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1. Grundlagen der digitalen Druckvorstufe und Drucktechnik Thomas Mangoldt BTU Cottbus, Institut für Informatik Vorlesung 1.1-1 Literatur [1] J. Böhr...

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1. Grundlagen der digitalen Druckvorstufe und Drucktechnik Thomas Mangoldt BTU Cottbus, Institut für Informatik Vorlesung

1.1-1 Literatur [1] J. Böhringer, P. Bühler, P. Schlaich, H. Ziegler: Kompendium der Mediengestaltung für Digital- und Printmedien; Springer Verlag, 2003, ISBN 3-540-43558-1 [2] J. Böhringer, P. Bühler, P. Schlaich, H. Ziegler: Workshop zur Mediengestaltung für Digital- und Printmedien; Springer Verlag, 2003, ISBN 3-540-66420-3 [3] H. Kipphan: Handbuch der Printmedien; Springer Verlag, 2000, ISBN 3-540-66941-8 [4] U. Baufeldt, H. Rösner, J. Scheuerman, H. Walk: Informationen übertragen und drucken; Verlag Beruf + Schule, 1998, ISBN 3-88013-560-6

1.1-2 Inhalt der Vorlesung > Standortbestimmung der Druckindustrie o Betriebliche Struktur, Entwicklungstrends > Geschichtliche Entwicklung o Druckvorstufe, Druck, Weiterverarbeitung > Grundlagen der digitalen Druckvorstufe o Schriften o

Satztechnik, Vorlagenerstellung

o

Farbe, Farbräume,

o

Colormanagement

o

Reproduktionstechnik

o

Software in der Druckvorstufe

o

Der Scanprozess, Digitalkameras

o

Digitale Bogenmontage

o

Digitale Workflowsysteme

o

Technik der CD/DVD

Aufzeichnungsverfahren, Datenarchivierung > Druckverfahren o Hochdruck, Tiefdruck, Durchdruck, Flachdruck, Digitaldruck o

o

Erkennbarkeit des Druckverfahrens am Druckerzeugnis

Druckkosten und Kalkulation > Weiterverarbeitung und Weiterverarbeitungsmaschinen o Buchbinderische Verarbeitung im Gesamtprozess o

o

Erzeugnisse

o

Konstruktionsmerkmale von Büchern und Broschuren

1.2 Standortbestimmung der Druckindustrie, Druckverfahren 1.2-1 Ortsbestimmung Kommunikation ⇒ Mitteilung, Verbindung, Verständigung, Austausch von Information oder Nachrichten. Mittel die der Kommunikation dienen, nennt man Kommunikationsmedien (Zeitung). Kommunikation findet entweder zwischen zwei oder mehreren Kommunikatoren statt Unterscheidung zwischen Individualund (Gespräch, Dialog)

[4]

Massenkommunikation (mediale Kommunikation)

Druckverfahren – sind die ersten Systeme der Massenkommunikation - Vervielfältigung, Verbreitung und Bewahrung von Information - Früher die einzigen Träger visueller Information (Hinweise, Nachrichten, Gedanken und Ideen - Starker Einfluss auf Gesellschaft und Kultur In unserem Jahrhundert haben die Vielfalt der Medien, der Wettbewerb untereinander, Forschung und technischer Fortschritt zu einer lawinenartigen Zunahme von Information geführt. (Informationsexplosion)

[4]

Die moderne Druckindustrie hat sich der Schnelligkeit der elektronischen Nachrichtentechnik angepasst. • Revolution in der Druckvorstufe und Drucktechnik Auswirkungen der Informationsexplosion: • selbst in einem abgegrenzten Bereich, beispielsweise in einer Fachwissenschaft, kann die Gesamtheit der Veröffentlichungen nicht mehr von einem Menschen allein eingehend studiert und wahrgenommen werden. (1 Million Publikationen pro Wissenschaftler und Jahr) • Gedankenloser Konsum und unkritische Aufnahme von Information ohne Auswahl kann zu Überdruss und Übersättigung führen.

