Avances en la evolución digital del grabado directo en flexografía

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La flexografía se mueve vertiginosamente hacia la impresión ITR (por su sigla en inglés: Sobre el rodillo, sea plancha o manga). Y, aunque la imagen digital computarizada (CDI) está siendo ampliamente aceptada como el método más utilizado para la fabricación de planchas, el grabado láser directo ofrece la oportunidad de controlar el proceso flexográfico digital desde el cliente hasta la prensa.

La capacidad del láser directo para grabar planchas y mangas sobre el rodillo, ofrece mejoras significativas a la flexografía en la preparación, velocidad de impresión y repetibilidad. La eliminación del factor de distorsión de la imagen (compensación por fabricar la plancha plana e imprimirla sobre un rodillo), película, cubierta negra protectora, exposición, procesos de lavado y secado en la fabricación de planchas, permite entender el grabado directo como un verdadero flujo de trabajo digital flexo.

Debido a su capacidad para crear formas de impresión para flexo, tipografía, offset seco o serigrafía, el grabado directo cuenta con la posibilidad de crear una “marca” consistente en una gran variedad de procesos de impresión. El proceso de grabado directo tiene un control total sobre la creación de la imagen, permitiendo una perfecta formación de punto que hace que cumpla cualquier requerimiento de impresión.

La pregunta es, a medida que salgan al mercado más sistemas de grabado directo láser, del computador a la plancha (CTP) y materiales relacionados con CTP,¿qué factores influenciarán en esta integración tecnológica del mercado flexo?, y ¿qué ventajas reales se ofrecen al impresor flexo? Encuentre respuestas en este artículo.

Historia del grabado directo
La crítica generalizada del grabado directo es que es un proceso muy lento y costoso, cuyo índice de aceptación para impresiones de alta calidad y tirajes cortos depende de dos factores:

• Consistencia y productividad del sistema de grabado directo láser.
• Disponibilidad, calidad y costo de las formas de impresión, conocidas como planchas y mangas poliméricas o elastómeras.

Históricamente, el grabado directo con láser se ha considerado un proceso de baja calidad, debido a que los puntos creados por el láser raramente sobrepasaron las 100 lpi (líneas por pulgada).

Las mangas de caucho, sin costuras, grabadas con láser encontraron su nicho en la impresión de diseños continuos de tirajes largos tales como papeles de colgadura, toallas, tisú y otros productos de papel y película. Las mangas y rodillos con cubierta de caucho crearon una perfecta entrega de la imagen, en lo que se podía crear por grabado directo láser y, al mismo tiempo, fueron consistentes y durables para diseños continuos de tirajes largos.

La flexografía continuó mejorando y compitiendo con el rotograbado y el offset en la impresión de empaques flexibles y etiquetas, donde los puntos de altas luces de 150 lpi se establecieron como el objetivo estándar. La capacidad de los comercializadores y convertidores para producir rápidamente planchas fotopolímeras consistentes usando la tecnología convencional y la CDI, ha puesto al fotopolímero como la elección más atractiva para impresiones flexo de tirajes cortos de alta calidad.

El desarrollo de la tecnología láser de gran potencia utilizada con CO2, fue el comienzo de una nueva generación de sistemas de grabado directo láser, capaces de grabar planchas serigráficas por encima de las 150 lpi, las cuales ahora están usándose para mercados importantes de flexo.

El mercado del grabado directo ha sido históricamente de los comercializadores que producían mangas elastoméricas (de caucho) continuas grabadas con láser. Las cubiertas de caucho son fabricadas in situ o compradas a proveedores locales, y luego grabadas mediante láser con diseños continuos. El alto precio de las mangas en relación con el de la plancha fotopolimérica ha significado que el mercado de las mangas de grabado directo se constituya solo para sectores que requieran durabilidad, ya sean impresiones continuas o tirajes largos, es decir, aquellos mercados tradicionalmente atendidos por rotograbado.

El deseo de la industria flexo de incrementar las velocidades de prensa, obtener repeticiones consistentes, y reducir los tiempos de preparación y las paradas de la prensa, ha significado que para lograr un bajo costo, rápido y fiable se necesita que el proceso ITR siga creciendo.

A medida que más mangas continuas y planchas fotopolímeras de grabado directo salen al mercado, los materiales en que se fabrican han tenido un gran impacto en los procesos de grabado e impresión en términos de calidad de punto e impresión, productividad y durabilidad. Para tener un grabado directo láser exitoso y consistente es necesario determinar y controlar las variables de los materiales de las planchas, y realizar ajustes compensatorios en el proceso de grabado láser.

Diferencias entre el CDI y el grabado directo
Tanto en el grabado directo láser como en el CDI, la potencia del láser es importante porque la velocidad del grabado es directamente proporcional a la potencia disponible; es decir, potencias más altas significan tiempos de procesamiento más rápidos.

