Farbkonstanz mit Software zur Qualitätskontrolle und sicherung perfekt im Griff

Konstante Farbpräzision im Akzidenz- und Verpackungsdruck ist entscheidend zur Wahrung der Markenintegrität und Erfüllung der Kundenerwartungen. Eine der effektivsten Methoden zur Erreichung dieses Ziels ist eine Software zur Qualitätskontrolle und sicherung, die Methoden zur präzisen Berechnung von Farbtoleranzen nutzt. In diesem Blog beschreiben wir verschiedene Methoden zur Toleranzberechnung und erläutern, wie QC-Software die Präzision bei der Farbkontrolle erhöht.

Herausforderung bei der visuellen Farbabmusterung

Viele gehen davon aus, dass die Abmusterung (Sichtprüfung) zur Beurteilung der Farbpräzision ausreicht. Unsere Augen lassen sich jedoch durch verschiedene Faktoren wie Ermüdung der Netzhaut, Hintergrundeffekte, schlechtes Farbgedächtnis, Farbsehschwäche und Lichtverhältnisse täuschen. Selbst geschulte Fachleute können bei der visuellen Farbbeurteilung Diskrepanzen feststellen. (Fragen Sie sich, ob Sie eine Farbsehschwächte haben? Machen Sie den Test!)

Um diese Herausforderungen zu meistern, werden physische Farbziele wie gedruckte Proben, Ink-Drawdowns und standardisierte Farbreferenzen verwendet. Aber auch sie haben ihre Grenzen wie u. a.:

• Notwendigkeit zur präzisen Wiedergabe, um Unstimmigkeiten zu vermeiden
• Variabilität aufgrund von Lichtverhältnissen und subjektiver Wahrnehmung
• Haltbarkeitsprobleme, weil Proben mit der Zeit verblassen oder verunreinigt werden können
• Mangel an numerischen Daten zur präzisen Farbbeurteilung

Genau dafür ist Software zur Qualitätskontrolle und sicherung von unschätzbarem Wert, weil sie präzise numerische Farbmessdaten zur Vermeidung subjektiver Entscheidungen bietet.

Messung von Farbunterschieden mit Farbräumen

Die Farbmessung basiert auf Farbräumen, die Farben anhand bestimmter Koordinaten zuordnet. Zwei in QC-Software häufig verwendete Modelle sind:

• L*C*h*-Modell: Ähnlich wie Längen-, Breiten- und Höhenkoordinaten Ihre genaue Position auf der Erde beschreiben, verwendet dieses Modell drei Werte, um zu definieren, wo sich eine Farbe innerhalb eines Bereichs befindet, einschließlich Helligkeit (Lightness, dunkel bis hell), Sättigung (Chroma, mattes bis kräftiges Grau) und Farbtonwinkel (Hue, Position im Farbkreis).
  
• L*a*b*-Modell: Wie beim LCH-Modell stellt L die Helligkeit dar; doch anstelle von Sättigung (Chroma) und Farbtonwinkel (Hue) dienen zwei verschiedene Achsen zur Beschreibung von Farbverschiebungen. Die a-Achse bewegt sich zwischen Grün und Rot. Negative Werte verschieben sich in Richtung Grün, während sich positive Werte in Richtung Rot bewegen. Die b-Achse bewegt sich zwischen Blau und Gelb. Negative Werte sind eher blau, während positive Werte eher gelb sind. Wenn sich a und b bei Null befinden, ist die Farbe entlang der Helligkeitsachse vollkommen neutral.
  

Durch die Definition einer Farbe innerhalb dieser Räume kann die Farbkontrollsoftware die Unterschiede zwischen Farben genau quantifizieren.

Verstehen von Delta E und Methoden zur Toleranzberechnung

Delta E wird zur Messung von Farbunterschieden verwendet. Dabei wird der Abstand zwischen einer Zielfarbe und einer Probenfarbe berechnet. Je höher der Delta E-Wert ist, desto deutlicher ist der Unterschied. Toleranzen bestimmen die zulässigen Abweichungen, bevor eine Farbe als außerhalb der Spezifikation liegend betrachtet wird.