1.2-2 Konkurrenzmedien des Drucks • Hörfunk und Fernsehen (Aktualität und Schnelligkeit) • Neue Medien (Spezialverfahren der Bereiche: Fototechnik, Videotechnik, Nachrichtentechnik und Online-Dienste) - Mikrografie (Planfilme, Mikrofiches) - Videotechnik (Videos, Bildplatten, CD) - Kabelfernsehen - BTX - Videotext • Breitbandkommunikation (Telekommunikation) - Bildtelefon - Anschluss an Datenbanken - Bürokommunikation in und zwischen Wirtschaftsunternehmen • Internet • Multimedia

- Interaktiver Dialog (Infotainmend, Edutainment) • Crossmedia

- Corporate Design (einheitliche visuelle und audiovisuelle Erscheinung in unterschiedlichen Medien – einheitlich in Schriftbild, Logo, Symbol, Hausfarbe und so weiter

1.2-3 Vorteile der Druckprodukte gegenüber den Konkurrenzmedien - Sichtbare Speicherung von Information auf Bedruckstoff - Ständige Verfügbarkeit der gedruckten Information ohne Wiedergabegerät - Grafische Gestaltungsmöglichkeiten vor und während der Herstellung - Vorlagengetreue Vervielfältigung als Massenmedium - Ergänzung und Vertiefung von Information

2.1-4 Druckbetriebe und Druckprodukte - mehr als 8000 Unternehmen der Druckindustrie in Deutschland - mehr als 2% der Gesamtindustrie, erwirtschaften Umsatzanteil von rund 1,8 %

[4]

Anzahl der Druckbetriebe: Druckbetriebe Jahr

Anzahl

2000

13922

2001

13467

2005

11521

- besteht überwiegend aus klein und Mittelbetrieben

- weniger als 1% der Unternehmen sind als Großbetriebe zu bezeichnen - 15 Großbetriebe mit über 500 Beschäftigten mit Umsatzanteil von 15%

Beschäftigte Jahr

Anzahl

2000

222891

2001

220723

2005

179261

- Anzahl der Auszubildenden liegt inzwischen auch im Trend: Auszubildende Jahr

Anzahl

2000

19.723

2001

21.745

2003

18.193

2004

16.877

2005

16.545

Quelle: http://www.marcard-online.de/BERLIN___TFH_161202.pdf

- die meisten Betriebe haben sich auf bestimmte Druckverfahren spezialisiert:

Hochdruck nimmt in Teilbereichen deutlich ab - Flachdruck gewinnt neue Marktanteile hinzu (2/3) - Geringes Ansteigen des Tiefdrucks - Gewinner auf dem Druckmarkt: Offsetdruck Druckindustrie in Zahlen

Veränderungen gegenüber Vorjahr in Prozent 2005 2003 2004 2005

Umsatz in Mio. Euro 17.088 davon Auslandsumsatz 2.360 Betriebe mit 20 und mehr Beschäftigten 1.688 Beschäftigte 116.265 Umsatz je Beschäftigten in Euro 146.974 Lohn- und Gehaltssumme je Beschäftigten in Euro 35.100 Produktionsindex (2000=100) 93,6 Erzeugerpreise (2000=100) Druckereierzeugnisse 97,0 Erzeugerpreise (2000=100) Druckpapier 95,5

– 2,2 + 26,0

+ 0,7 + 2,5

+3,4 +3,5

– 5,4 – 6,0

– 4,8 – 4,5

– 3,5 – 2,3

+ 4,0

+ 5,4

+5,9

+ 2,1 – 4,3

+ 0,7 + 2,7

– 1,0 +3,9

– 0,6

– 1,6

– 1,8

– 5,1

– 5,0

+1,7

Die Zahlen beziehen sich auf Industrie- und Handwerksbetriebe mit 20 und mehr Beschäftigten (ohne rechtlich unselbstständige Verlagsdruckereien) Quelle: Statistisches Bundesamt– Berechnungen: Bundesverband Druck und Medien

1.2-5 Entwicklungstrends Report Druckindustrie IMO-Report

Future of Print & Publishing – Entwicklungslinien für die DruckMedienWirtschaft -2002 Quelle: http://www.marcard-online.de/BERLIN___TFH_161202.pdf

Herausforderungen im Bereich Markt und Wettbewerb: - Die Globalisierung trifft auch den Mittelstand. - Über jede Information muss zukünftig „individuell“ entschieden werden: Online, gedruckt, personalisiert ... - Eine Frage der Positionierung: Crossmedia oder Kerngeschäft Druck?

