Laserinduzierte Funktionalisierungs- und Gravurmöglichkeiten von Flexodruckformen auf Elastomerbasis zur Steuerung des Fließ- und Übertragungsverhaltens

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Stefan Kaierle
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik ; Beschichtungs- und Oberflächentechnik
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 536009453

In diesem Projekt soll eine Grundlage für eine Technologiebewertung von fortschrittlichen gepulsten Laserstrahlquellen im Produktionsprozess von Flexodruckformen auf Elastomerbasis gemeinsam mit dem Industriepartner ContiTech Elastomer-Beschichtungen GmbH geschaffen werden. Kern dabei soll die Funktionalisierung von Flexodruckformen durch laserinduzierte Mikrostrukturen sein, die das Fließ- und Übertragungsverhalten optimieren und somit das Druckergebnis im Zeitungs-, Etiketten- oder Verpackungsdruck (ZEV) verbessern sollen. Aufbauend auf den Ergebnissen aus dem Vorgängerprojekt sollen umfangreiche Tests sowohl auf kleinen Tischdruckmaschinen als auch auf industriellen Großformatdruckmaschinen durchgeführt werden. Auf Grundlage dessen soll die Technologie der funktionalen Flexodruckformen auf Elastomerbasis technologisch bewertet werden. Die Funktionalisierung soll durch den Einsatz von (ultrakurz)gepulsten Laserstrahlquellen erfolgen. Da zurzeit in der Herstellung von Flexodruckformen auf Elastomerbasis bereits CO2-Laser, Diodenlaser oder Hochleistungs-Faserlaser zur Gravur eingesetzt werden (die nicht für Mikrostrukturprozesse geeignet sind), soll ebenfalls überprüft werden, ob der Gravurprozess von den gepulsten Laserstrahlquellen bei vergleichbaren Prozesszeiten und ohne Qualitätseinbußen übernommen werden kann. Somit könnte der bisher verwendete Hochleistungs-CW-Laser durch ein gepulstes System substituiert werden. Abschließend soll eine wirtschaftliche Betrachtung durchgeführt werden, die neben dem technologischen Mehrwert auch Aspekt wie Prozesszeiten, Anlagenzeiten, Standzeiten der Druckform, Kosten für Umbauten der bisherigen Anlagen, als auch umwelttechnische Aspekte etc. berücksichtigt. Da im industriellen ZEV-Druck Druckformen im qm Bereich eingesetzt werden, soll ein weiterer Schwerpunkt auf der Bearbeitungsstrategie und der Prozessskalierung liegen, um die Mikrostrukturen auf große Flächen einzubringen. Dies soll beispielsweise durch Multispotbearbeitung und sehr schnelle Strahlablenkungssysteme realisiert werden. Zusätzlich gilt es zu überprüfen, ob die hergestellten Mikrostrukturen auch mechanisch stabil sind bzw. Auswirkungen auf die Standzeiten der Flexodruckformen haben. Des Weiteren soll das Prozessverständnis im Flexodruck erweitert werden, insbesondere im Hinblick auf die Faktoren Mikrostrukturen, Benetzungsverhalten, Oberflächentopografie und -energien. Es wird erwartet, dass aus den Druckergebnissen und den Untersuchungen zur Farbspaltung sich zusätzliche Schlüsse über die optimalen Mikrostrukturgeometrien ziehen lassen. Da die optimale Mikrostrukturgeometrie vermutlich auch von den verwendeten Farbsystemen respektive den Druckform- und dem Substratmaterialen abhängt, ist der Aufbau des Prozessverständnis ebenfalls ein wichtiger Bestandteil des Projekts.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen (Transferprojekt)
• Anwendungspartner: ContiTech Elastomer-Beschichtungen GmbH