Aus den Unternehmen

Drucktechnik garniert mit Intelligenz

Federico d’Annunzio demonstriert die Platzierung von Miniatur-Kameras in der Druckmaschine, die in Zukunft weitere intelligente Funktionen ermöglichen sollen. Foto 6: Die Software von Wonderware ermöglicht die

Donnerstag 20. September 2007 - Im Vorfeld der Labelexpo informiert Gidue seine weltweite Vertriebsorganisation über technische Neuentwicklungen

Gut zwei Monate vor dem Start der diesjährigen Labelexpo hatte der italienische Druckmaschinenhersteller Gidue S.p.A. seine komplette weltweite Vertriebsorganisation in Turate/I versammelt, um über die technischen Neuentwicklungen zu informieren, die in Brüssel präsentiert werden sollen. Neben Vertretungen wie der Chromos AG – das Schweizer Handels- und Dienstleistungsunternehmen vertritt Gidue im deutschsprachigen Markt – waren auch ausgewählte Journalisten eingeladen, die sich vorab ein Bild von den Neuheiten machen konnten.

Am Messestand von Gidue erwarten den Besucher als technische Highlights drei Drucklinien unterschiedlicher Ausprägung. Mit der Präsentation einer Offsetrotation und einer UV-Flexodruckmaschine für die Bedruckung von Verpackungsfolien liegt das Unternehmen außerdem auf der Linie zweier aktueller Markttrends in der Schmalbahnindustrie. Über Einzelheiten zur Ausstattung der vorgestellten Druckmaschinen informierte Marketingleiterin Raffaella Comunetti. Bei den drei live demonstrierten Modellen handelt es sich um:
– eine Achtfarben-UV-Flexodruckmaschine ‚Intelligent’ (Combat) mit einer Bahnbreite von 430 mm, auf der in Brüssel Etiketten und Sleeves auf Folienbasis für Kosmetik-Anwendungen produziert werden,
– eine Sechsfarben-UV-Flexodruckmaschine ‚Athena’ mit einer Bahnbreite von 530 mm, die flexible Folienverpackungen für den Bereich Lebensmittel und Getränke fertigen wird, und
– eine 18 Meter lange Hybrid-Offsetdruckmaschine ‚Xpannd’ in 370 mm Bahnbreite, die mit einer Konfiguration aus sechs Offsetdruckwerken, drei Flexodruckeinheiten, zwei Werken für die Folienheißprägung, einer Flachprägeeinheit und einem Siebdruckwerk demonstriert wird. Sie wird selbstklebende Kosmetik- und Wein-Etiketten drucken.

Als verbindendes Element der dabei präsentierten Entwicklungen fungiert das Bemühen um mehr Automatisierung, die Gidue-Geschäftsführer Federico d’Annunzio mit dem Begriff ‚Intelligence’ umschreibt. Das Bemühen, die Maschinensysteme mit technischer Intelligenz auszustatten, dokumentiert das Unternehmen auch in der Anpassung der Maschinenbezeichnung. So wird das Modell aus der bekannten Combat-Baureihe in Brüssel als Intelligent Combat vorgeführt. Die ‚Intelligence’-Merkmale sind aber auch für andere Maschinen, z.B. aus der Athena-Serie verfügbar. Die Merkmale beziehen sich vor allem auf drei Bereiche:
– erstens: ‚Intelligent Register’ mit einer automatischen Voreinstellung des Registers und und der automatischen Regelung während des Fortdrucks,
– zweitens ‚Intelligent Printing’ für die automatische Einstellung von Beistelldruck und Farbgebung, und
– drittens ‚Intelligent Web’ mit der automatischen Regelung von Temperierung und Bahnspannung.

Konfliktfreier Bahntransport
Als Beispiel für intelligente Maschinentechnik erläuterte Federico d’Annunzio die Situation im Bereich der Bahnführung. Das Ziel muss nach seiner Ansicht sein, die Bedruckstoffbahn möglichst ohne große Schwankungen in der Bahnspannung durch die gesamte Maschine zu transportieren. Eine wichtige Rolle spielt für die Bahnführung beispielsweise, ob angetriebene oder nicht angetriebene Kühlzylinder zum Einsatz kommen. Für Federico d’Annunzio haben beide Systeme Vor- und Nachteile.

