Höhen und Tiefen: Einblicke in die Verfahren des Hoch- und Tiefdrucks

Der Hochdruck hat zusammen mit dem Tiefdruck vermutlich die längste Tradition unter den Druckverfahren. Bereits 4000 v. Chr. nutzten die Sumerer diese Technik und bestätigten mit Rollsiegeln Verträge. Um 1040 hat der Chinese Bi Sheng bewegliche Lettern aus Ton entworfen, die auf Papier aufgedruckt werden konnten, und darauf aufbauend entwickelte 1450 Johannes Gutenberg den Buchdruck, der den Weg für die heutigen Druckverfahren ebnete. Wie genau der Hoch- und Tiefdruck heute funktioniert und welche Formen davon noch angewendet werden, lesen Sie hier.

Wie funktioniert der Hochdruck heute?

Die Lettern mit den einzelnen zu druckenden Buchstaben und Zeichen, die früher von Gutenberg und Bi Sheng genutzt wurden, bestehen heutzutage aus Zink, Kupfer, Kunststoff oder einem Photopolymer und werden Klischees genannt. In diese wird das Motiv geritzt oder geätzt, wobei die druckenden Teile erhöht stehen und die nicht druckenden Teile herausgeschnitten werden. Die Druckplatte, die sich aus den Klischees zusammensetzt, liegt auf einem Zylinder und wird im Druckprozess mit Farbe bestrichen. Anschließend wird das Bild mithilfe des Gegendrucks von einem zweiten Zylinder auf den Bedruckstoff übertragen, der zwischen den beiden Walzen hindurchläuft.

Durch den Druck, den die erhabenen Stellen auf das Papier ausüben, entsteht ein leichtes Relief auf der Rückseite der Kopie, weshalb man den Hochdruck auch Reliefdruck nennt. Heute wird der Hochdruck zwar immer noch angewendet, der klassische Buchdruck, wie Gutenberg ihn erfunden hat, wird aber eher für künstlerische Arbeiten genutzt. In Kleinbetrieben verwenden Gestalter gelegentlich dieses Druckverfahren noch, in großen Digitaldruckereien findet es aber zumeist keine Anwendung mehr.

Mehr Flexibilität im Druck: Der Flexodruck

Das gängigste Hochdruckverfahren ist der Flexodruck. Bei diesem Verfahren bestehen die Klischees aus Photopolymeren oder Gummi und sind biegsam. Der Vorteil: Die Druckform passt sich so besser an das zu bedruckende Material an, was zu einem exakteren Druckergebnis führt.  

Die Druckplatte mit den Klischees befindet sich beim Druckvorgang auf einem rotierenden Zylinder, der Druckformzylinder genannt wird, und sitzt zwischen zwei Walzen. Eine davon ist der Gegendruckzylinder, der den Bedruckstoff führt, die andere ist die Rasterwalze, welche die Farbe aus einer Wanne auf die Druckform überträgt. Durch die Rotation der drei Zylinder überträgt sich die Farbe erst auf die Druckplatte und anschließend auf das Bedruckmaterial.

Dieses Verfahren kann durch die flexiblen, anpassungsfähigen Klischees auch bei schwer bedruckbaren Materialien wie elastischen Fliesen, Kunststoff oder weicher Pappe angewendet werden. Da die Herstellung der Klischees teuer und aufwendig ist, wird dieses Druckverfahren nur für Großauflagen genutzt. Diese lassen sich mit dem Flexodruck dafür aber präzise und vor allem umweltfreundlich drucken, weil Farben auf Wasserbasis verwendet werden.

Prägende Eindrücke hinterlassen: Der Prägedruck

Da beim Hochdruck ein Relief auf der Rückseite des Papiers entsteht, eignet sich dieses Druckverfahren auch gut für Tiefprägungen zur Veredelung von Visitenkarten. Bei der dafür genutzten Blindprägung wird mithilfe eines Prägestempels unter hohem Druck eine erhabene (hochgeprägte) oder vertiefte (tiefgeprägte) Verformung erschaffen. 

Voluminöses Papier ist für die Blindprägung geeigneter als dünnes Papier, damit sich das Relief gut von der Oberfläche abheben kann. Da hierbei keine Farbe, sondern nur Druck genutzt wird, spricht man auch von einer Farblosprägung.

