Impresión en papel
Hueco Grabado
Sistemas de grabado
Cilindros, Huecograbado, Sistemas de grabado, Teoría
El grabado de los
cilindros es la operación más importante en toda la etapa de preimpresión
asociada a la impresión por huecograbado. Existen diferentes sistemas de
grabado, que han ido surgiendo a lo largo del tiempo, y que dan lugar a
cilindros grabados con diferentes formas en los alveolos. Son cuatro los tipos
de grabado:
§
Grabado por difusión o grabado convencional: tamaño de apertura de las
celdas uniforme y profundidad variable
§
Transferencia directa o grabado autotípico: tamaño de apertura de las
celdas variable y profundidad uniforme
§
Proceso electromecánico: Tamaño de apertura de las celdas variable y
profundidad variable
§
Grabado mediante láser
§
Grabado mediante haz de electrones
Este sistema de impresión tiene aplicaciones específicas, y
ha perdido terreno en algunas áreas de aplicación a manos del ófset y la flexografía. Usado habitualmente en la impresión de calidad de embalaje flexible
(como bolsas de patatas y envoltorios de golosinas) y de edición (libros y
revistas de gran tirada), tiene como particularidad que la forma impresora es
una forma en bajo relieve.
Proceso
La matriz impresora típica del huecograbado es el cilindro de
impresión, que consta básicamente de un cilindro de hierro, una
capa de cobre sobre la que se grabará el motivo a ser
impreso, y una capa de cromo que permite una mayor resistencia o dureza
durante el proceso de impresión (la capa de cobre es muy frágil y se rompería
con gran facilidad durante el proceso).
Los procedimientos de grabado en hueco se clasifican, según el
método de actuación del grabador sobre la plancha, en procedimientos de grabado
directo, en los que la imagen sobre la plancha se consigue realizando
incisiones sobre el metal con diferentes materiales (al buril, punta seca y media tinta), y procedimentos de método indirecto (aguafuerte, aguatinta, barniz blando, tinta china con azúcar), en los
que se utilizan productos químicos, generalmente ácidos, para
marcar la plancha.
El sistema de grabado (denominando grabado a la incisión de
pequeñas oquedades, encargadas de transferir la tinta en la capa de cobre) más
extendido actualmente es una cabeza de diamante, dirigida
desde un ordenador, que se
encarga de grabar la figura que se transferirá posteriormente al impreso
mediante repetidos golpes. Cada cilindro tiene diferencias en su grabado que
dependen del color y de la imagen que debe transferir. Estas
diferencias se ven reflejadas por la lineatura, el ángulo de grabado de la
trama y el porcentaje de puntos.
La prensa
rotativa imprime
directamente a partir de un cilindro de cobre tratado con ácido y que utiliza
una tinta al agua de secado rápido. A medida que gira el cilindro pasa a través
de un baño de tinta y es raspado posteriormente por un fleje de acero llamado racleta, dejando de esta
forma la tinta sólo en los pozos del área con imágenes. De este modo la tinta
es absorbida por la superficie del papel cuando entra en contacto con la placa.
Aplicación de la
tinta
Un original, para ser impreso, se descompone en los cuatro
colores : cian, magenta, amarillo y negro. Para
cada uno de los colores se utiliza un cilindro de impresión, encargado de
transferir al soporte la tinta correspondiente. La suma de cada uno de los
colores da como resultado final la imagen del original.
Una estación de fotograbado puede utilizar tantos cilindros como
se requiera (adicional a los colores primarios) dependiendo la complejidad de
la imagen a imprimirse o en el caso de colores o tonos muy específicos.
La tinta es transferida al soporte impreso en el proceso de
pasaje entre el cilindro de impresión y el cilindro de contrapresión. Para
ello, el cilindro de impresión se sumerge rotando en el tintero. Esta tinta
penetra en los alvéolos del cilindro de impresión, el excedente de
tinta es barrido por una racla (fleje de acero) y cuando el papel pasa a través
de este cilindro y el de contrapresión, la tinta es transferida al soporte.
