الليتوغرافيا هي واحدة من العمليات الأساسية في إنتاج التكنولوجيات المتقدمة، وتُستخدم على نطاق واسع في صناعات متنوعة مثل الطباعة والإلكترونيات وتصنيع الدوائر المتكاملة. تعتمد هذه التقنية على استخدام الضوء لإنشاء أنماط دقيقة على أسطح حساسة للضوء، مما يتيح إنتاج الصور والنصوص.
منذ تقديم الليتوغرافيا فيصناعة الطباعة، أصبحت هذه التقنية أحد الأدوات الأساسية في هندسة الإلكترونيات الدقيقة، وتُستخدم في تصنيع الرقائق والأجهزة الإلكترونية بدقة على مستوى الميكرومتر. أحد التطبيقات المهمة للطباعة الليتوغرافية هو في عمليةالطباعة الأوفستحيث تُطبع الصور والنصوص بدقة عالية على أنواع مختلفة من المواد. إن استخدام جهاز الليتوغرافيا في هذه العملية يؤدي إلى دقة وجودة عالية في إنتاج الطباعات المعقدة. في هذه المقالة، سنجيب على سؤال ما هي الليتوغرافيا وما هي تطبيقاتها، وسنستعرض تطبيقاتها في الصناعات المختلفة.
الفهرس
ما هي الليتوغرافيا؟
للإجابة على سؤال ما هي الليتوغرافيا، يجب القول إن الليتوغرافيا هي أحد مراحل طباعة الأوفست. في الليتوغرافيا، تُصنع ألواح من الألومنيوم أو ما يُعرف بالزنك. وتُسمى الليتوغرافيا بأم صناعة الطباعة بسبب خصوصيتها.
الليتوغرافيا (Lithography) كلمة يونانية مشتقة من مقطعين: الطباعة الحجريةوتعني عملية طباعة الصور والنصوص على الحجر.
تُستخدم الليتوغرافيا كعملية فنية لإنشاء أنماط دقيقة ومعقدة على الأسطح الحساسة للضوء. كانت هذه التقنية في البداية مستخدمة في صناعة الطباعة لنقل الصور والنصوص إلى مواد مختلفة مثل الورق والمعادن. كما تعلمون، جميع الألوان تتكون من مزيج ثلاثة ألوان: الأحمر والأصفر والأزرق. في هذه الطريقة، يوضع طبقة حساسة للضوء على السطح، ثم تُنشأ الأنماط المطلوبة باستخدام الضوء أو أشعة أخرى. في الليتوغرافيا، تُستخدم ألواح الزنك (الألومنيوم)، وكل لوحة تطبع لونًا واحدًا، وفي النهاية، بدمج الألوان الثلاثة، تُنتج الألوان المرغوبة. هذه الألواح المزينة لا تمتص الألوان إطلاقًا، لكن البوليمر الذي يُنقش عليها يمتص اللون تمامًا. ثم تُنقل ألواح الزنك المجهزة إلى مطبعة لتنفيذ عملية الطباعة على الورق.
ما هي بلاطة أو زنك الليتوغرافيا؟
في عملية الليتوغرافيا، يستخدم لنقل التصميم إلى الصفحات الطباعية لوحة معدنية تُعرف بالزنك أو البلاطة. تُغطى سطوح هذه اللوحات بطبقة من مواد حساسة للضوء. هذه المواد، التي غالبًا ما تكون مصنوعة من مركبات بوليمرية، تتفاعل مع الأشعة فوق البنفسجية وتنقرض عند تعرضها للضوء.