Arten von Delta E-Berechnungen:

• Delta E*ab bzw. Delta E76 (ungewichtete Methode): die ursprüngliche Delta E-Formel, die eine gleiche Gewichtung in alle Richtungen vorsieht. Sie wird zwar immer noch in einigen Anwendungen angewandt, stimmt aber nicht immer mit der menschlichen Wahrnehmung überein.
• Delta E CMC (gewichtete Methode): wurde zur besseren Übereinstimmung mit der visuellen Wahrnehmung eingeführt, indem Farbton, Sättigung und Helligkeit unterschiedlich gewichtet werden. Wenn eine Farbe für das menschliche Auge deutlich anders aussieht, sollte dieses Modell den Unterschied auch numerisch widerspiegeln.
• Delta E 2000 (gewichtete Industriestandard-Methode): die heute gängigste Methode mit besseren Gewichtungsfaktoren, um Toleranzen für Sonderfarben und CMYK-Druckfarben genauer zu berechnen.

Die Wissenschaft hinter der gewichteten Berechnung von Farbtoleranzen

Das menschliche Auge reagiert empfindlicher auf Farbtonverschiebungen als auf Änderungen der Sättigung oder Helligkeit. Aus diesem Grund werden bei Methoden zur Berechnung von Farbtoleranzen strengere Grenzwerte für den Farbton angewandt, während bei Sättigung und Helligkeit mehr Flexibilität zulässig ist. Dieser Ansatz trägt dazu bei, dass Farben selbst bei geringfügigen Abweichungen für das menschliche Auge gleich aussehen.

Außerdem nehmen wir Verschiebungen bei weniger gesättigten Farben – wie Grautönen und Pastellfarben – eher wahr als bei kräftigen, leuchtenden Farbtönen. Zum Ausgleich werden bei Methoden zur Toleranzberechnung kleinere Ellipsoide (engere Toleranzen) für mattere Farben und größere Ellipsoide (mehr Flexibilität) für leuchtende Farben erstellt.

Eigene Toleranzberechnung mit Gewichtungsfaktoren

Bei einigen Methoden zur Toleranzberechnung können Anwender die Form der Toleranz-Ellipsoide mithilfe von Gewichtungsfaktoren fein abstimmen. Diese Abstimmung ist nützlich zur Anpassung an branchenspezifische Bedürfnisse oder Erfüllung individueller visueller Anforderungen.

Bei der Delta E-CMC-Toleranzberechnung wird beispielsweise ein Verhältnis zwischen Helligkeit (L) und Sättigung (C) von in der Regel 2:1 angewandt. Das bedeutet, dass eine doppelt so hohe Abweichung in der Helligkeit als in der Sättigung zulässig ist, was der Wahrnehmung von Farbunterschieden durch das menschliche Auge entspricht. Andererseits integriert Delta E 2000 diese wahrnehmungsbasierte Gewichtung direkt in sein mathematisches Modell, bei dem die Gewichtung von 1:1:1 normalerweise nicht geändert wird.

Toleranzberechnung in der täglichen Anwendungspraxis

Unterschiedliche Verfahren zur Druck- und Farbprüfung erfordern spezielle Methoden zur Toleranzberechnung.

• G7 für Graubalance: Die G7-Methode passt Cyan, Magenta und Gelb an, um ein neutrales Grau zu erzeugen und so die richtige Farbtönung und Balance zu gewährleisten. Sie verwendet:
  • Delta L: Misst Helligkeitsunterschiede ohne Berücksichtigung der Farbe zur Beurteilung der Farbtönung.
  • Delta Ch: Misst Farbunterschiede ohne Berücksichtigung der Helligkeit zur Beurteilung der Farbbalance.
• Validierung von Flexodruckfarben: Aufgrund von Unterschieden bei Druckfarben und Substraten sowie speziellen Leistungsanforderungen wie Lebensmittelsicherheit oder Farb- und Lichtechtheit bringt der Flexodruck zusätzliche Herausforderungen mit sich. Bei der Validierung von Flexodruckfarben muss unbedingt sichergestellt werden, dass der Farbtonwinkel der Druckfarbe mit dem beabsichtigten Ziel übereinstimmt. Um dies zu erreichen, verweisen die ISO-Spezifikationen auf Delta Hab, das die Farbtongenauigkeit evaluiert.

