De kunst van het vervormd printen

Met de hulp van John Davidson, de vernieuwer van vervormingsdrukwerk, bekijken we hoe het mogelijk is om nauwkeurig drukwerk te produceren voor elke driedimensionale vorm of maat.

Vervorming is het proces of de behandeling die wordt toegepast bij het printen op een vlak substraat, zodat de print bij wijziging naar een 3D-vorm precies op de juiste plaatsen verschijnt. Afdrukvervorming kan een duistere kunst lijken voor niet-ingewijden, die met vallen en opstaan proberen hun afdrukken aan te passen aan complexe vormen.

John Davidson is de oprichter en CEO van vervormingsadviesbureau Distortion Arts in Toronto, Canada. Hij is een van 's werelds toonaangevende experts op het gebied van vervormingsdruktechnologie, met klanten die enkele van de grootste merken en productiebedrijven over de hele wereld omvatten.

“Ik doe dit al sinds 1986 en hoe meer ik leer, hoe minder ik weet!” Johannes lacht. Eigenlijk is John veel te bescheiden. Hij is ook een fervent student van de geschiedenis van het vakgebied.

“Vervormingsdrukwerk begon in de jaren vijftig, toen bordfabrikanten borden met verhoogde doosletters produceerden. Dit werd niet gedaan voor een visueel effect, maar om stijfheid te creëren, omdat platte bordjes de neiging hadden om in de wind te buigen en uit hun frame te springen. Daarom hebben signmakers de letters tegen elkaar gedrukt, maar toen begonnen ze vervormingsproblemen te ervaren bij elke afdruk die vóór het vormen werd aangebracht”, zegt John.

Breng het naar het raster

Om dit probleem aan te pakken, creëerden de signmakers een raster, meestal een lijnraster, en vormden dit vervolgens over de verhoogde letters en het bordoppervlak. Van daaruit konden ze beginnen met het veranderen van de graphics op basis van wat ze dachten te zien gebeuren met het raster.

“Hier zijn we 70 jaar later en zo veel bedrijven hebben nog steeds te maken met de vervorming – met vallen en opstaan. Dit is riskant omdat je nooit precies weet waar de afdruk komt te staan, wanneer deze zal werken en hoeveel tijd en geld je gaat besteden om de afdruk goed te krijgen”, zegt John.

Distortion Arts heeft een veel meer ontwikkelde manier om met vervorming om te gaan en heeft meer dan 30 jaar besteed aan het voortdurend verfijnen van zijn eigen unieke software en technologieën voor het vastleggen van gegevens.

De beste optie is om vanaf het begin het 3D-ontwerp voor de productmallen en tooling te integreren met het grafische ontwerp

“De ideale workflow zou uiteraard vanaf het begin vervormingsprinten omvatten. De beste optie is om vanaf het begin het 3D-ontwerp voor de productmallen en tooling te integreren met het grafische ontwerp. Waar mogelijk helpen we klanten om deze gemakkelijkere workflow te realiseren”, zegt John.

“Maar in veel gevallen heeft een bedrijf misschien een gereedschapsingenieur die in de ene kamer een CAD-programma gebruikt om een 3D-model voor de matrijs te ontwikkelen, en dan is er in een andere kamer de grafisch kunstenaar die met Photoshop of Illustrator werkt. maak een afbeelding. En die twee mensen praten niet noodzakelijkerwijs met elkaar: de een leeft in 2D en de ander leeft in 3D.

“Daarom hebben we ook de traditionele rastertechnologie voor vervormingsprinten ontwikkeld. We hebben een rasterpatroon ontwikkeld dat bestaat uit een reeks punten met enkele cijfers, en we hebben ook een oplossing voor het vastleggen van gegevens ontwikkeld. Wat u ook van plan bent te doen – of het nu gaat om drukvormen, spuitgieten, thermovormen, vacuümvormen, krimpverpakkingen, wikkeldoeken – het proces is hetzelfde. We vragen onze klanten om het raster rond het product of onderdeel te vormen, het raster naar ons te verzenden en vervolgens de gegevens vast te leggen om een 3D-dataset te produceren.