El CDI utiliza el láser múltiple de baja potencia YAG (yttrium aluminium garnet) para grabar la cubierta protectora negra (capa LAMS, sistema de ablación de láser) en la superficie de una plancha fotopolímera.La cubierta protectora es delgada, por lo tanto la potencia requerida para evaporarla es baja.Un sistema típico de CDI utiliza láser de múltiples cabezas para incrementar la potencia y de ese modo establecer la tasa de procesamiento de la plancha.

Después de la ablación de la cubierta protectora, la plancha es expuesta para curar la imagen del arte; y luego lavada para remover el material en relieve no curado y permitir que se forme la imagen del arte. Finalmente, se seca, dejándola lista para montar sobre la manga o en el cilindro porta planchas.

El grabado directo láser elimina tanto el uso de la cubierta del polímero como el proceso de lavado porque se graba la imagen directamente sobre el material de la plancha, evaporando el residuo e instantáneamente creando la forma de impresión. Lo que significa que la plancha o la manga quedan listas para usarse inmediatamente.

La potencia del láser requerida para retirar el material no curado de la plancha y crear la forma de impresión es significativamente más alta que la necesitada en un sistema CDI. La potencia de un sistema típico de grabado directo oscila entre 300 y 750 vatios, y para lograr este valor, los proveedores deben suministrar un solo láser de alta potencia o un láser múltiple de CO2 de baja potencia.

A diferencia de los puntos CDI, que tienen una constante forma piramidal desarrollada por el proceso de lavado, los puntos de grabado directo láser pueden formarse con una base especial para un soporte máximo durante la impresión. Los puntos de las altas luces pueden fabricarse más bajos que la superficie de impresión, permitiendo una ganancia de punto muy baja, aún en las zonas de altas luces. Aun cuando se aplique el tope de la presión, los puntos más pequeños todavía mantienen una impresión “suave” logrando un verdadero punto de altas luces.

Debido a que el láser, en lugar del proceso de lavado, crea el punto, las profundidades del relieve entre los puntos y de los textos inversos pueden hacerse más profundos con grabado directo que con sistemas convencionales o CDI, asegurando que la tinta no se deposite durante la impresión, y por lo tanto se reduzca el número de veces de limpieza de la plancha.

Finalmente, el hecho de que el grabado por láser permita realizar imágenes continuas en mangas continuas fabricadas en la prensa, elimina tanto el levantamiento de la plancha, aún a altas velocidades, como el montaje, por tanto mejora el tema de registro y reduce el tiempo de preparación antes y en la prensa.

Características y tipos de grabado directo
Los sistemas de grabado directo láser se ofrecen en una variedad de formatos de máquina, que generalmente están definidos por la combinación de las siguientes características:

• Láser simple de alta potencia o láser múltiple de baja potencia
• Láser, cilindro u óptico móviles

Los factores críticos de todos los sistemas continúan siendo la calidad, productividad, manejo, fiabilidad y mantenimiento.

Debido a que la velocidad de producción es proporcional a la potencia, los sistemas de láser múltiple entregan mayor potencia y por ende, mayor velocidad de proceso. Por otro lado, el uso del láser simplede alta potencia reduce el riesgo de diferencias y descentramiento dado por el espacio que existe entre los puntos del láser múltiple, por lo que puede proveer un grabado más consistente, especialmente para formatos de banda ancha.

Los sistemas de láser simple también ofrecen la posibilidad de “saltar” (atravesar rápidamente) sobre áreas no grabadas de más de 0.04 pulgadas, una técnica que no es posible con los sistemas de láser múltiple. Esto puede incrementar sustancialmente la producción de diseños con áreas de sólidos grandes o sin impresión.

Un sistema de láser móvil garantiza una trayectoria fija del rayo láser entre la fuente del láser y la forma de impresión a grabar, y asegura que un tamaño uniforme del rayo láser esté siempre en contacto con el cilindro de impresión. El resultado, por supuesto, es una forma de impresión perfectamente grabada, esencial para la creación de puntos de altas luces pequeños y consistentes. Los sistemas de láser móvil son ahora capaces de crear superficies de punto tan pequeñas como 10 um, lo que se traduce en la impresión de puntos del 0.5 por ciento en una lineatura de 200 lpi. (Ver Figura 1)

Por otra parte, un sistema óptico móvil tiene una trayectoria de rayo variable, lo que puede generar cambios en el tamaño del punto a lo largo del ancho. En un sistema de cilindro móvil, el cilindro en movimiento está junto a la cabeza del grabador, lo que puede contribuir a la contaminación de los mecanismos de precisión. Debido a que el movimiento del cilindro puede cambiar con el peso, tamaño o balance del rodillo, el buen desempeño depende del balance dinámico, de la precisión y consistencia del peso del rodillo. Además, existen 14 puntos de contacto dinámico con el láser, lo que incrementa el riesgo de que el grabado quede imperfecto.

La introducción de nuevos equipos, tal como el sistema de cambio rápido sin eje para el soporte de las mangas durante el grabado, ayuda en gran instancia a los usuarios de sistemas de grabado directo a aprovechar todo el uso del equipo y mejorar la salida de producción. La FIGURA 2, muestra las velocidades típicas de proceso.

