I. Wymagania procesowe tłoczenia folią 3D

1. Folia do tłoczenia (folia metaliczna)Tłoczenie folią

Folia do tłoczenia składa się zwykle z 4–5 warstw różnych materiałów, takich jak:
folia nośna (PET), warstwa rozdzielająca, warstwa barwna (folie srebrne nie mają warstwy barwnej), warstwa aluminiowana i warstwa klejąca.

Funkcje poszczególnych warstw:
  1. Warstwa folii nośnej – zapewnia wsparcie strukturalne dla pozostałych warstw.
  2. Warstwa rozdzielająca – umożliwia oddzielenie warstwy aluminiowej od folii nośnej; decyduje o zdolności folii do przenoszenia.
  3. Warstwa barwna – nadaje kolor i chroni warstwę pod spodem. Typowe kolory to złoty, srebrny, bordowy, jasnoniebieski, czarny, jaskrawoczerwony, zielony itp. Najczęściej stosuje się złoty i srebrny.
  4. Warstwa aluminiowana – zapewnia metaliczny połysk.
  5. Warstwa klejąca – wiąże folię z podłożem podczas tłoczenia.
Różne receptury klejów zapewniają różne właściwości wiązania. Aby dopasować się do różnych stanów powierzchni podłoży, folie do tłoczenia stosują różne warstwy klejące, tworząc różne klasy folii.

Na prędkość i jakość tłoczenia wpływają głównie warstwa rozdzielająca i warstwa klejąca. Jeśli warstwy te nie są wystarczająco termoczułe, prędkość tłoczenia trzeba zmniejszyć. Dawniej ograniczenia przenoszenia ciepła ograniczały tłoczenie folią na płasko do poniżej 5000 arkuszy na godzinę. Dziś wiodący światowi dostawcy folii oferują folie spełniające współczesne wymagania wysokich prędkości. Szwajcarska maszyna do tłoczenia Bobst może na przykład osiągnąć 7500 arkuszy na godzinę.

Ponieważ tłoczenie folią 3D tworzy efekt wypukły (relief), wymagania dotyczące temperatury, nacisku i prędkości różnią się od zwykłego tłoczenia na płasko. Dlatego trzeba stosować specjalne folie do tłoczenia 3D i nie zastępować ich zwykłymi foliami płaskimi, w przeciwnym razie może wystąpić słaba jakość tłoczenia lub nieoczekiwane problemy.

2. Temperatura, nacisk i prędkość

Te trzy czynniki to podstawowe parametry technologii tłoczenia. Tylko kontrolując ich wzajemne relacje, można uzyskać wysoką jakość tłoczenia, również w przypadku tłoczenia folią 3D.

Temperatura

Tłoczenie folią 3D wymaga wyższej temperatury, ponieważ łączy tłoczenie folią i wytłaczanie reliefu w jednym przejściu.
  • Zwykłe tłoczenie folią: 70–90°C
  • Tłoczenie folią 3D: około 150°C

Jeśli temperatura jest zbyt niska, warstwy klejąca i rozdzielająca folii nie topią się wystarczająco, co powoduje niepełne przeniesienie, ubytki lub odsłonięcie podłoża.
Jeśli temperatura jest zbyt wysoka, mogą wystąpić odkształcenia podłoża, rozmycie obrazu, nieczytelne znaki, przebarwienia folii lub rozszerzenie płyty powodujące przesunięcie względem kontrmatrycy.

Temperatura jest więc najważniejszym czynnikiem.

Nacisk

Nacisk jest przykładany natychmiast podczas tłoczenia. Po stopieniu warstwa klejąca wiąże folię z podłożem dzięki naciskowi. W tłoczeniu folią 3D nacisk musi także wytworzyć rzeźbiony wzór reliefu, więc musi być wyższy niż w zwykłym tłoczeniu folią.

Wytrzymałość folii musi być zatem wyższa, aby wytrzymać dodatkowy nacisk.

Zbyt duży nacisk może rozerwać folię, uszkodzić kontrmatrycę lub odkształcić arkusz zadrukowany.
Zbyt mały nacisk powoduje niepełne przeniesienie folii lub niewystarczającą głębokość wytłoczenia.

Dlatego właściwa kontrola nacisku jest niezbędna.

Prędkość

Prędkość określa czas kontaktu folii z podgrzaną matrycą.
  • Zbyt szybko → niewystarczające nagrzanie → słaba przyczepność
  • Zbyt wolno → nadmierne nagrzanie → możliwe wady wynikające z przegrzania
Rozsądna prędkość tłoczenia zapewnia wysoką jakość wyniku.

II. Urządzenia do tłoczenia folią 3D

Urządzenia do tłoczenia folią 3D obejmują głównie systemy płaskie (płasko do płasko) i walcowe (cylinder do cylindra). Metoda cylinder do płasko nie nadaje się do tłoczenia folią 3D.

1. Maszyny do tłoczenia folią 3D płasko do płasko

Reprezentowane przez szwajcarskiego Bobsta, maszyny te rozwijają się w kierunku wysokiej prędkości, wysokiej precyzji i łatwej obsługi.
Urządzenia Bobst mogą osiągnąć:
  • Do 7500 arkuszy na godzinę
  • Precyzję w granicach ±0,1 mm
To obecnie jeden z najnowocześniejszych systemów tłoczenia folią na świecie i podstawowy wybór do tłoczenia folią 3D.

2. Tłoczenie folią cylinder do cylindra (walcowe)

Stosowane głównie w produkcji zwojowej, w linii.

Zalety:
  • Kontakt liniowy eliminuje potencjalne pęcherze występujące przy tłoczeniu na płasko
  • Wyższa prędkość i lepsza jakość
Wady:
  • Zarówno płyta tłocząca, jak i kontrmatryca są walcowe → trudne i kosztowne w wykonaniu
  • Mniej efektywne przenoszenie ciepła
Z powodu tych cech tłoczenie walcowe nie jest szeroko stosowane i zwykle wybiera się je do produkcji wielkonakładowej o wysokiej jakości, takiej jak opakowania papierosów, alkoholi i suplementów zdrowotnych.