Zodra we die vervormingsgegevens hebben, kunt u deze toepassen op meerdere sets afbeeldingen voor dezelfde tool. Als het een digitale afdruk betreft, kunt u eenvoudig rechtstreeks vanuit het bestand afdrukken

“Onze software neemt die 3D-dataset en past deze vervolgens toe om de graphics te vervormen, waardoor de graphics worden verplaatst waar ze maar heen moeten. Zodra we die vervormingsgegevens hebben, kunt u deze toepassen op meerdere sets afbeeldingen voor dezelfde tool. Als het een digitale afdruk betreft, kunt u eenvoudig rechtstreeks vanuit het bestand afdrukken. Dus in sectoren als voedselverpakkingen kunnen we, zodra we de structuur voor één product hebben, dezelfde gegevens toepassen voor bijvoorbeeld twintig verschillende smaken.”

Empirisch versus voorspellend

Zoals John al zei, is de aanpak van Distortion Arts met behulp van een raster niet zo ver verwijderd van wat signmakers in de beginperiode deden, althans in theorie. Maar waar de verschillen liggen, ligt in de diepgaande verfijning van het eigen proces van Distortion Arts en de nauwkeurigheid van de resultaten.

“Er zijn pogingen gedaan om software te ontwikkelen die zou moeten voorspellen wat er met grafische afbeeldingen gebeurt als ze in een 3D-structuur worden geplaatst, maar helaas werkt de voorspellende oplossing in werkelijkheid niet zo goed omdat de dingen niet perfect zijn. Er is geen universeel gedrag in het hele raster; elke stip gedraagt zich iets anders, en onze oplossing is eerder een empirische dan een voorspellende oplossing”, zegt John.

“Zelfs bij zoiets eenvoudigs als bordjes in laag-reliëf met gestoten letters is het niet alleen een kwestie van de print eromheen wikkelen; de print vloeit en rekt mee tijdens het vormingsproces. Bij een typisch thermovormproces zou de plastic plaat bijvoorbeeld in een oven gaan, maar de zijkant van de plaat die zich aan de binnenkant van de oven bevindt, zou heter worden dan de zijkant van de plaat aan de buitenkant van de oven. Het zal allemaal anders presteren op verschillende gebieden van het gereedschap en de verwarmingsprocessen. Met onze technologie maakt dat echter niet uit.”

Hoewel we vaak denken dat groter beter is, wordt beter in het geval van vervormingsprinten feitelijk geassocieerd met kleiner en nauwkeuriger. Door de voortdurende ontwikkeling van de technologie van Distortion Arts zijn de producten van opvallend groot naar bijna verborgen geworden.

“Het eerste commerciële product dat ik ooit heb gemaakt, was het produceren van een nationale billboard-campagne voor General Motors in Canada”, zegt John. “We hebben 100 replica-voertuigen gebouwd, maar het publiek dacht dat GM echte auto’s had genomen en de zijkanten ervan had afgesneden en op reclameborden had geplakt – ze waren geschokt! Die auto's waren eigenlijk van bedrukt plastic en werden geproduceerd op oude thermovormmachines, groot formaat 2,4 x 3 meter. Maar we zijn erin geslaagd om herhaalbaarheid te bereiken. Dat bewijst dat u hiervoor geen gloednieuwe, state-of-the-art apparatuur nodig heeft, maar dat u wel uw processen onder controle moet hebben.

“Tegenwoordig is de meest geavanceerde activiteit die we doen voor zeefdruktoepassingen het maken van gedrukte schakelingen voor in-mould elektronische toepassingen. Er kunnen 20 tot 30 lagen circuits zijn die allemaal met vervorming moeten worden afgedrukt. Terwijl fabrikanten onderdelen en samenstellingen elimineren, elimineren ze ook knoppen: je drukt gewoon op een onderdeel op een plastic membraan en er gebeurt iets. Maar dat is ingewikkeld werk met uiteindelijk aanvaardbare toleranties voor de kwaliteitscontrole van plus of min 0,005 inch.”