Kühlzylinder mit Wasserkühlung werden bei vielen Druckmaschinen eingesetzt, um den Temperatureinfluss der UV-Härtung auf das Substrat zu minimieren. Die meisten Maschinenhersteller platzieren die Kühlzylinder direkt gegenüber dem UV-Aggregat, so dass die eingebrachte Wärme sofort wieder abgeführt wird. Wird ein Kühlzylinder über einen Servomotor angetrieben, so wird das Substrat zu einer vorgegebenen Bewegung „gezwungen“, d.h. die Bahn wird in der Regel mit einer aktiven Kraft gezogen, die auf das Substrat einwirkt. Bei der nicht angetriebenen Variante sorgt die Bewegung der Bahn dafür, dass die mit Wasser gefüllte Kühlwalze mitgeführt wird. Dadurch ist die Bahn nicht exakt unter Kontrolle, da sie die Walze antreiben muss. Vor allem instabile Substrate, z.B. dünne Monofolien, tendieren in diesem Fall dazu, sich zu dehnen. Somit ist ihr Verhalten innerhalb der Druckmaschine mehr oder weniger unkontrolliert. Das tritt insbesondere bei Geschwindigkeitsänderungen spürbar in Erscheinung und hat einen negativen Einfluss auf die Registerhaltigkeit. In dieser Hinsicht ist die Variante der angetriebenen Kühlwalze von Vorteil.

Eine angetriebene Kühlwalze hat aber auch Nachteile, so Federico d’Annunzio. Weil sich vor jeder Kühlwalze ein Druckwerk befindet, in dem durch Platten- und Gegendruckzylinder eine Bahnzugwirkung erzeugt wird, kann es zu Konflikten hinsichtlich Bahnspannung kommen, wenn die angetriebene Kühlwalze nicht exakt synchron läuft. Diesem Konflikt gehen viele Maschinenhersteller aus dem Weg, indem sie sich für Kühlwalzen ohne eigenen Antrieb entscheiden. Auch Gidue setzt diese Variante für einige Modelle ein. Sie stellt speziell dann eine gute Lösung dar, wenn überwiegend Substrate mit geringer Dehnfähigkeit verarbeitet werden.

Bahnführung und Temperierung gleichzeitig beherrschen
Gilt es allerdings sehr dünne Folien aus PE oder PP zu bedrucken, dann ist die Lösung mit angetriebenem Kühlzylinder die eindeutig bessere Alternative, so Federico d’Annunzio. Er weist gleichzeitig aber auch darauf hin, dass diese Systeme eine besondere Herausforderung bilden. Schließlich ist dabei sicherzustellen, dass der Kühlzylinder sowohl absolut synchron angetrieben wird als auch die Temperierung innerhalb enger Toleranzen erfolgt. Würden Temperaturunterschiede von einer Bahnseite zur anderen auftreten, wären Probleme bei der Bahnführung und der Registergenauigkeit die Folge. Eine Abweichung von einem Grad Celsius ist hierbei ausreichend, um sichtbare Registerfehler auszulösen.

Eine Druckmaschine wie die Athena, die Gidue für die Bedruckung von flexiblen Folien konzipiert hat, muss deshalb besonders hohen Anforderungen an den Bahntransport gerecht werden. Eine exakte Temperierung und präzise Bahnspannung gleichzeitig zu gewährleisten, erfordert eine komplexere Steuerung von Kühlung und Servo-Antrieb. Sie ist aufgrund des höheren technischen Aufwands logischerweise auch teurer in der Anschaffung. Vom Maschinenhersteller verlangt es zudem entsprechendes Know-how, um solche Konzepte zu entwickeln. Schließlich müssen Schmalbahndruckmaschinen, die sich im Verpackungsdruck behaupten sollen, hinsichtlich Registergenauigkeit die gleichen Ergebnisse gewährleisten wie Zentralzylindermaschinen.

Diese technischen Möglichkeiten meint Federico d’Annunzio, wenn er davon spricht, dass Gidue seine Maschinen immer intelligenter gestalten will. Es geht darum, möglichst viele Funktionen zu automatisieren, um den Bediener von diesen Aufgaben zu entlasten. Aus der Automatisierung ergibt sich ein weiterer Vorteil: Die dazu eingesetzte Technik nutzt digitale Systeme, die prinzipiell mit objektiven Werten arbeiten. Somit wird eine genauer reproduzierbare Qualität ermöglicht.

Registersteuerung
In einem zweiten Exkurs zum Thema intelligente Systeme ging Federico d’Annunzio auf die Registerregelung ein. Auch hier verglich er die verfügbaren Alternativen. Für die Version, die er als ‚Mark-to-Cylinder’-Methode (MtC) bezeichnete, wird eine Registermarke auf die Bahn gedruckt, die von einem Sensor erfasst wird. Mit ihrer Hilfe positioniert der Bediener die Zylinder der einzelnen Farbwerke ins Register. Dieses System ist einfach und zumeist auch preisgünstig. Allerdings ist die Passergenauigkeit auch vom guten Auge des Bedieners abhängig.

