L'arte della stampa distorta

Con l’aiuto dell’innovatore della stampa a distorsione John Davidson, esaminiamo come sia possibile produrre con precisione stampe per qualsiasi forma o dimensione tridimensionale.

La distorsione è il processo o il trattamento applicato durante la stampa su un substrato piatto in modo che, quando viene modificata in una forma 3D, la stampa appare esattamente nei punti giusti. La distorsione della stampa può sembrare un'arte oscura per i non iniziati, che usano tentativi ed errori per adattare la stampa a forme complesse.

John Davidson è il fondatore e CEO della società di consulenza sulla distorsione Distortion Arts a Toronto, Canada. È uno dei maggiori esperti mondiali di tecnologia di stampa a distorsione, con clienti che comprendono alcuni dei più grandi marchi e aziende manifatturiere in tutto il mondo.

"Lo faccio dal 1986 e più imparo, meno so!" Giovanni ride. In effetti, John è fin troppo umile. È anche un appassionato studioso di storia della disciplina.

“La stampa distorta è iniziata negli anni ’50, quando le aziende produttrici di insegne producevano cartelli con lettere scatolate in rilievo. Ciò è stato fatto non per effetto visivo ma per creare rigidità, perché le facce piatte dei segni tendevano a flettersi al vento e ad uscire dalle cornici. Pertanto, i produttori di insegne hanno ingrandito le lettere, ma poi hanno iniziato a riscontrare problemi di distorsione con qualsiasi stampa applicata prima della formatura", afferma John.

Portalo sulla griglia

Per affrontare questo problema, i produttori di insegne hanno creato una griglia, in genere una griglia di linee, e poi l'hanno formata sopra le lettere in rilievo e la faccia del cartello. Da ciò, potevano iniziare a modificare la grafica in base a ciò che pensavano di aver visto accadere con la griglia.

“Eccoci qui 70 anni dopo e molte aziende stanno ancora affrontando la distorsione, procedendo per tentativi ed errori. Questo è rischioso perché non sai mai esattamente dove sarà la stampa, quando funzionerà e quante spese e tempo impiegherai per farlo bene", afferma John.

Distortion Arts ha un modo molto più sviluppato di affrontare la distorsione, avendo trascorso più di 30 anni a perfezionare costantemente il proprio software unico e le tecnologie di acquisizione dei dati.

L'opzione migliore è integrare fin dall'inizio la progettazione 3D degli stampi e delle attrezzature del prodotto con la progettazione grafica

“Ovviamente, il flusso di lavoro ideale prevederebbe la stampa con distorsione fin dall’inizio. L'opzione migliore è integrare fin dall'inizio la progettazione 3D degli stampi e delle attrezzature del prodotto con la progettazione grafica. Ove possibile, aiutiamo i clienti a ottenere questo flusso di lavoro più conveniente", afferma John.

"Ma, in molti casi, un'azienda potrebbe avere un ingegnere di attrezzature che se ne va in una stanza utilizzando un programma CAD per sviluppare un modello 3D per lo stampo, e poi in un'altra stanza c'è l'artista grafico che lavora con Photoshop o Illustrator per creare un'immagine. E queste due persone non necessariamente parlano tra loro: una vive in 2D e l'altra in 3D.

“Pertanto, abbiamo anche evoluto la tradizionale tecnologia a griglia per la stampa a distorsione. Abbiamo sviluppato uno schema a griglia costituito da una serie di punti con alcuni numeri e abbiamo anche sviluppato una soluzione per l'acquisizione dei dati. Qualunque cosa tu intenda fare, che si tratti di formatura a pressione, stampaggio a iniezione, termoformatura, formatura sotto vuoto, imballaggio termoretraibile, avvolgimento di tessuti, il processo è lo stesso. Chiediamo ai nostri clienti di formare la griglia attorno al prodotto o al componente, di spedirci la griglia e quindi di acquisire i dati per produrre un set di dati 3D.

Una volta ottenuti i dati di distorsione, è possibile applicarli a più set di grafica per lo stesso strumento. Se si tratta di stampa digitale, puoi semplicemente stampare direttamente dal file

“Il nostro software prende quel set di dati 3D e poi lo applica per distorcere la grafica, spostando la grafica ovunque debba andare. Una volta ottenuti i dati di distorsione, è possibile applicarli a più set di grafica per lo stesso strumento. Se si tratta di stampa digitale, puoi semplicemente stampare direttamente dal file. Pertanto, in settori come l’imballaggio alimentare, una volta che abbiamo la struttura per un prodotto, possiamo applicare gli stessi dati, ad esempio, a 20 gusti diversi”.

Empirico vs predittivo

Come ha menzionato John, l'approccio di Distortion Arts che utilizza una griglia non è molto lontano da quello che i produttori di insegne facevano all'inizio, almeno in teoria. Ma le differenze stanno nella profondità del perfezionamento del processo proprietario di Distortion Arts e nell'accuratezza dei risultati.

“Ci sono stati tentativi di sviluppare un software che dovrebbe prevedere cosa succede alla grafica quando viene inserita in una struttura 3D, ma sfortunatamente la soluzione predittiva non funziona così bene nella realtà perché le cose non sono perfette. Non esiste un comportamento universale sulla griglia: ogni punto si comporta in modo leggermente diverso e la nostra soluzione è una soluzione empirica piuttosto che predittiva”, afferma John.

“Anche per qualcosa di semplice come una segnaletica in bassorilievo con lettere sporgenti, non si tratta solo di avvolgere la stampa attorno ad essa: scorre e si allunga con il processo di formatura. Ad esempio, un tipico processo di termoformatura vedrebbe il foglio di plastica entrare in un forno, ma il lato del foglio che si trova all'interno del forno diventerebbe più caldo del lato del foglio all'esterno del forno. Tutto funzionerà in modo diverso nelle diverse aree dello strumento e nei processi di riscaldamento. Tuttavia, con la nostra tecnologia, questo non ha importanza”.

