jours, l'activité la plus sophistiquée que nous exerçons pour les applications de sérigraphie concerne les circuits imprimés à distorsion pour les applications électroniques intégrées au moule. Il peut y avoir 20 à 30 couches de circuits qui doivent toutes être imprimées par distorsion. À mesure que les fabricants éliminent les pièces et les assemblages, ils éliminent également les boutons : il suffit de pousser une pièce sur une membrane en plastique pour que quelque chose se produise. Mais il s’agit d’un travail complexe avec des tolérances de contrôle qualité finales acceptables de plus ou moins 0,005 pouce.

Potentiel énorme

Cette transition vers l'électronique n'est qu'une partie du potentiel de l'impression par distorsion en dehors des mondes traditionnels de l'emballage et des produits en plastique.

«Nous avons réalisé des applications qui concernaient des pièces intérieures d'avions. Une grande partie de ce que nous faisons est couverte par des accords de non-divulgation [NDA], nous ne pouvons donc partager aucune image de ceux-ci. Mais ce que je peux dire, c'est que nous avons contribué à donner l'impression que les pièces avaient un grain de bois, alors qu'en fait elles étaient en plastique », explique John.

« Si vous voulez de l’or, du platine, de l’acajou, des carreaux, du cachemire – ou n’importe quoi d’autre, nous pouvons le faire ressembler au vrai. Ce n'est pas toujours une image ou un graphique, cela peut être un revêtement. Par exemple, dans les applications automobiles, de plus en plus de plastique est incorporé dans les pièces intérieures et extérieures, mais avec l'impression par distorsion, ces pièces peuvent s'intégrer parfaitement.

« Nous travaillons actuellement sur un nouveau projet couvert par une NDA – dans lequel une pièce en plastique reproduira l'apparence du marbre. Cela ressemble exactement au marbre, mais c'est un peu du plastique. Pensez simplement aux économies de coûts et de logistique réalisées grâce à ce poids plus léger.

John travaille avec tout le monde, des imprimeurs et des sociétés de création aux utilisateurs finaux et aux marques avec des chaînes d'approvisionnement – et a même joué un rôle dans la fabrication des cadeaux Happy Meal de McDonald's.

« Certaines entreprises regroupent désormais tout sous un même toit. Par exemple, les sociétés qui sous-traitaient l’impression ont désormais acheté l’impression numérique. Cela tend à rendre les choses plus faciles et dans le secteur de la signalétique, nous avons vu des entreprises intégrer la sérigraphie, l'impression numérique et le thermoformage sous un même toit », dit-il.

« L'un de nos objectifs est d'aider nos clients à intégrer cette technologie et nous avons beaucoup appris sur les contrôles de processus. Par exemple, de nos jours, la plupart des équipements de formage utilisés par les grandes entreprises de fabrication d'enseignes sont dotés d'un chauffage et de presses contrôlés par ordinateur, de sorte que la plus grande source de variation pourrait être la précision du chargement des feuilles. Nous avons appris certaines techniques que nous pouvons utiliser pour les aider à cet égard.

« Dès le départ, notre objectif est d'aider nos clients à mettre en place des mesures de contrôle de la qualité et des mesures de contrôle des processus afin qu'à la fin du premier travail, non seulement ils disposent d'une pièce fabriquée de qualité, mais qu'ils sachent quoi faire. la prochaine fois. Lorsque nous avons commencé, nous travaillions sur des séries de production de 100 exemplaires ; maintenant nous travaillons sur des séries de millions. Le critère de réussite de l’impression avec distorsion est la répétabilité. Notre technologie contribue à faire de la répétabilité de l’impression avec distorsion un résultat attendu.

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Questions rapides

Existe-t-il des limites de taille pour l'impression avec distorsion ?

Non, l'impression par distorsion a été utilisée sur des panneaux d'affichage jusqu'à 10 pieds x 15 pieds x 3 pieds en relief. Les principales restrictions résident dans la capacité des équipements de formage.

Faut-il utiliser des encres spécialisées ?

Oui. Un certain nombre d'entreprises fournissent des encres formulées pour les applications de thermoformage. John recommande fortement les encres Polymeric Imaging Thermoform TF.

Existe-t-il des processus différents selon les médias ?

Non, le même flux de travail est appliqué quels que soient la taille, le substrat, le formage ou le processus d'impression. La répétabilité est l’élément clé en fin de production. Cependant, dans certains cas, les équipements de formage de grande taille et plus anciens ne conviennent pas pour atteindre la répétabilité.