1.3 Druckverfahren 1.3-1 Definitionen der wichtigsten drucktechnischen Begriffe • Drucken ist Vervielfältigen, bei dem zur wiederholbaren Wiedergabe von Informationen (Bild, Grafik, Text) Druckfarbe auf einen Bedruckstoff unter Verwendung eines Druckbildspeichers (z.B. einer Druckform) aufgebracht wird. • Der Druckbildspeicher ist der Speicher (z.B. Druckform oder Bitmap zur Ansteuerung von Ink Jet-Düsen), der für die Wiedergabe von Bild und/oder Text durch Drucken alle zur Aufbringung der Druckfarbe erforderlichen Informationen enthält. • Die Druckform ist das Werkzeug (Material), mit dem die Druckfarbe auf den Bedruckstoff oder einen Zwischenträger zur Wiedergabe einer textlichen, grafischen und/oder bildlichen Darstellung übertragen wird. Von einer Druckform werden üblicherweise mehrere Drucke erzeugt. • Das Druckbild ist die Information, bestehend aus der Gesamtheit aller Druckbildelemente in allen Arbeitsstufen einer durch Drucken anzufertigenden Darstellung. • Das Druckbildelement ist die die Druckfarbe übertragende bzw. empfangende Einzelbildstelle (z.B. Letternschriftbild, Linie, Rasterpunkt oder Rasternäpfchen) in allen Arbeitsstufen einer durch Drucken wiederzugebenden Darstellung. • Die Druckfarbe ist die farbige Substanz, die beim Drucken auf den Bedruckstoff aufgebracht wird. • Der Bedruckstoff ist das Material bzw. Substrat, das bedruckt wird. • Die Druckmaschine ist die Einrichtung, in der der Vorgang des Druckens ausgeübt wird. • Ein Druckverfahren dient der Verbreitung bzw. Vervielfältigung von Informationen, die im Rahmen eines Prozesses weitergeleitet und verarbeitet werden.

Übersicht aus [3]

1.3-2 Druckprinzipe (Quelle aus [1])

Ausgehend von der Druckform, welche als Informationsträger dient, gibt es fünf Möglichkeiten, Informationen zu tragen und weiterzugeben. Diese fünf Möglichkeiten führen zu unterschiedlichen Druckprinzipien.

Übersicht aus [3]

1.3-2.1 Flachdruck Die Druckform erscheint flach. Sie weist farbfreundliche, hydrophobe, und feuchtfreundliche, hydrophile Stellen auf. Dieses Druckprinzip heißt auch Offsetdruck. Ein weiteres Flachdruckprinzip ist der Steindruck, der für künstlerische Arbeiten noch benützt wird. Die Druckform im Offsetdruck besteht aus Aluminium, der hydrophilen Schicht, und einer hydrophoben Kunststoffschicht. An den nichtdruckenden Stellen wird der Kunststoff beseitigt. Beim Drucken wird die Form zuerst befeuchtet, die hydrophilen Stellen speichern Feuchtmittel, danach wird die Platte eingefärbt, die hydrophoben Stellen übernehmen die Farbe. Die Farbe wird dann als Information weitergegeben. Die Abbildung zeigt beispielhaft Buchstaben, Grafik und Halbtonbild. Die Buchstaben bestehen aus Linien (Kurven), ebenso die Grafik (Logo). Der Charakter eines Halbtonbildes wird durch Zerlegung des Bildes in mehr oder weniger große flächenvariable Rasterpunkte erzeugt. Für Farbdrucke wird für die Farben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz je eine Druckform erstellt. In der Druckmaschine müssen die Rasterpunkte mit einem Passer von etwa< 3/100 mm zusammengedruckt werden. Weiße Stellen im Bild müssen mit einer 2 % bis 5 %igen Rasterdeckung versehen sein, schwarze Stellen liegen zwischen 95 % und 98 % Rasterdeckung. 100 % Rasterdeckung ist nicht möglich, das Bild hätte keinerlei Konturen und Abstufungen mehr. Die Rasterpunkte haben immer den gleichen Abstand. Bei einem 70er Raster beträgt die Rasterweite 70 Punkte pro cm. Werden die Rasterweiten in Inch angegeben, entspricht ein 70er Raster = 70 mal 2,54 = 178 Lpi. Die Rasterweite ist nicht beliebig wählbar. Sie richtet sich nach der Papieroberfläche, der Qualität der Bildwiedergabe und den Kosten. Bei rauhem Naturpapier arbeitet man mit einem 34er Raster, für glanzgestrichenes Papier kann bis zu einem 120er Raster eingesetzt werden.

