Фотогравировка — это процесс, в котором используется светочувствительный фоторезист , наносимый на гравируемую поверхность для создания маски, защищающей некоторые области во время последующей операции, которая протравливает, растворяет или иным образом удаляет часть или весь материал с неэкранированных участков гравировки. субстрат. Обычно наносится на металл, но также может использоваться на стекле, пластике и других материалах.
Выбирается фоторезист, устойчивый к конкретной кислоте или другому травильному составу, который будет использоваться. Это может быть жидкость, наносимая кистью, распылением, заливкой или другими способами, а затем оставляемая для застывания, или она может быть в виде листов и наноситься путем ламинирования. Затем он подвергается воздействию света — обычно сильного ультрафиолетового (УФ) света — через фотографическое , механически напечатанное или созданное вручную изображение или узор на прозрачной пленке. В качестве альтернативы можно использовать линзу для проецирования изображения непосредственно на нее. Обычно фоторезист затвердевает там, где он подвергается достаточному воздействию света, но некоторые фоторезисты изначально твердые, а затем размягчаются под воздействием света. Растворитель используется для промывки мягких частей, обнажая основной материал, который затем окунается или распыляется кислотой или другим травителем. Оставшийся фоторезист обычно удаляют после завершения операции.
В полиграфии фотогравировка используется для изготовления печатных форм для различных печатных процессов, воспроизводящих самые разнообразные графические изображения, такие как надписи, штриховые рисунки и фотографии. Фотогравюра и трафаретная печать являются примерами такого процесса.
Та же процедура используется для изготовления печатных плат , штампов для тиснения фольгой и штампов для тиснения . Из него также изготавливают именные таблички , памятные доски и другие декоративные гравюры. Его можно использовать для изготовления плоских пружин, рычагов, шестерен и других практических компонентов, которые в противном случае были бы изготовлены из листового металла путем резки, сверления, лобзика или штамповки. Возможна очень высокая степень точности. В этих приложениях ее правильно называют фотохимической обработкой , но иногда используются термины фотохимическое фрезерование, химическое фрезерование и фототравление. Похожий процесс, называемый фотолитографией, используется для изготовления интегральных схем .
Один из методов фотогравировки создает неглубокую впадину в металле . Используется для форм глубокой печати или в декоративных целях. Этот же метод используется и для печатных плат . Гравировка обычно выполняется на меди или латуни . Этот процесс можно проводить на открытых лотках, но он будет гораздо более эффективным, если травитель (часто хлорид железа ) распыляется на металл. Когда в качестве травителя используется хлорид железа , в травильном оборудовании нельзя использовать никакие металлические детали, кроме титана . Декоративная гравировка часто заполняется распылением краски с последующей шлифовкой, чтобы удалить краску с выступающих частей гравюры.
Другой метод дает глубокую гравировку со скошенными плечами. В этом методе металл (обычно цинк или магний ) держат лицевой стороной вниз и на него разбрызгивают смесь азотной кислоты и мылоподобного масла. Когда кислота протравливает поверхность, масло прилипает к краям открытой области. Это постепенно уменьшает площадь травления, в результате чего край становится наклонным; единственная точка превратится в конусообразный холмик, выступающий из протравленной области. Этот метод используется для печатных форм (плечик поддерживает печатную поверхность), штампов для тиснения фольгой и штампов для тиснения. Декоративные гравюры, выполненные этим методом, могут пройти второй процесс для создания декоративного фона. Приподнятые части и их плечи окрашены устойчивым к травлению материалом, а на глубокие части гравюры нанесен рисунок из устойчивого к травлению материала. Резистом для фона может быть другая фотогравюра или может быть нанесено случайное напыление. Гравировка снова протравливается на короткое время, чтобы на заднем плане появился рельефный узор. Декоративные гравюры этого типа также можно покрасить распылением и отшлифовать, как в предыдущем методе.