لإنشاء الصورة المطلوبة على الزنك، تُحضّر أولاً أفلام شفافة من التصميم المطلوب تحتوي على مناطق داكنة (سوداء) وفاتحة. توضع هذه الأفلام فوق الزنك وتُدخل في جهاز يوجه إليه أشعة فوق بنفسجية. في المناطق التي يمر منها الضوء عبر الجزء الشفاف من الفيلم، تتبخر المواد الحساسة للضوء على الزنك وتزول. أما في المناطق الداكنة من الفيلم التي تمنع مرور الضوء، فتبقى هذه المواد البوليمرية. بعد هذه المرحلة، يُغسل الزنك بمحلول قلوي غالبًا قاعدته الأمونيا لإزالة بقايا المواد المعرضة للضوء، ليظهر التصميم بشكل كامل على الزنك. ثم تُثبت الألواح بمحلول آخر لتثبيت المناطق التي لم تتعرض للضوء، وتجهيزها للاستخدام في الطباعة.
الطريقة التقليدية لإعداد الزنك
في الطريقة القديمة، كانت تُحضر أفلام الطباعة أولاً، ثم تُستخدم هذه الأفلام لإنشاء التصميم على الزنك. وبالتالي، يتكون إعداد الزنك من مرحلتين رئيسيتين: إنتاج الفيلم، ثم إعداد الزنك عن طريق التعرض للضوء.
الطريقة الحديثة: استخدام Plate Setter
مع تطور التكنولوجيا، ظهرت طريقة جديدة تُعرف بـ 'Plate Setter'، والتي حذفت عملية إعداد الفيلم. في هذه الطريقة، يُرسل ملف التصميم مباشرة من الحاسوب إلى الجهاز، ويخرج الزنك النهائي مباشرة من الجهاز. ويمكن القول إن جهاز Plate Setter يعمل كطابعة رقمية للزنك. هذه الطريقة توفر دقة أعلى، وتقلل من وقت وتكلفة الإنتاج، وتوفر إمكانية إجراء تعديلات سريعة على التصميم.
ملاحظة: في عرف صناعة الطباعة، تُسمى اللوحة المعدنية المصنوعة بالطريقة التقليدية عادةً 'زنك'، بينما يُطلق على المنتج النهائي للطريقة الرقمية اسم 'بلاطة'، رغم أن وظيفتهما متشابهة.
أنواع مختلفة من زنك الليتوغرافيا
الرقم | نوع البلاطة | الميزات والتطبيقات | قاعدة البلاطة | حساسية الضوء | مناسبة لـ |
1 | بلاطة ديازو | تحتاج إلى تعرض للضوء – ثبات الصورة – جودة مناسبة | ألومنيومي | تتمتع | إنتاج متوسط إلى عالٍ |
2 | بلاطة فوتوبوليمر | دقة عالية في التفاصيل – وضوح صورة ممتاز | ألومنيومي | تتمتع | طباعة عالية الجودة |
3 | بلاطة هاليد الفضة | حساسية ضوئية عالية – مناسبة للطباعات الخاصة | ألومنيومي | عالية جدًا | الطباعة التجارية والتغليف |
4 | هاليد الفضة بقاعدة فيلم | خفيفة – رخيصة – عمر أقل | بوليستر | عالية | طباعات منخفضة التصنيع أو اختبارية |
5 | هاليد الفضة بقاعدة معدنية | جودة عالية – ثبات أكبر مقارنةً بالبوليستر | ألومنيومي | عالية | طباعة بتصنيع متوسط |
6 | بلاطة معدنية مزدوجة | مزيج من معدنين – مقاومة وعمر طويل | مزيج من المعادن | تتمتع | طباعة بتصنيع عالٍ جدًا |
7 | بلاطة كهروستاتيكية | تكوين الصورة بدون ضوء – مشابهة لطابعة الليزر | بوليمرية أو معدنية | لا تمتلك | طباعة سريعة دون تعرض للضوء |
8 | بلاطة أوفست جافة | بدون حاجة للماء – دقة وثبات عالٍ | ألومنيومي | تتمتع | طباعة أوفست جافة |