Enorm potentieel

Deze stap naar de elektronica is slechts een deel van het potentieel van vervormingsdrukwerk buiten de traditionele wereld van verpakkingen en plastic producten.

“We hebben toepassingen gedaan die interieuronderdelen voor vliegtuigen waren. Veel van wat we doen valt onder geheimhoudingsovereenkomsten [NDA's], dus we kunnen daar geen afbeeldingen van delen. Maar wat ik wel kan zeggen is dat we betrokken waren om de onderdelen eruit te laten zien alsof ze een houtnerf hadden, terwijl ze in werkelijkheid van plastic waren gemaakt”, zegt John.

“Als je goud, platina, mahonie, geruit, paisley of iets anders wilt, kunnen we het op echt materiaal laten lijken. Het is niet altijd een afbeelding of afbeelding, het kan een coating zijn. Bij autotoepassingen wordt er bijvoorbeeld steeds meer plastic verwerkt in binnen- en buitenonderdelen, maar door vervormingsprinten kunnen die onderdelen naadloos in elkaar overvloeien.

“We werken momenteel aan een nieuw project dat valt onder een geheimhoudingsverklaring – waarbij een plastic onderdeel het uiterlijk van marmer zal nabootsen. Het lijkt precies op marmer, maar het is een beetje plastic. Denk maar aan de besparing in kosten en logistiek van dat lagere gewicht.”

John werkt met iedereen samen, van drukkers en vormingsbedrijven tot eindgebruikers en merken met toeleveringsketens – en speelde zelfs een rol bij de productie van McDonald's Happy Meal-cadeaus.

“Er zijn bedrijven die nu alles onder één dak hebben. Zo hebben bedrijven die vroeger het drukwerk uitbesteedden, nu digitaal drukwerk aangeschaft. Dat maakt het meestal gemakkelijker en in de signmakingbranche hebben we gezien dat bedrijven zeefdruk, digitaal printen en thermovormen allemaal onder één dak integreren”, zegt hij.

“Een van onze doelstellingen is om onze klanten te helpen deze technologie te integreren en we hebben veel geleerd over procescontroles. Tegenwoordig beschikt de meeste vormapparatuur die de grote signmakers gebruiken bijvoorbeeld over computergestuurde verwarming en computergestuurde persen, dus de grootste bron van variatie zou de nauwkeurigheid van het laden van de vellen kunnen zijn. We hebben een aantal technieken die we hebben geleerd en die we kunnen gebruiken om hen daarbij te helpen.

“Vanaf het begin is het ons doel om klanten te helpen bij het implementeren van kwaliteitscontrolemaatregelen en procescontrolemaatregelen, zodat ze aan het einde van de eerste klus niet alleen over een geweldig vervaardigd onderdeel beschikken, maar ook weten wat ze moeten doen. de volgende keer. Toen we begonnen, werkten we aan productieseries van 100; nu werken we aan runs van miljoenen. Het criterium voor succes bij vervormingsprinten is herhaalbaarheid. Onze technologie helpt om de herhaalbaarheid van vervormingsprints tot een verwacht resultaat te maken.”

---

Snelle vragen

Zijn er afmetingenlimieten voor vervormingsafdrukken?

Nee, er is vervormingsdruk gebruikt op reclameborden tot een reliëf van 3,5 x 4,5 meter. De belangrijkste beperkingen zijn te vinden in de capaciteit van de vormapparatuur.

Moeten er speciale inkten worden gebruikt?

Ja. Er zijn een aantal bedrijven die inkten leveren die zijn samengesteld voor thermovormtoepassingen. John raadt Polymeric Imaging Thermoform TF-inkten ten zeerste aan.

Zijn er verschillende processen afhankelijk van de media?

Nee, dezelfde workflow wordt toegepast, ongeacht het formaat, het substraat, de vorm of het printproces. Herhaalbaarheid is het sleutelelement aan het einde van de productie. In sommige gevallen is grote, oudere vormapparatuur echter niet geschikt om herhaalbaarheid te bereiken.