Ebenfalls findet das Hochdruckprinzip bei der Brailleschrift Anwendung. Beim Druck der Schriftzeichen wird das Papier von der Unterseite hochgeprägt. Für das Verfahren wird ein spezieller Brailledrucker verwendet. Der Drucker wandelt die am Computer verwendete Schwarzschrift in Brailleschrift um und überträgt sie auf den Bedruckstoff. Dafür stanzen Nadeln, auch „Hämmer“ genannt, die Zeichen mechanisch ins Papier. Aufgrund der hohen Belastung durch die Stanzung wird für das Verfahren spezielles Braillepapier genutzt, das dicker und stabiler als reguläres Papier ist. Anders als beim Sieb- und Durchdruckverfahren.

Mehr Farbe im Druck

Pro Farbe, die gedruckt werden soll, braucht es für zylindrisch angelegte Druckverfahren ein eigenes Klischee und Druckwerk, das sich aus dem Druckplattenzylinder, dem Gegendruckzylinder und dem jeweiligen Farbwerk zusammensetzt. Da weder beim Hoch- noch beim Tiefdruck nass-in-nass– also direkt Farbe auf Farbe ohne Zwischentrocknung – gedruckt werden kann, muss der Bedruckstoff nach jedem Druckvorgang getrocknet werden.

Weil die Bahnstrecken zwischen den einzelnen Druckwerken sehr kurz sind, werden zwischen den Druckwerken zusätzliche Trocknungsanlagen installiert, die mit Heißluft, Infrarotstrahlung oder UV-Licht arbeiten. Gängige Druckmaschinen haben für den Farbdruck in der Regel zwischen vier und zehn Druckwerke und man unterscheidet zwischen dem Einzylindersystem und dem Reihen- oder Kompakt-Mehrzylindersystem.

Das Einzylindersystem

Das Einzylindersystem, auch Zentralzylindersystem oder CI-Maschine („central impression drum“-Maschine) genannt, arbeitet mit einem Satellitendruckwerk. In dieser Aufstellung hat nicht jedes Druckwerk einen eigenen Gegendruckzylinder, sondern die einzelnen Farbwerke sind wie bei einem Satelliten um einen großen, zentralen Zylinder herum angeordnet. Dabei können vier bis zehn Farbwerke eingesetzt werden. Der Bedruckstoff läuft um den Druckzylinder herum und erhält pro Druckwerk, das er passiert, einen entsprechenden Farbauftrag.  

Da der Bedruckstoff bei dieser Bauweise über den gesamten Vorgang hinweg auf dem zentralen Gegendruckzylinder gehalten wird, ist eine hohe Passerhaltigkeit und Produktionsgeschwindigkeit möglich. Durch den zentralen Aufbau braucht dieses System weniger Platz als die Reihenbauweise, zugleich ist aber der Zugang zu den einzelnen Druckwerken erschwert. Ebenfalls ist aufgrund der Bauweise nur ein kurzer Weg zwischen den einzelnen Druckwerken machbar, wodurch trotz der Trocknungseinheiten keine vollständige Trocknung der einzelnen Farben möglich ist.

In Reih und Glied: Das Mehrzylindersystem

Bei der Reihenbauweise, auch Inline-Maschine genannt, werden die einzelnen Druckwerke nacheinander in eine Reihe gebaut. Dadurch kann die Maschine um eine beliebige Anzahl an Druckwerken erweitert werden. Zugleich sind sie einfach zu bedienen und gut zugänglich, da sie seitlich freistehen. Der Vorteil dieser Bauweise besteht somit in der einfachen Kombination und Erweiterung der Maschine mit weiteren Druckwerken.

Ebenso kann der Weg der Stoffbahn zwischen den einzelnen Druckwerken und den jeweiligen Trocknern je nach Bedarf und räumlicher Freiheit verlängert werden, sodass die Farbe zwischen den einzelnen Druckvorgängen vollständig trocknen kann. Der Nachteil der Bauweise besteht in einer niedrigen Passergenauigkeit, da der Bedruckstoff zwischen den einzelnen Gegendruckzylindern wechselt, und der benötigten Stellfläche für die Maschine.

Die kompakte Bauweise

Bei der Kompaktbauweise oder auch Stack-Bauweise sind die einzelnen Druckwerke übereinander in der Maschine verbaut. Der Bedruckstoff läuft um den Ständer herum und über die einzelnen Gegendruckzylinder durch die jeweiligen Druckwerke hindurch. Der Aufbau erlaubt einen einfachen Zugriff auf die Werke sowie eine flexible Bahnführung.  

Zugleich ist diese Druckweise aber weniger für dünne oder dehnbare Bedruckstoffe geeignet. Auch ermöglicht der statische Aufbau der Maschine keinen Zubau von weiteren Druckwerken, dafür aber hat die Maschine zumeist eine kürzere Rüst- und Umrüstzeit als CI-Maschinen.