El soporte pasa inmediatamente por un túnel de secado, donde se
inyecta aire caliente a presión, que
evapora los solventes contenidos en la tinta dejando un residuo que
se compone básicamente de una resina,
encargada de fijar los pigmentos al soporte y que dan color al impreso y otros
aditivos como plastificantes y endurecedores.
Hay 5 partes
importantes a identificar en un cilindro de huecograbado:
Partes de un cilindro de huecograbado
§ Eje geométrico: línea
invisible que pasa longitudinalmente a través del centro del cilindro.
§ Eje del cilindro: es
el soporte sobre el que se apoya el cilindro cuando éste gira en la prensa.
§ Diámetro.
§ Circunferencia.
§ Longitud lateral.
La longitud lateral limita el ancho del soporte imprimible y la
circunferencia limita el tamaño de la imagen. Un giro completo del cilindro en
torno a su circunferencia constituye una impresión. Sobre un cilindro se
pueden grabar imágenes sin ninguna junta, por lo que se pueden imprimir sin
interrupciones. El papel de empapelar, por ejemplo, se imprime de este modo
mediante huecograbado.
Hay dos tipos básicos de cilindros:
§ Cilindros con eje
incorporado o cilindros integrales. Tienen un eje permanente, soldado al
cilindro.
§ Cilindros sin eje
incorporado o cilindros huecos. Para montarlos en la prensa, se les
debe acoplar unos ejes, que luego se retiran.
Cilindros sin eje (A) y con eje (B)
Los cilindros con eje incorporado son
más caros y ocupan más espacio en los almacenes, pero producen imágenes de
mayor calidad, ya que el eje está dispuesto con gran precisión coincidiendo con
el eje geométrico del cilindro. Son más fáciles de montar sobre la máquina,
pero no sirven para todos los tipos de máquina.
En los cilindros sin eje, al montar un eje independiente, éste puede no quedar
bien centrado, lo que dará lugar a impresiones defectuosas y a vibraciones
durante el funcionamiento.
Procesado de los Cilindros de Huecograbado
La calidad de las
impresiones por huecograbado depende de la construcción del cilindro grabado.
Casi todos los cilindros contienen un núcleo consistente en un tubo de acero
Hay algunos casos de
cilindros con núcleos de aluminio, que es más ligero y barato, y también hay
cilindros con núcleos de cobre, pero el acero es el material más utilizado, ya
que es el que mejor resiste la presión del cilindro de presión, durante el
proceso de impresión, sin deformarse. En la mayoria de los casos, el núcleo de
hierro se recubre con una fina capa de cobre mediante un proceso de
electrolisis. Esto se hace así, porque el cobre es más blando que el acero y el
proceso de grabado se realiza más fácilmente. Además, resulta más fácil
reutilizar los cilindros con sólo eliminar la capa de cobre.
Tipos de máquina de huecograbado
Atendiendo, pues, al
criterio del sistema de salida del soporte, distinguimos los siguientes tipos
de máquina de huecograbado:
§
Máquinas
de huecograbado bobina a bobina.
Es la configuración más utilizada en el campo del embalaje flexible y del
envase. El soporte de impresión, que se encuentra en forma de bobina a la
entrada, se recoge también en forma de bobina a la salida de la máquina,
gracias a una rebobinadora. Posteriormente, estas bobinas pueden someterse a
otros procesos, en máquinas independientes, como el enresmado, laminado, etc.
Las rotativas bobina a bobina tienen un sistema de cambio de bobina, tanto en
el desbobinador como en el rebobinador, con el fin de permitir un
funcionamiento sin parada.
Este tipo de configuración tiene como inconveniente la dificultad de
inspeccionar el resultado impreso, dadas las altas velocidades (entre 100 y 400
m/min o más). Para salvar esta dificultad, se dispone un escáner a la salida
del último elemento de impresión, el cual lleva a cabo una exploración de la
imagen impresa y va conectado a un monitor que ofrece la posibilidad de mostrar
una imagen instantánea del impreso.
