Фотогравировка — это процесс, в котором светочувствительный фоторезист наносится на гравируемую поверхность, чтобы создать маску, которая защищает некоторые области во время последующей операции, которая вытравливает, растворяет или иным образом удаляет часть или весь материал с незащищенных областей подложки. Обычно применяется к металлу, но может также 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 форме листа и наноситься путем ламинирования. Затем она подвергается воздействию света — обычно сильного ультрафиолетового (УФ) света — через фотографическое , механически напечатанное или вручную созданное изображение или узор на прозрачной пленке. В качестве альтернативы можно использовать линзу для проецирования изображения непосредственно на нее. Обычно фоторезист затвердевает, когда он получает достаточное воздействие света, но некоторые фоторезисты изначально твердые, а затем размягчаются под воздействием. Растворитель используется для смывания мягких частей, обнажая лежащий под ним материал, который затем погружается в кислоту или другой травитель или распыляется с ними. Оставшийся фоторезист обычно удаляется после завершения операции.
В полиграфии фотогравюра используется для изготовления печатных форм для различных процессов печати, воспроизводящих широкий спектр графики, такой как надписи, линейные 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 . Он также используется для изготовления табличек , памятных досок и других декоративных гравюр. Его можно использовать для изготовления плоских пружин, рычагов, шестеренок и других практичных компонентов, которые в противном случае были бы изготовлены из листового металла путем резки, сверления, выпиливания лобзиком или штамповки. Возможна очень высокая степень точности. В этих приложениях это правильно называется 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 неглубокое углубление в металле . Это используется для печатных форм для глубокой печати или в декоративных целях. Это также тот же метод, который используется для печатных плат . Гравировка обычно выполняется на меди или латуни . Процесс может быть выполнен в открытых лотках, но он гораздо эффективнее, 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, а затем шлифованием для удаления краски с выступающих частей гравировки.
Другой метод создает глубокую гравировку с наклонными плечами. В этом методе металл (обычно цинк или магний ) удерживается лицевой стороной вниз, и на него разбрызгивается смесь азотной кислоты и мыльного масла. По мере того, как кислота протравливает поверхность, масло прилипает к краям открытой области. Это постепенно уменьшает площадь травления, в результате чего получается наклонный край; одна точка в конечном итоге будет представлять собой конусообразный холмик, выступающий из протравленной области. Этот метод используется для печатных форм (плечо поддерживает печатную поверхность), штампов для тиснения фольгой и штампов для тиснения. Декоративные гравюры, сделанные этим методом, могут проходить второй процесс для создания декоративного фона. Выступающие части и их плечи окрашиваются материалом, стойким к травлению, а на глубокие части гравюры наносится рисунок из материала, стойкого к травлению. Резист для фона может быть другой фотогравюрой или может быть случайно разбрызган. Гравюра снова протравливается на короткое время, чтобы создать рельефный рисунок на заднем плане. Декоративные гравюры этого типа также могут быть окрашены распылением и отшлифованы, как в предыдущем методе.
В традиционной практике типографии специальная сверхширокоформатная камера используется для изображения исходного материала либо непосредственно на светочувствительное покрытие, либо на лист фотопленки , который затем проявляется и контактным способом печатается на покрытой пластине. В крупномасштабной коммерческой печати в 1970-х годах эти методы начали заменять компьютерные оптоэлектронные эквиваленты. В случае линейной резки (графика в сплошных черных и белых тонах 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 с размерами, соответствующими локальной яркости изображения; более крупные точки создают более темные области, более мелкие точки — светлые участки. Чем тоньше экран, тем мельче возможная детализация в печатном изделии. Полутона, сделанные с помощью экрана, имеющего 65 линий на дюйм, считаются грубыми. Те, у которых 150 строк на дюйм, считаются приемлемыми.
Первый [ нужна цитата ] процесс фотогравировки был разработан в 1820-х годах Нисефором Ньепсом , который использовал фоторезист для изготовления одноразовой фотографии с камеры, а не печатной формы. Его обычными объектами испытаний были бумажные отпечатки обычных гравюр, а экспонирование производилось путем контакта под прямыми солнечными лучами, а не с помощью камеры. Для печатной формы были опробованы несколько металлов, а также стекло и литографский камень . Его первый успех пришел в 1822 году. [1] Самый ранний известный сохранившийся пример 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) там, где он подвергается воздействию света. Затем неэкспонированные части можно смыть растворителем, обнажив лежащий под ними материал, который затем можно протравить на нужную глубину. [1] Процесс Ньепса оставался бездействующим в течение многих лет, но он был возрожден в 1850-х годах, и битум широко использовался в качестве фоторезиста далеко в 20 веке. [ необходима цитата ] Требовались очень длительные экспозиции при ярком свете, 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 полутоновых фотографических изображений, восходит к появлению в 1839 году дагерротипа , первого практического фотографического процесса. Дагерротипное изображение состояло из микроскопически мелкозернистой структуры на поверхности посеребренного медного листа, отполированного до зеркального блеска. Вскоре были разработаны методы дифференциального травления зерен изображения и грунта, чтобы дагерротип можно было использовать в качестве печатной формы. В некоторых случаях были получены очень приятные результаты, но требовались исключительные навыки и осторожность, а очень тонкая структура изображения ограничивала срок службы каждой формы в лучшем случае несколькими сотнями отпечатков.
Генри Фоксу Тальботу обычно приписывают первый работоспособный процесс преобразования изображения в оттенках серого в переменную структуру резкого черного и белого, что привело к получению достаточно прочной печатной формы. Как и в других ранних полутоновых процессах, форма не могла быть объединена с обычным шрифтом, поэтому для включения в книгу или периодическое издание каждое изображение приходилось печатать отдельно и либо переплетать, либо приклеивать клеем.
Фредерику Э. Айвзу обычно приписывают первый коммерчески успешный процесс, который был совместим с обычной высокой печатью, так что полутоновые блоки могли печататься вместе с блоками текста в книгах, периодических изданиях и газетах. Его процесс получил широкое распространение в 1890-х годах, в значительной степени заменив гравированные вручную деревянные и металлические блоки, которые ранее служили для предоставления иллюстраций.
Как и во многих других областях изобретательства, существуют противоречивые притязания на приоритет, случаи одновременного изобретения и различные нюансы в определениях терминологии, поэтому выяснение достоинств «первых» притязаний, выдвинутых от имени многочисленных изобретателей в области воспроизведения полутонов (нередко предвзятых из-за националистических настроений), может оказаться весьма проблематичным.