Von der manuellen Bedienung unabhängig ist das ‚Mark-to-Mark’-System (MtM). Bei diesem Verfahren wird für jede Farbe eine eigene Marke – ein Mikropunkt genügt – gedruckt, die von der Registersteuerung automatisch erfasst wird. Das System ist technisch eindeutig überlegen, weil es alle Marken selbsttätig erkennt. Die Maschinensteuerung korrigiert danach die einzelnen Zylinder, bis alle Farben im Register sind. Aufgrund der erforderlichen Komponenten wie Fotosensoren, Software etc. sind MtM-Installationen jedoch deutlich teurer als MtC-Systeme.

Schnelle Registerregelung spart Makulatur
Ein wichtiges Qualitätskriterium bei Systemen zur Registerregelung ist die Zeitspanne, bis alle Farben im Register sind. Schnelle Systeme bieten den Vorteil, vergleichsweise wenig Makulatur zu verursachen – im Etikettendruck ein wesentlicher Aspekt, weil häufig sehr kostenintensive Substrate verarbeitet werden. Aus diesem Grund hat Gidue mit ‚Intelligent Register’ das System so optimiert, dass nach Angaben von Federico d’Annunzio bereits nach 10 bis 15 Bahnmetern das geforderte Register erreicht ist. Er wies außerdem auf eine weitere Neuentwicklung mit der Bezeichnung ‚Intelligent Camera’ hin. Sie ermöglicht eine kostengünstige Registerregelung, die ebenfalls ohne manuelle Eingriffe auskommt. Dadurch kann sich das Personal vermehrt Tätigkeiten widmen, die zur Steigerung der Produktivität beitragen.

Das Kamerasystem eröffnet daneben noch weitere Einsatzmöglichkeiten. So wird Gidue in Zukunft auch ein System anbieten können, das den Beistelldruck des Plattenzylinders automatisch regelt. Das Unternehmen will diese Entwicklung im kommenden Jahr zur Drupa 2008 präsentieren.

Intelligenz auch im Umfeld der Druckmaschine
Für die Einbindung der ‚Intelligent’-Druckmaschinen in den Workflow bzw. Management-Informationssysteme (MIS) von Druckereien nutzt Gidue Software-Lösungen der Firma Wonderware. Das Unternehmen ist ein Geschäftsbereich von Invensys und bietet industrielle Automatisierungs- und Informations-Software. Gidue arbeitet mit der Software InTouch HMI Interface, die für die Visualisierung und Steuerung industrieller Prozesse entwickelt wurde. Sie bietet eine bedienerfreundliche Entwicklungsumgebung und einen vielfältigen Funktionsumfang für ein schnelles Erstellen, Testen und Betreiben leistungsstarker Automationsanwendungen zur Darstellung von Echtzeitinformationen.

InTouch HMI bildet eine offene und erweiterbare Bedienerschnittstelle für hohe Flexibilität bei der Konzeption individueller Anwendungen und bei der Anbindung einer breiten Palette von Geräten. Wonderware betreut Kunden in praktisch allen Industriezweigen und hat weltweit über 400 000 Software-Lizenzen für mehr als 100 000 Produktionsstätten verkauft. Das Unternehmen verfügt über ein weltweites Netzwerk, so dass Gidue-Anwender die Möglichkeit haben, sich von Wonderware jeweils vor Ort kundenspezifische Lösungen erstellen zu lassen. Die Software ist grundsätzlich so ausgelegt, dass sie schnell und einfach individualisierbar ist.

Offset für den Schmalbahnbereich
Neben den bekannten Flexodruckmaschinen aus dem Gidue-Produktangebot wird der italienische Maschinenhersteller mit dem Modell Xpannd in Brüssel auch eine umfangreich ausgestattete Offsetrotation präsentieren. In Turate erklärte Federico d’Annunzio die Beweggründe, warum das Unternehmen die Offset-Technologie ins Programm aufgenommen hat. Ein wesentlicher Vorteil liegt in der jahrelangen Entwicklung des Offsetverfahrens, das inzwischen eine ausgereifte Technologie darstellt. Weiterhin ist ein Pluspunkt, dass der Offsetdruck in den digitalen Workflow optimal eingebunden ist. Die von Designern entworfenen Motive sind gewöhnlich offsetorientiert. Layoutdaten von Agenturen müssen deshalb nicht – wie beim Flexodruck häufig der Fall – mit hohem Aufwand nachbearbeitet werden.