§
Máquinas
de bobina a pliego.
Es la configuración típica de las máquinas utilizadas para imprimir revistas y
periódicos. Permiten la obtención, a la salida de la máquina, de los ejemplares
de periódico ya doblados o de los pliegos que componen una revista, listos para
alzar o encajar.
§
Máquinas
de bobina a hojas.
A la salida de la máquina se añade una unidad enresmadora o
cortadora de hojas, que proporciona hojas impresas como producto impreso.
Esta configuración se emplea cuando sea necesaria la obtención del impreso ya
cortado en un proceso continuo, por necesidades de producción. Si no es
necesario este funcionamiento en continuo, es preferible realizar el corte en
una unidad enresmadora aparte, en la cual se lleva a cabo el corte de los
impresos procedentes de varias máquinas de impresión.
§
Máquinas
de bobina a productos troquelados.
En el caso de la impresión de embalajes o envases, en que es necesario un
troquelado del soporte impreso, se puede disponer a la salida de la máquina una
unidad de troquelado. Existen troqueladores rotativos, más baratos, pero menos
versátiles (sólo valen para un único producto), y troqueladores planos, más
caros, pero que permiten el troquelado de cualquier formato,sin más que cambiar
el troquel. En muchas ocasiones, cuando el nivel de producción no es muy
elevado, resulta más rentable llevar a cabo el troquelado en unidades troquel
adoras independientes, que pueden recibir el trabajo de muchas máquinas de
imprimir.
Una misma máquina de huecograbado puede
tener una o varias de las configuraciones descritas, de modo que seria posible
la obtención de bobinas, hojas o formatos troquelados indistintamente.
Es posible también la incorporación de unidades laminadoras, de contracolado,
etc., sobre todo en casos en los que es necesario un funcionamiento de la
máquina sin interrupciones; en caso contrario, no resultarían rentables.
La máquina de huecograbado
Una máquina de
huecograbado consta de una serie de componentes que pueden montarse formando
diferentes combinaciones. Algunos de estas componentes pueden ser modulares, es
decir, pueden ensamblarse y desensamblarse según las necesidades del impresor.
Existen máquinas
diseñadas para un producto específico, como en el caso de periódicos y
revistas, y máquinas con carros intercambiables, que ofrecen una mayor
versatilidad, al tiempo que permiten el cambio de cilindros y limpieza de las
unidades de impresión con una pequeña interrupción en el proceso de impresión.
Estas últimas máquinas se emplean en la impresión de embalajes flexibles.
En la actualidad, prácticamente todas las máquinas de huecograbado son de
bobina. De entre los distintos componentes de que puede constar, tenemos unos
pocos presentes en todos las configuraciones:
§
Desbobinador, necesario en cualquier máquina de bobina.
§
Alimentador de banda de tensión constante a la entrada.
§
Elementos de impresión.
§
Alimentador de banda de tensión constante a la salida.
Hay, además, una serie de elementos
auxiliares, como los alineadores de banda, equipos de control automático del
registro, viscosímetros (para el control de la fluidez o viscosidad de las
tintas), visionadores de banda, etc.
A la configuración básica de una máquina de huecograbado debe añadírsele un
elemento de recogida del soporte impreso a la salida de la máquina, y es aquí
donde se dan las variaciones más sustanciales. Por ello, a la hora de
establecer una clasificación de las máquinas de huecograbado, se adopta como
criterio el sistema de salida del soporte.
Historia del huecograbado
El precedente del
huecograbado es la calcografía.
El primer impreso conocido obtenido a partir de una plancha metálica es La flagelación de Cristo, que data de 1446. Los primeros grabadores utilizaban
instrumentos para tallar los grabados.
