Verbundprojekt Mikro-CtcP

Der Offsetdruck gilt als wichtigstes Verfahren zum Drucken von Zeitungen, Büchern, Faltschachteln, CD-Booklets und vielen anderen grafischen Produkten. Um die Produktionszeiten kurz zu halten, werden die Druckplatten in den Druckereien kurz vor dem Gebrauch im Computer-to-Plate-Verfahren direkt aus dem digitalen Datenbestand erstellt. Wie in allen digitalen Bildgebungsverfahren üblich, werden auch Druckplatten pixelweise belichtet. Typisch ist eine Pixelgröße von 10 μm, was einer Auflösung von 2500 dpi entspricht. Solche hohen Auflösungen lassen sich in der Regel nur mit Laserbelichtern erreichen. Während die meisten Belichter mit infraroten oder violetten Laserdioden und speziell daran angepassten Offsetdruckplatten arbeiten, bestand das Ziel des Vorhabens darin, einen Plattenbelichter zu entwickeln, der direkt im UV-Bereich arbeitet und genügend Leistung hat, konventionelle Offsetdruckplatten belichten zu können. In einem durch die Sächsische Aufbaubank SAB geförderten Verbundprojekt zwischen der HTWK Leipzig, der Polygraph Komponenten- und Gerätebau GmbH aus Leipzig und der ViALUX Messtechnik + Bildverarbeitung GmbH aus Chemnitz wurde das Problem auf neuartige, unkonventionelle Weise gelöst.

Als bildgebendes Element wurde ein sogenannter Digital Light Processor, kurz DLP®, von Texas Instruments eingesetzt. Das mikroelektromechanische Bauteil stammt aus der Unterhaltungselektronik und wird hauptsächlich in Videoprojektoren eingesetzt. Es besteht aus rund 800.000 Mikrospiegeln, die auf einer Fläche von 10 x 14 mm angeordnet sind. Die Spiegel können einzeln um ± 12° gekippt werden und reflektieren, je nach Stellung, Licht durch die nachfolgende Abbildungsoptik auf die Druckplatte (helles Pixel) oder in eine Strahlfalle (dunkles Pixel). Das auf der Druckplatte entstehende Bild hat eine Größe von 7 x 10 mm bei einer Auflösung von 2500 dpi. Um das maximale Plattenformat von 95 x 105 cm bebildern zu können, müssen entsprechen viele kleine Bilder nahtlos aneinander gesetzt werden.

Die Druckplatte wird dazu auf die Mantelfläche eines rotierenden Zylinders gespannt. Mit dem sogenannten Außentrommelprinzip können Streifen parallel zur Rotationsrichtung auf den Zylinder bebildert werden. Um nicht nach jedem Teilbild den Zylinder stoppen zu müssen, wird das Bild im Scroll-Modus, wie der Rolltext im Abspann eines Films, synchron zur Zylinderoberfläche bewegt. Ein präziser Drehgeber in Verbindung mit einer speziell entwickelten Synchronisationshardware sorgt für die nötige Genauigkeit. Eine eigens entwickelte, telezentrische Abbildungsoptik projiziert das Bild randscharf und verzerrungsfrei auf die zylindrische Plattenoberfläche.

Nachdem ein Streifen belichtet wurde, wird das optische System parallel zur Zylinderachse verschoben und der nächste Streifen wird passgenau neben den ersten belichtet, bis der gesamte Zylinder bebildert ist. Nach der Belichtung erfolgt das automatische Abspannen der Druckplatten und optional die Übergabe an eine Entwicklungsmaschine.

Bei der Lichtquelle wurden ebenfalls neue Wege eingeschlagen. Üblicherweise werden Metalldampflampen in Zusammenhang mit DLP®-Projektoren verwendet. Diese liefern zwar eine ausreichende Menge an UV-Strahlung für die Plattenbelichtung, enthalten aber Quecksilber, produzieren eine Menge Abwärme und haben zudem eine begrenzte Lebensdauer von rund tausend Stunden. Zum Lampentausch wären im industriellen Dauerbetrieb mehrere Serviceeinsätze im Jahr erforderlich. Im Vorhaben wurden daher verschiedene, langlebige Lichtquellen auf Halbleiterbasis auf ihre Eignung untersucht. Die Wahl fiel schließlich auf ein UV-LED-Array, welches die nötige Leistung im ultravioletten Spektralbereich zur Verfügung stellt.

Derzeit wird der Plattenbelichter beim Verbundpartner Polygraph weiterentwickelt und zur Serienreife gebracht. Die Hauptvorteile des UV-Belichters sind die große Auswahl an preiswerten UV-empfindlichen Druckplatten verschiedenster Hersteller und die einfache und robuste Entwicklerchemie. Zudem erlaubt die Verwendung konventioneller Druckplatten die analog-digitale Mischproduktion, was vielen Druckereien insbesondere in Schwellenländern den Umstieg von analoger auf digitale Produktion erleichtert.