В традиционной практике типографии используется специальная камера очень большого формата для изображения исходного материала либо непосредственно на светочувствительном покрытии, либо на листе фотопленки , которая затем проявляется и контактно печатается на пластине с покрытием. В крупномасштабной коммерческой печати компьютерные оптоэлектронные эквиваленты начали заменять эти методы в 1970-х годах. В случае линейных разрезов (сплошная черно-белая графика без градаций серого или цвета) фотогравировка выполняется на цинке, и результат называется травлением цинка. В случае полутоновой резки работа выполняется на меди. Эффект полутонов достигается путем фотографирования объекта через проволочный или стеклянный экран, который разбивает изображение на узор из точек, размеры которых соответствуют локальной яркости изображения; точки большего размера создают более темные области, точки меньшего размера — светлые участки. Чем тоньше экран, тем более мелкие детали возможны в печатном изделии. Полутона, полученные на экране с разрешением 65 линий на дюйм, считаются грубыми. Те, у кого 150 строк на дюйм, считаются нормальными.
Первый процесс фотогравировки был разработан в 1820-х годах Нисефором Ньепсом , который использовал фоторезист для изготовления одноразовой фотографии, сделанной камерой, а не печатной формы . Его обычными объектами испытаний были бумажные отпечатки обычных гравюр, а экспозиция осуществлялась при контакте под прямыми солнечными лучами, а не при помощи камеры. Для печатной формы были опробованы несколько металлов, а также стекло и литографский камень . Его первый успех пришел в 1822 году. [1] Самый ранний из известных сохранившихся примеров бумажного отпечатка, сделанного с одной из его фотогравированных пластин, датируется 1825 годом и воспроизводит гравюру 17-го века. [2]
Ньепс использовал битум Иудеи в качестве фоторезиста. Первоначально растворимый в различных спиртах и маслах, тонкий слой битума затвердевает (полимеризуется) под воздействием света. Неэкспонированные части затем можно промыть растворителем, обнажая основной материал, который затем можно протравить на желаемую глубину. [1] Процесс Ньепса бездействовал в течение многих лет, но был возрожден в 1850-х годах, а битум широко использовался в качестве фоторезиста вплоть до 20-го века. [ нужна цитация ] Требовалось очень длительное воздействие яркого света, но битум имел то преимущество, что он был превосходно устойчив к сильным кислотам. [1]
Использование фотогравюры для полутонового процесса, который можно было использовать для печати фотографических изображений в оттенках серого, восходит к появлению в 1839 году дагерротипии , первого практического фотографического процесса. Дагерротипическое изображение представляло собой микроскопически мелкую зернистую структуру на поверхности посеребренного медного листа, отполированного до зеркального блеска. Вскоре были разработаны методы дифференцированного травления зерен изображения и фона, чтобы дагерротип можно было использовать в качестве печатной формы. В некоторых случаях были получены очень приятные результаты, но требовались исключительные навыки и внимательность, а очень тонкая структура изображения ограничивала срок службы каждой пластины в лучшем случае несколькими сотнями отпечатков.
Генри Фоксу Талботу обычно приписывают первый работоспособный процесс преобразования изображения в оттенках серого в меняющуюся структуру абсолютно черно-белого изображения, в результате чего была получена достаточно прочная печатная форма. Как и в случае с другими ранними полутоновыми процессами, пластину нельзя было комбинировать с обычным шрифтом, поэтому для включения в книгу или периодическое издание каждое изображение нужно было распечатать отдельно и либо прошить, либо заклеить клеем.
Фредерику Э. Айвзу обычно приписывают первый коммерчески успешный процесс, который был совместим с обычной высокой печатью, так что полутоновые блоки можно было печатать вместе с блоками текста в книгах, периодических изданиях и газетах. Его метод получил широкое распространение в 1890-х годах, в значительной степени заменив гравированные вручную деревянные и металлические блоки, которые ранее служили для иллюстраций.
Как и во многих других областях изобретательства, существуют противоречивые претензии на приоритет, случаи одновременного изобретения и различные нюансы определений терминологии, что позволяет разобраться в достоинствах «первых» претензий, сделанных от имени многих изобретателей в области изобретательства. Воспроизведение полутонов, нередко искаженное националистическими настроениями, может быть очень проблематичным.