El siguiente paso fue el desarrollo de técnicas
de grabado por ataque con ácido. Se cubría la superficie de la plancha a
grabar con un material resistente al ataque del ácido, por ejemplo, cera, y el
grabador sólo tenía que eliminar la cera de las zonas que quería grabar y a
continuación atacar la superficie con ácido. Era un procedimiento mucho más
sencillo que el de tallar con buriles de diamante la superficie metálica. El
grabado era un método incompatible con la impresión tipográfica desarrollada
por Guttenberg, por lo que los grabados debían producirse aparte y añadirse posteriormente
al libro. La Encyclopedie francesa
(1751-1765) incluía un volumen entero de grabados. El grabado fue el principal
método para
la reproducción de imágenes hasta finales del siglo XIX, en que la litografia
lo desplazó.
El moderno huecograbado parte de la máquina patentada por Thomas Bell en
1784, diseñada para imprimir sobre tejidos textiles.
La máquina llevaba todos los elementos básicos de una unidad de impresión
actual: unidad de entintado, un cilindro grabado, una rasqueta y un cilindro de
impresión. El cilindro grabado estaba constituido por un núcleo de hierro
recubierto con cobre u otro metal, sobre el que se llevaba a cabo el grabado,
que podía ser desprendido para reutilizarlo.
El siguiente avance llegó con la invención de la
fotografía y las primeras películas con tramas de semitonos y
con el desarrollo de papel de carbono (papel pigmento), posibilitaron el
grabado de los cilindros mediante métodos fotoquímicos. Esto posibilitó el
primer éxito comercial de una rotativa de huecograbado, conseguido por Karel Klic en Viena. Fue Klic el primero en
utilizar el término de rotograbado (huecograbado). Con las técnicas para
grabado de cilindros por él perfeccionadas consiguió unas excelentes
reproducciones.
En 1860, en Francia, Auguste Godchaux
patentó una máquina de bobina que se mantuvo operativa hasta 1940.
Una vez que Klic desveló sus, hasta entonces secretas, técnicas de grabado de
cilindros, el huecograbado vio acelerado su desarrollo. En 1913 The New York
Times instaló un equipo de huecograbado. Más tarde se introdujo como método de
impresión en packaging. En 1910 el alemán Emst Mertens inventó otro
procedimiento de grabado, diferente del de Klic, que dio origen al grabado
autotípico.
En 1960 se desarrollaron las primeras máquinas para el grabado electromecánico
de los cilindros. Actualmente se están desarrollando métodos de grabado directo
mediante láser.
Desventajas del huecograbado
La única desventaja significativa del
huecograbado es el elevado tiempo requerido para preparar los cilindros
grabados. No obstante, se han desarrollado equipos que automatizan gran parte
del proceso. Por ello, sólo resulta rentable el huecograbado para tiradas lo
suficientemente largas como para amortizar el costo de preparación de los
cilindros. Se estima que tiradas de menos de sesenta o
setenta mil ejemplares no resultan rentables. En muchos casos, no se
elige este método si no es para tiradas de más de un millón de ejemplares.
Las rotativas de huecograbado resultan más caras que las de flexografia, pero
más baratas que las rotativas offset que ofrecen unas prestaciones comparables.
Principales características y ventajas del huecograbado
§
Es un proceso de impresión en hueco. A
diferencia de las técnicas de tipografia o flexografia, en las que los
grafismos están en relieve, y de las técnicas litográficas (offset), en las que
tanto los grafismos como los contragrafismos se hallan al mismo nivel
superficial, en el huecograbado los grafismos se hallan hundidos en la
superficie de la forma impresora (cilindro grabado), mientras que los
contragrafismos se corresponden con las superficies salientes de la forma. La
tinta se aloja en los huecos de la forma impresora, de donde será transferida
al papel.
§
Es un proceso de impresión directa. La tinta es
transferida directamente del cilindro grabado al soporte (en offset la tinta se
transfiere previamente a una mantilla). Esto da un control más preciso del entintado y, por tanto, del color a
lo largo de una tirada.