1.3-2.2 Hochdruck Die erhabenen Stellen der Hochdruckform übertragen die Farbinformation auf den Bedruckstoff. Die Hochdruckformen können aus Bleilettern, aus zu Zeilen gegossenen Bleibuchstaben, aus geätzten oder gravierten Kunststoffplatten bestehen. Weit verbreitet ist heute der Flexodruck. Seine Druckform besteht aus flexiblen, gummiartigen erhabenen Stellen, welche die Farbe auf die unterschiedlichsten Bedruckstoffe übertragen. Der Bedruckstoff kann eine harte, glatte Oberfläche aufweisen wie zum Beispiel Bleche für Verkehrsschilder, Glas oder Kunststofffolien. Die Buchstaben und Grafiken bestehen aus Linien (Kurven). Der Charakter eines Halbtonbildes wird durch Zerlegung des Bildes in mehr oder weniger große flächenvariable, erhabene Rasterpunkte erzeugt. Die Rasterweite kann nicht so hoch wie im Flachdruck gewählt werden, da die erhabenen Rasterpunkte nicht beliebig verkleinert werden können. Beim Mehrfarbendruck wird für die Farben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz je eine Druckform erstellt.

1.3-2.3 Tiefdruck Die Tiefdruckform enthält Näpfchen, welche mit Farbe gefüllt werden. Die Farbe aus den Näpfchen, den tiefen Stellen, wird auf den Bedruckstoff übertragen. In der Regel werden die Vertiefungen durch die elektromechanische Gravur erstellt. Ein Diamantstichel schlägt in gleichmäßigem Rhythmus auf den sich drehenden Kupferzylinder mehr oder weniger tiefe Näpfchen in die Kupferhaut. Die Näpfchen sind bedingt durch die Diamantstruktur flächen- und tiefenvariabel. Auf die Tiefdruckform wird ein gleichmäßiges Raster, zum Beispiel mit einer 60er Rasterweite graviert. Alle Informationen, auch Buchstaben, Grafiken, Striche, Linien und Kurven, bestehen aus Rasternäpfchen. Das Volumen der Näpfchen bestimmt die Menge des Farbauftrages. Damit nur die Farbe aus den Näpfchen auf den Bedruckstoff übertragen wird, rakelt ein feinst geschliffenes Messer die Stege der Tiefdruckform sauber ab.

1.3-2.4 Siebdruck Die Druckform besteht aus einem feinen Sieb. Dieses Sieb wird mit einer lichtempfindlichen Gelatineschicht versehen. Nach der Belichtung durch einen Film, welcher die zu druckenden Informationen enthält, wird die Gelatine an den druckenden Stellen ausgewaschen. Farbe kann mittels Rakel durch das feinmaschige Sieb an den offenen Stellen durchgedrückt werden. Das Verfahren wird auch als Durchdruck bezeichnet. Das feinmaschige Sieb kann aus Seide, Nylon, Polyester oder rostfreiem Stahl bestehen. Dieses Verfahren bedruckt die vielfältigsten Materialien und Formen, wie zum Beispiel Flaschen, Dosen, Aschenbecher, Kugelschreiber, Armaturen, Schalttafeln, Uhrenzifferblätter, Displays aus Metall, Kunststoff, Holz, Karton, Papier, Glas und vieles andere mehr.