Offset ist ein Verfahren mit einem hohen Standardisierungsgrad, der auch im globalen Rahmen anerkannt ist. Im Gegensatz zu diesem breiten industriellen Standard hat der Flexodruck lediglich einzelne Segment- oder Unternehmensstandards. In Sachen Druckqualität lassen sich nach Einschätzung von Federico d’Annunzio im UV-Flexodruck zwar vergleichbare Resultate wie im Offsetdruck erzielen; im Offsetdruck seien die Ergebnisse aber erheblich berechenbarer.

Im Bereich der Wirtschaftlichkeit sieht Federico d’Annunzio ebenfalls Vorteile für den Offsetdruck. Vor allem die Plattenkosten seien deutlich niedriger. Die Kosten für Flexodruckplatten können im Vergleich dazu abhängig von eingesetzter Druckplatten-Technologie (analog oder digital), Region und Markt um das Fünf- bis Zehnfache höher liegen (siehe Abbildung 4). Höhere Kosten sind speziell auch dann zu verbuchen, wenn im Flexodruck anspruchsvollere Druckmotive zu realisieren sind. In dieser Hinsicht sind bei den Kosten für Offsetdruckplatten keine großen Schwankungen zu verzeichnen. Außerdem lassen sich Offsetplatten problemlos inhouse in kurzer Zeit herstellen.

Für Anwender ist die Möglichkeit, Offsetdruck im Angebot zu haben, ein starkes Verkaufsargument. Weil das Offsetverfahren bislang noch eine relativ geringe Verbreitung im Schmalbahnmarkt aufweist, können Druckereien, die über Kapazitäten im Offsetdruck verfügen, eine gewisse Exklusivität gegenüber ihren Kunden anführen. Dabei kann ein Unternehmen diese Exklusivität umso effektiver einsetzen, je früher es in Offsettechnik investiert.

Neue Module für Siebdruck und Prägung
Speziell für die Xpannd-Baureihe hat Gidue auch Aggregate für zusätzliche Druck- und Veredelungsmöglichkeiten entwickelt. In Brüssel wird beispielsweise ein neues, zahnradloses Folienheißprägewerk demonstriert, das sowohl mit gravierten Prägezylindern als auch mit Prägeplatten bestückt werden kann. Es verfügt zudem über ein Kamerasystem für die Pre-Register-Funktion und eine automatische Registersteuerung in Quer- und Längsrichtung. Während der Labelexpo gezeigt wird auch eine Siebdruckeinheit für die Xpannd, die mit Hilfe eines Schienensystems über den Druckwerken je nach Bedarf frei positionierbar ist.

Antwort auf Trends im Verpackungsmarkt
Im Verpackungsmarkt beobachtet Gidue vor allem zwei Tendenzen, die zu veränderten Anforderungen an Druckmaschinen für dieses Segment führen. Das sind neben den schnell an Bedeutung zunehmenden Umwelteinflüssen – sowohl auf globaler wie auch lokaler Ebene – vor allem sinkende Auflagengrößen. Auf diese Entwicklungen hat Gidue mit seinem Maschinenkonzept der Athena eine Antwort. Wesentliche Merkmale dieser Baureihe, die zur Labelexpo 2005 erstmals vorgestellt wurde, sind die hohe Druckgeschwindigkeit und Druckqualität. Während Gidue bei seinen Maschinen im Bereich der schmalen Bahnbreiten den Einsatz von herkömmlichen Druckzylindern favorisiert, setzt das Unternehmen bei der Athena auf Sleeve-Technologie. Dieses Modell ist in Bahnbreiten von 530 mm bis 730 mm erhältlich. Bei solchen Maschinen ermöglichen Sleeves ein leichteres Handling für den Bediener und einen schnellerer Jobwechsel.

Als Antwort auf die ökologischen Herausforderungen zeigt Gidue in Brüssel eine Athena, die mit einem neuen System zur inertisierten UV-Härtung ausgestattet ist. Das System mit der Bezeichnung UV-Time ist gegenwärtig bei zwei europäischen Anwendern in der Beta-Testphase. Mit Hilfe der modernen UV-Technologie mit Stickstoff-Inertisierung, die gänzlich lösemittelfrei ist und eine Härtung unter sauerstoffarmer Umgebung ermöglicht, hofft Gidue die Akzeptanz des UV-Flexodrucks auch im Lebensmittelbereich zu verbessern. Die Technologie verhindert die Reaktion zwischen Fotoinitiatoren und Sauerstoff, was zum einen die Bildung freier Radikale unterdrückt, den Migrationslevel senkt und gleichzeitig eine bessere Vernetzung der Druckfarben ermöglicht. Obendrein lässt sich auch der Anteil teurer Fotoinitiatoren in den Farben senken. Es wird interessant sein zu beobachten, wie die Branche in Brüssel auf die innovativen Möglichkeiten reagieren wird.