Das Tiefdruckverfahren heute

Das Gegenstück zum Hochdruck ist der Tiefdruck. Hier liegen die zu druckenden Stellen vertieft auf den Druckplatten und die erhabenen Stellen sind frei von Farbe. Beim Auftragen der Farbe wird deshalb der überschüssige Teil mit einer Rakel abgezogen.

Das Druckverfahren selbst ähnelt stark dem Hochdruck: Mithilfe von drei gegeneinander rotierenden Zylindern wird nach dem Farbauftrag das Bedruckmaterial über die Druckform geführt und die Farbe übertragen. Für mehrfarbige Drucke wird beim Tiefdruck aber lediglich die Reihenbauweise verwendet.

Auflagenstarke Produktion: Der Rakeltiefdruck

Das Standardverfahren des Tiefdrucks ist der Rakeltiefdruck. Hierbei besteht die zylindrische Druckplatte aus Kupfer oder Stahl, in die das Motiv entweder eingraviert, -geätzt oder -gelasert wird. Die Platte wird beim Druck dann an einem zylindrisch aufgebauten Farbwerk vorbeigeführt, das neben der Druckwalze installiert ist. Im Anschluss wird die überschüssige Farbe mit einer Rakel abgezogen.  

Auf der anderen Seite des Druckzylinders liegt wiederum ein Zylinder, der das Bedruckmaterial einzieht. Dieses läuft zwischen den beiden Walzen hindurch und nimmt die Farbe der Druckplatte auf. Dabei handelt es sich um ein direktes Druckverfahren, da das Bedruckmaterial unmittelbar in Kontakt mit der Druckplatte kommt.

Wie auch beim Hochdruckverfahren ist die Herstellung der Druckplatten sehr zeitintensiv und teuer. Deswegen lohnt sich auch hier nur der Druck von großen Auflagen mit langer Vorlaufzeit wie beispielsweise bei Katalogen, Zeitschriften oder Folien sowie auch beim Offsetdruck. Dabei überzeugt der Tiefdruck aber durch satte Farben und eine gute Druckqualität.

Dreidimensionale Drucke mit dem Tampondruck

Mit dem Tampondruck können vor allen Dingen dreidimensionale Gegenstände und ungleichmäßige Oberflächen hochwertig bedruckt werden. Bei diesem Druckverfahren liegt die Druckplatte mit den Kunststoffklischees nicht auf einem Zylinder, sondern ist flach in die Druckermaschine eingebaut. Sie wird mit Farbe bestrichen und mit einer Rakel wird der überschüssige Farbanteil abgezogen. Über einen elastischen Tampon aus Silikonkautschuk wird die Farbe von der Druckplatte aufgenommen und in einem zweiten Schritt auf das nebenliegende Druckmedium übertragen.  

Soll der Gegenstand mehrfarbig bedruckt werden, wird für jede Farbe ein separates Klischee hergestellt und es werden mehrere Tampons nebeneinander platziert, die nacheinander den Gegenstand mit ihrer jeweiligen Farbe bedrucken. Die Tampons sind dabei verformbar und können sich an die Kontur des zu bedruckenden Körpers anpassen. Nach dem Druck werden die Tampons gesäubert und wiederverwendet.

Da das Bedruckmaterial bei diesem Verfahren nicht direkt mit der Druckplatte in Kontakt kommt, handelt es sich hier um ein indirektes Druckverfahren. Es ist gerade im Bereich der Werbemittelbranche mit das wichtigste Druckverfahren, da sich Kunststoffkörper, Spritzen, Spielzeuge, CDs und Geschirr einfach bedrucken lassen. Auch Dekorationen, Spielsachen und technische Geräte können damit gut gekennzeichnet werden.

Fazit

Seit über 6000 Jahren haben sich der Hoch- und Tiefdruck etabliert und weiterentwickelt und heute sind der Flexodruck und der Tampondruck aus der Druckbranche nicht mehr wegzudenken, ebenso wie das Thermodruckverfahren. Auch wenn ihr Verfahren aufwendiger ist als das des Digitaldrucks, haben sie dennoch den Vorteil, dass sie sich an beinahe jeden Bedruckstoff anpassen und gerade große Auflagen schnell und kostengünstig produziert werden können. Vielleicht werden die beiden Verfahren bald sogar ebenfalls wie der Offsetdruck mit dem Digitaldruck verbunden, damit die verschiedenen Technologien mit ihren jeweiligen Vorteilen besser genutzt werden können.