1.3-2.5 Digitaldruck Direkt aus dem Datenbestand eines Computers gelangen die Informationen über ein RIP auf die Druckform in der Druckmaschine. Die Druckform wird für jeden Druckablauf neu erstellt, so dass personalisiertes Drucken eine Stärke des Digitaldrucks ist. Zwei grundsätzliche Verfahren haben sich derzeit etabliert, wobei die Copiersysteme hier nicht angesprochen werden. Xeikon Digital Color Press und Agfa-Chromapress arbeiten nach dem xerografischen Prinzip. Die Xerografie wurde von der Firma Xerox entwickelt. Eine mit lichtempfindlichem Halbleiter beschichtete Trommel wird ionisiert, d.h. mit negativen Ladungen versehen. Mittels Laserlicht werden die nichtdruckenden Stellen entionisiert (entladen). Positiv geladener Toner rieselt auf die Trommel und bleibt an den geladenen Stellen haften. Über die sich drehende, mit Toner behaftete Trommel, wird stark negativ geladenes Papier bewegt, so dass das Papier den Toner übernimmt. Einschmelzen des Toners auf das Papier und Entladen des Papiers sind die nachfolgenden Arbeitsgänge. Für jeden Druck wird die halbleiterbeschichtete Trommel neu belichtet, der gesamte Vorgang wiederholt sich.

Agfa-Chromapress und Xeikon arbeiten mit 8 Zylindern. Je zwei Zylinder sind gegeneinander angeordnet, zwischen diesen bewegt sich das Papier, so dass gleichzeitig Vorder- und Rückseite bedruckt wird. Die Tonerfarben entsprechen den Normfarben CMYK des Drucks. Gedruckt wird von Rollenpapier mit einer Breite im DIN A2-Format. Indigo E-Print ist eine Kombination von Elektrofotografie (Xerografie) und Offsetdruck. Die zu druckenden Daten werden auf eine mit Fotohalbleiter beschichtete Bildträgertrommel übertragen. Das Prinzip ist das gleiche wie bereits beschrieben: Durch die Belichtung fließt an den Nichtbildstellen die elektrische Ladung ab. Es entsteht ein latentes Druckbild, auf welches gegenpolig geladene flüssige Druckfarbe aufgebracht wird. Wie im Offsetdruck gelangt die Druckfarbe über ein Gummituch vollständig auf den Bedruckstoff. Beim Mehrfarbendruck wiederholt sich der Vorgang viermal, das Papier durchläuft ebenfalls viermal den Druckprozess zwischen Gummituch und Gegendruckzylinder. Der beschriebene Prozess wiederholt sich für jeden Druckbogen, somit ist ein personalisiertes Drucken möglich. Quickmaster-DI ist eine Quasi-Digitaldruckmaschine der Firma Heidelberger. Als Druckform dient eine mehrschichtige Folie, bestehend aus einem Polyesterträger, einer Zwischenschicht und einer Silikonschicht. Die Folie wird mit IR-Laserstrahlen belichtet. Hierbei dringt das Laserlicht durch die Silikonschicht, wird in Wärmeenergie umgewandelt und löst die Verbindung zwischen Trägerfolie und Silikonschicht. Es entstehen sehr kleine randscharfe Vertiefungen. Vier Folien, für die Farben CMYK, werden automatisch auf eine Trommel gespannt. Beim Einfärben der Folien übernimmt die freigelegte Polyesterschicht Druckfarbe, die noch vorhandenen Polyesterstellen stoßen die Druckfarbe ab. Anschließend überträgt ein Gummituch die Farbe vom Folienzylinder auf das Papier. Auch in diesem Verfahren kommen die genormten CMYK-Farben zum Einsatz. Grundsätzlich wird nur eine Druckfolie für die gesamte zu druckende Auflage erstellt, das heißt, ein personalisiertes Drucken ist nicht direkt möglich. Nach Beendigung der Druckauflage wird die Folie vom Folienzylinder entfernt, eine neue Folie belichtet und aufgespannt. Alle Arbeitsprozesse laufen automatisch ab. Man spricht hier auch von einem Trockenoffsetverfahren