9 | بلاطة إزالية (Ablative) | إزالة مادية للصورة بالليزر – بدون الحاجة لخطوات كيميائية | ألومنيومي أو بوليمري | تعتمد على نوع الجهاز | CTP و الطباعة الرقمية المتقدمة |
جهاز الليتوغرافيا
يأخذ هذا الجهاز أربعة ملفات منفصلة من الملف الأصلي باللون الأسود على شريط شفاف. في الواقع، جهاز Image Setter ليس سوى طابعة كبيرة سوداء وبيضاء بقدرة طباعة على شريط شفاف. وبالطبع، فإن دقة الطباعة ودرجة الدقة لهذا الجهاز عالية جدًا، وهو مثالي تمامًا لإعادة إنتاج التفاصيل الدقيقة والدقة المتعلقة بـالألوان في الطباعةبعد إعداد هذه الشرائح، تُلصق على ألواح الزنك الخام وتُثبت باستخدام مشابك خاصة. يُغطى سطح الزنك الخام بطبقة من مادة بوليمرية ماصة مركبة، وفي أثناء عملية إعداد الزنك، تُزال الأجزاء الزائدة من السطح بحيث تبقى فقط أجزاء التصميم. في الواقع، تتم عملية الطباعة على الزنك بطريقة عكسية للحالة المعتادة.
ما هي تطبيقات الليتوغرافيا؟
إذا أردنا أن نعرف ما هي الليتوغرافيا وما هي تطبيقاتها؟ فيجب الإشارة إلى تأثيرها الواسع في الصناعات المختلفة. توفر هذه التقنية، باستخدام أساليب ضوئية وكيميائية، إمكانية إنشاء أنماط دقيقة على أسطح متنوعة. وفيما يلي نستعرض التطبيقات الرئيسية للليتوغرافيا في الصناعات المختلفة.
الرقم | مجال التطبيق | التوضيح |
1 | صناعة الطباعة والنشر | استخدامها في طباعة الكتب والصحف والمجلات والكتيبات. تطبيقها في أجهزةالطباعة باللفة (Roll Printing)للطباعة الدقيقة وعالية الجودة على الأوراق ذات المتراج العالي. |
2 | إنتاج العبوات التجارية | الطباعة على الصناديق الكرتونية والكرتون والملصقات الخاصة بالمنتجات. إنتاج صور واضحة بألوان زاهية لجذب العملاء. |
3 | الصناعات الإلكترونية والميكروشيبس | يستخدم في إنتاج أشباه الموصلات، الرقائق، والمعالجات. يتيح إنشاء أنماط دقيقة على سطح السيليكون في العمليات الميكرونية. |
4 | الصناعة الطبية والمعدات المخبرية | صناعة المستشعرات، الأدوات المجهرية، والمعدات التشخيصية. استخدام الليتوغرافيا الضوئية والإلكترونية لإنتاج قطع دقيقة جدًا. |
5 | صناعة النسيج والطباعة على القماش | يستخدم لطباعة تصاميم دقيقة وملونة على أنواع مختلفة من الأقمشة. إنشاء جودة عالية وثبات الألوان في تصميم الملابس والمنتجات الزخرفية. |
ما هي مراحل الليتوغرافيا؟
١. تحضير التصميم
الخطوة الأولى في مراحل الليتوغرافيا هي تصميم وتحضير الملف الغرافيكي. يشمل هذا التصميم الصور، النصوص، والألوان المطلوبة التي يجب طباعتها على المادة النهائية. يستخدم المصممون برامج غرافيكية مثل Adobe Illustrator أو CorelDRAW لإنشاء الملفات الطباعية. بعد تأكيد التصميم، يتم تحويله إلى صيغة مناسبة لليتوغرافيا. حسب نوع المشروع واحتياجات الطباعة، يمكن استخدام أنواع مختلفة من الليتوغرافيا مثل الطباعة الأوفست أوالطباعة الرقميةيتم استخدامها.