Anche se spesso pensiamo che più grande sia meglio, nel caso della stampa distorta, meglio è in realtà associato ad essere più piccoli e più accurati. Il continuo sviluppo della tecnologia di Distortion Arts ha visto i suoi prodotti passare da enormi e accattivanti a quasi nascosti.

"Il primo prodotto commerciale che abbia mai realizzato è stato realizzare una campagna nazionale di cartelloni pubblicitari per la General Motors in Canada", afferma John. “Abbiamo costruito 100 repliche di veicoli, ma il pubblico pensava che la GM avesse preso delle auto vere, ne avesse tagliato le fiancate e le avesse attaccate sui cartelloni pubblicitari: era sconvolto! Quelle auto erano in realtà plastica stampata e venivano prodotte su antiche macchine termoformatrici, di grande formato 8 piedi x 12 piedi. Ma siamo stati in grado di ottenere la ripetibilità. Ciò dimostra che per farlo non è necessario disporre di attrezzature nuove di zecca e all'avanguardia, ma è necessario controllare i processi.

“Oggi, l’attività più sofisticata che svolgiamo per le applicazioni di serigrafia è la distorsione dei circuiti stampati per applicazioni elettroniche in-mould. Potrebbero esserci dai 20 ai 30 strati di circuiti che devono essere tutti stampati in modo distorsore. Man mano che i produttori eliminano parti e assiemi, eliminano anche i pulsanti: basta spingere una parte su una membrana di plastica perché succeda qualcosa. Ma si tratta di un lavoro complicato con tolleranze finali accettabili di controllo qualità di più o meno 0,005 pollici”.

Potenziale enorme

Questo passaggio all'elettronica è solo una parte del potenziale della stampa con distorsione al di fuori dei mondi tradizionali degli imballaggi e dei prodotti in plastica.

“Abbiamo realizzato applicazioni che riguardavano parti interne di aerei. Gran parte di ciò che facciamo è coperto da accordi di non divulgazione [NDA], quindi non possiamo condividerne alcuna immagine. Ma quello che posso dire è che siamo stati coinvolti per far sì che le parti sembrassero come se avessero venature del legno, quando in realtà erano fatte di plastica”, dice John.

“Se vuoi oro, platino, mogano, plaid, cachemire o qualsiasi altra cosa, possiamo farlo sembrare autentico. Non è sempre un'immagine o un grafico, può essere un rivestimento. Ad esempio, nelle applicazioni automobilistiche, viene incorporata sempre più plastica nelle parti interne ed esterne, ma con la stampa a distorsione tali parti possono fondersi perfettamente.

“Attualmente stiamo lavorando a un nuovo progetto coperto da una NDA, in cui una parte in plastica replicherà l'aspetto del marmo. Assomiglia esattamente al marmo, ma è un po' di plastica. Basti pensare al risparmio in termini di costi e logistica derivante da un peso così leggero”.

John lavora con tutti, dagli stampatori e dalle aziende di formazione agli utenti finali e ai marchi con catene di fornitura – e ha anche avuto un ruolo nella produzione dei regali Happy Meal di McDonald's.

“Ci sono alcune aziende che ora stanno incorporando tutto sotto lo stesso tetto. Ad esempio, le società che in passato esternalizzavano la stampa hanno ora acquistato la stampa digitale. Ciò tende a rendere il tutto più semplice e, nel settore della cartellonistica, abbiamo visto aziende incorporare serigrafia, stampa digitale e termoformatura sotto lo stesso tetto”, afferma.

“Uno dei nostri obiettivi è aiutare i nostri clienti a integrare questa tecnologia e abbiamo imparato molto sui controlli di processo. Ad esempio, al giorno d'oggi, la maggior parte delle attrezzature di formatura utilizzate dalle grandi aziende di cartellonistica sono dotate di riscaldamento e presse controllate da computer, quindi la principale fonte di varianza potrebbe essere la precisione del caricamento del foglio. Abbiamo alcune tecniche che abbiamo imparato e che possiamo usare per assisterli in questo senso.

“Fin dall’inizio, il nostro obiettivo è quello di aiutare i clienti a mettere in atto misure di controllo della qualità e misure di controllo del processo in modo che, alla fine del primo lavoro, non solo abbiano un ottimo pezzo prodotto, ma sappiano cosa fare la prossima volta. Quando abbiamo iniziato, lavoravamo su 100 cicli di produzione; ora stiamo lavorando su tirature di milioni. Il criterio per il successo nella stampa con distorsione è la ripetibilità. La nostra tecnologia aiuta a rendere la ripetibilità della stampa con distorsione un risultato atteso”.

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Domande veloci

Esistono limiti di dimensione per la stampa con distorsione?

No, la stampa con distorsione è stata utilizzata su cartelloni pubblicitari fino a 10 piedi x 15 piedi x 3 piedi in rilievo. Le principali limitazioni si riscontrano nella capacità delle attrezzature di formatura.

È necessario utilizzare inchiostri speciali?

SÌ. Esistono numerose aziende che forniscono inchiostri formulati per applicazioni di termoformatura. John consiglia vivamente gli inchiostri TF per termoformatura di imaging polimerico.

Esistono processi diversi a seconda del supporto?

No, viene applicato lo stesso flusso di lavoro indipendentemente dalle dimensioni, dal substrato, dalla formatura o dal processo di stampa. La ripetibilità è l'elemento chiave a livello di produzione. Tuttavia, in alcuni casi, le apparecchiature di formatura più grandi e più vecchie non sono adatte a ottenere la ripetibilità.