Algunos grabadores láser vienen equipados con una característica de foco automático, usando un escáner de láser sobre la cabeza de grabado, lo que logra una medición constante de la distancia a la superficie del cilindro, y realiza pequeños ajustes para compensar las variaciones que puedan existir sobre la precisión en la manga.

Elastómeros versus polímeros
Hay una relación directa entre la potencia del láser, la profundidad del relieve y el tipo de material usado en el grabado. Los polímeros con bajo peso molecular se pueden grabar aproximadamenteentre un 20 y 30 por ciento más rápido que los elastómeros. Además de la velocidad de proceso, ¿qué impacto generan los materiales de las planchas y las mangas en el proceso de grabado directo? Comencemos definiendo y comparando las propiedades de los elastómeros y de los polímeros.

El término elastómero viene de dos términos: Elástico (describiendo la habilidad de un material para volver a su forma original después de retirarle una fuerza); y el término Mero (de polímero, en la que “Poli” significa “Muchas”, y “Mero” significa “Partes”). Las planchas de impresión elastoméras se conocen comúnmente como planchas de caucho y fueron el primer medio de impresión flexográfica.

Los elastómeros pueden moldearse fácilmente en planchas, y el elastómero vulcanizado (tratado químicamente) tiene excelentes propiedades de transferencia de tinta, así como buena resistencia a varios químicos y solventes utilizados en la impresión flexográfica.

Los elastómeros son usualmente termoestables (capaces de volverse rígidos al curarse) y requieren vulcanización. Las cadenas largas del polímero se entrecruzan al curar pero tienen la ventaja de la naturaleza de los materiales flexibles; sin embargo, la estructura molecular de los elastómeros puede variar significativamente.

Los elastómeros de más alto peso molecular tienen buenas propiedades de entrecruzamiento, que se resumen en mayor durabilidad y mejor elasticidad para volver a su forma original, cosa que no es evidente en los de más bajo peso molecular.

Un fotopolímero es un polímero que es curado por exposición a la luz, usualmente en el espectro ultravioleta. Desde su introducción en la industria flexográfica, el uso de las planchas poliméricas ha dominado notablemente el mercado de formas de impresión. Hoy en día, muchos impresores las consideran la única opción de obtener alta calidad con bajos costos de pre-prensa.

A pesar de la validación de la flexografía como un proceso de impresión universal, disponible actualmente y de costo competitivo, aquellos en la industria cada vez más reconocen que el polímero no es muy durable y se puede gastar rápidamente, sobretodo durante tirajes largos o trabajos repetitivos, en los que la plancha debe soportar, el montaje,el despegue para cuadrarla, la limpieza y luego un re-montaje. Los impresores flexo frecuentemente prefieren los elastómeros, por su excelente durabilidad y resistencia a los solventes, lo que aumenta sustancialmente el tiempo de vida del medio de impresión.

Los impresores y comercializadores tienen a su alcance una gran gama de materiales para mangas y planchas; y su selección se basa en el precio, calidad y durabilidad.

Efectos del material en el grabado
Para que el grabado directo cree una forma perfecta de impresión en todos los materiales, es esencial ajustar y compensar la potencia del láser para las diferentes características de las planchas.

El enfoque del uso del láser hacia una medición continua y la realización de pequeños ajustes en relación con la superficie del grabado directo, ha ayudado a los proveedores de láser directo a implementar nuevas tecnologías como la calibración automática.

Estos sistemas pueden caracterizar y calibrar instantáneamente diferentes materiales poliméricos y elastoméricos para asegurar una formación perfecta del punto con el láser. Para medir de manera precisa como se graba cada material (hacer mapeo del material), se calibra la potencia del láser y así se crea un punto con láser de manera perfecta y consistente para todas las formas de impresión en planchas y mangas.

La calibración de los materiales para lograr un punto consistente y uniforme, les permite a los usuarios de los sistemas de grabado láser, la oportunidad de seleccionar el material para la plancha o la manga más acorde con su aplicación final de impresión, y con su bolsillo.

Transformación y evolución
A medida que ha aumentado la tendencia hacia el proceso ITR, los impresores están comenzando a mirar muy de cerca el grabado directo como una alternativa para la fabricación de planchas convencionales y CDI para imprimir en flexo con alta calidad y repetibilidad.

El grabado directo les brinda a los convertidores la oportunidad de producir flexo digital ITR para que puedan verdaderamente competir con los más altos niveles de calidad y velocidad.

La flexografía es tan cambiante como evolutiva; la transformación actual es la fabricación de formas de impresión por grabado directo láser, cuyo paso a seguir es la evolución del mismo, el incremento de la velocidad, reducción en precio y una aceptación en el mercado al introducir nuevas formas de impresión menos costosas que sean capaces de usar el grabado directo láser.La tormenta del “grabado directo” está tronando; empieza una nueva revolución.

Suplemento publicado por la Foundation of Flexographic Technical Association, FFTA, en cooperación con Conversión, B2Bportales