٢. تحويل التصميم إلى زينك
المرحلة الثانية من مراحل الليتوغرافيا، يتم نقل التصميم الجاهز إلى صفائح معدنية خاصة تُسمى زينك. تتم هذه العملية عادةً باستخدام جهاز الليتوغرافيا وآلات الطباعة الضوئية. للطباعة الليتوغرافية الملونة، يتطلب كل لون أساسي (الأزرق، الأحمر، الأصفر، والأسود) زينك منفصل. الدقة في هذه المرحلة مهمة جدًا، لأن جودة الطباعة النهائية تعتمد على دقة وتناسق الزينك.
٣. تحضير الزينك للطباعة
بعد تحضير الزينك، يتم تغطيتها بمحاليل كيميائية خاصة لإنشاء خصائص محبة للماء ومحبة للدهون في مناطق مختلفة. المناطق المصممة تمتص الحبر، بينما المناطق الأخرى التي لا يجب أن تتلقى اللون تمتص الماء وتطرد الحبر. هذا الاختلاف هو أساس عمل الليتوغرافيا.
٤. نقل الصورة إلى المطاط (البلنكت)
في هذا القسم من مراحل الليتوغرافيا، يتم تثبيت الزينك على أسطوانات خاصة في آلة الطباعة. ينتقل الحبر من الزينك إلى طبقة مطاطية تُسمى البلنكت. يعمل البلنكت كوسيط بين الزينك والورق، مما يضمن نقل الحبر بشكل متساوٍ على سطح الطباعة. هذه الطريقة تزيد من الدقة وجودة الطباعةتُحسن الجودة.
٥. الطباعة على المادة النهائية
في المرحلة الأخيرة، ينقل البلنكت الصورة إلى الورق، الكرتون، أو غيرها من المواد الطباعية. يمكن تنفيذ هذه العملية بسرعة عالية وهي مناسبة جدًا للطباعة بكميات كبيرة. بعد الطباعة، يمكن تنفيذ مراحل تكميلية مثل القطع، تغليف السلوفان الحراري، أو النقش لتجهيز المنتج النهائي للعرض.
ربما يثير اهتمامك:إنشاء مطبعة
عملية فصل الألوان ونقل التصميم في الليتوغرافيا
تتكون جميع الصور الطباعية من مزيج من 4 ألوان أساسية: الأزرق، الأحمر، الأصفر، والأسود، والتي من خلال دمجها تنتج ملايين الألوان بتباينات مختلفة. مهمة الليتوغرافيا هي فصل الألوان الأربعة الأساسية من التصاميم المرسلة. بعد إرسال التصميم من أتيليه الغرافيك إلى الليتوغرافيانامی نقش، يتم مراجعته أولاً بواسطة المشغل في برامج غرافيكية مختلفة، وفي حالة عدم وجود أخطاء، يتم فصل الألوان ويتم اختيار نوع النقطة (ترام) بناءً على نوع الورق أو الكرتون الذي سيتم الطباعة عليه. ثم بعد مرحلة فصل الألوان، يتم نقل صورة كل لون بناءً على النقطة المحددة إلى الزينك بواسطة أنظمة ليتوغرافيا مجهزة. يتم نقل اللون المفصول إلى الزينك بطريقتين: مباشرة (بواسطة جهاز البليت ستر) أو غير مباشرة بواسطة الفيلم (إيميج ستر). لاحظ أنه في بعض الأحيان، لإضفاء مظهر أكثر تأثيرًا أو لجعل التصميم فاخرًا، قد تكون هناك حاجة إلى لون خامس أو سادس بالإضافة إلى الألوان الأربعة الأساسية، مثل الذهبي، الفضي، أو البنتون، وفي كلتا الحالتين تكون مراحل الفصل وتنفيذها متشابهة. بعد الانتهاء من المراحل المذكورة، يتم فحص الزينك من قبل المشغل ونقلها إلى قاعة الطباعة.