§
Se utilizan tintas líquidas, al igual que ocurre en la
serigrafia y flexografia y a diferencia de la impresión offset, en que se
utilizan tintas grasas. Se puede utilizar una gran variedad de tintas líquidas,
aptas para muchos tipos de soportes y con tiempos de secado muy cortos.
§
El cilindro de huecograbado resiste el ataque de cualquier sustancia
química (excepto ácidos), por lo que puede emplearse tintas con cualquier disolvente base.
§
La forma impresora, a diferencia de la impresión
offset y la flexografia, es continua, sin
separación. Ello permite la impresión de imágenes continuas repetitivas, como
es el caso de los papeles de empapelar o de envolver. Esta caracteristica
también permite un mayor aprovechamiento del soporte de impresión.
§
Los cilindros grabados son intercambiables. Se pueden desmontar y montar
rápidamente. La preparación de los cilindros se lleva a cabo en un proceso
aparte.
§
Todos
los grafismos están tramados. Tanto las imágenes de tono modulado, como las imágenes de línea e,
incluso, los caracteres de texto van a estar impresas en forma de tramas de
semitonos. Esto es una consecuencia de la necesidad de descomponer en alveolos
todas las zonas de imagen.
§
La reproducción del color está determinada principalmente por el propio
proceso de grabado del cilindro. Se pueden conseguir tiradas de millones de copias sin una variación apreciable del
color entre el primer y último ejemplar. Se obtiene una excelente calidad en la reproducción de imágenes incluso en
papeles de baja calidad.
§
El proceso de impresión está en línea con el de secado. No
existen problemas de aceptación de tinta (trapping) en las tiradas a varios
colores ocasionados por el hecho de que las primeras tintas impresas no han
secado aún.
§
Requiere un control del proceso mucho menos estrecho por
parte del personal técnico. Las variables que hay que controlar durante una
tirada son mucho más reducidas que en la impresión offset. Como
consecuencia, se desperdicia menos papel en
los ajustes que en el caso de la impresión offset. La puesta a punto de una rotativa es sencilla y rápida. Se desperdicia poca tinta y el limpiado es igualmente rápido
Descripción del proceso de huecograbado
El huecograbado es un
proceso de impresión mecánicamente simple. Hay cuatro componentes básicos en una unidad de impresión: un
ciclindro grabado (la forma impresora), un depósito de tinta, una rasqueta y un
cilindro de impresión de caucho.
Además, es necesario un sistema de secado. El avance del soporte se produce por
el giro del cilindro grabado, que también dirige el giro del cilindro de
impresión. En su giro, el cilindro grabado, que está parcialmente sumergido en
un recipiente que contiene la tinta, se carga con ésta. Una rasqueta elimina la
tinta sobrante y la que queda alojada en los huecos es transferida al soporte
gracias a una combinación de la presión ejercida por el cilindro de impresión y
la acción capilar. Éste se somete a una corriente de aire caliente que
eliminará el disolvente de la tinta. La velocidad de tirada que pennite el
huecograbado es la mayor que existe para cualquier método de impresión, pero
está limitada principalmente por la velocidad de secado de la tinta sobre el
soporte.
La simplicidad del
proceso facilita la automatización y la combinación con otros procesos de
producción, tales como la laminación, corte, plegado y troquelados.
El huecograbado permite imprimir sobre una gran variedad de soportes, desde
papel no estucado de baja calidad hasta vinilo. El cilindro grabado puede
admitir mayor variedad detintas y soluciones cubrientes que cualquier otro
sistema de impresión. Así, cabe utilizar tintas tanto de base orgánica (esto
es, con disolventes orgánicos) como de base acuosa.
En la imagen destacada se representa una sola unidad de impresión. Los fabricantes
de máquinas de huecograbado ofrecen modelos con diferentes unidades de
impresión. Así, las prensas para publicación de revistas constan típicamente de
8 unidades. Las prensas para impresión de packaging pueden tener desde una
hasta diecinueve unidades.