Wahl des richtigen Toleranzmodells

Die Wahl der geeigneten Methode zur Toleranzberechnung hängt von der jeweiligen Anwendung und den Kommunikationsanforderungen ab. Zu den wichtigsten bewährten Verfahren gehören:

• Klare Kommunikation: Dokumentation und Weitergabe von Toleranzmethoden und Gewichtungsfaktoren an alle Beteiligten.
• Einhaltung der Industriestandards: Sofern nichts anders angegeben ist, ist Delta E 2000 (mit einem Gewichtungsverhältnis von 1:1:1) die zuverlässigste Methode.

Verstehen der zulässigen Toleranzen in der Druckproduktion

Bei der Festlegung akzeptabler Toleranzen in der Druckproduktion geht es nicht nur um die Auswahl einer Methode, sondern auch um die Festlegung realistischer Erwartungen auf Basis der Fähigkeiten des Druckverfahrens. Toleranzen sollten in gegenseitigem Einvernehmen zwischen dem Auftraggeber und dem Druckdienstleister festgelegt werden, da die verschiedenen Druckverfahren eine unterschiedliche Konstanz aufweisen.

Industrie-Toleranzen gegenüber „Fingerabdruckdaten“ der Druckmaschine

Viele Druckdienstleister halten sich an branchenübliche Toleranzen und verwenden häufig Delta E 2000 zur Messung von Farbunterschieden.

• CMY-Druckfarben: Toleranz < 3,5 Delta E 2000
• Schwarze Druckfarbe: Toleranz < 5 Delta E 2000
• Sonderfarben: Toleranz < 2 Delta E 2000

Wenn die CMYK-Sollwerte auf den Fingerabdruckdaten der eigenen Druckmaschine basieren, sind die Toleranzen für die Prozessfarben enger.

• CMYK-Druckfarben: Toleranz < 2,5 Delta E 2000
• Sonderfarben: Toleranz < 2 Delta E 2000

Jedoch lassen nicht alle Druckbedingungen enge Toleranzen zu. Verschiedene Faktoren – wie Art des Substrats, Druckverfahren und Variabilität der Druckmaschine – können zusätzliche Farbverschiebungen verursachen. In solchen Fällen kann ein statistischer Ansatz bei der Beurteilung und Festlegung realistischer Toleranzen hilfreich sein. Die einheitliche Messung und Evaluierung der Farbdaten ermöglichen Druckdienstleistern Folgendes:

• Erkennung, wann der Prozess außer Kontrolle geraten ist
• Prüfung der Ursachen von Unstimmigkeiten
• Feststellung, ob Anpassungen vorgenommen werden können oder ob die Toleranzen erweitert werden müssen

Wenn die Variabilität kontrollierbar ist, können die Toleranzen eng bleiben. Doch wenn die Schwankungen durch das Druckverfahren bedingt sind und nicht kontrolliert werden können, müssen die Toleranzen u. U. entsprechend angepasst werden.

Warum sollte QC-Software für die Farbkontrolle verwendet werden?

Angesichts der Komplexität der Farbwahrnehmung und -toleranzen ist eine Software zur Qualitätskontrolle und sicherung unerlässlich, um genaue und konstante Ergebnisse zu erzielen. Sie trägt zu Folgendem bei:

• Standardisierte Farbbeurteilung: QC-Software sorgt für objektive Entscheidungen, weil sie numerische Daten liefert und sich nicht auf visuelle Beurteilung stützt.
• Erweiterte Toleranzmodelle: Sie unterstützt branchenübliche Methoden zur Toleranzberechnung wie Delta E 2000 und gewährleistet so die Einhaltung von Programmen für die Qualität von Markenfarben.
• Bessere Kommunikation: Durch die klare Festlegung von Toleranzmethoden und Gewichtungsfaktoren minimiert die QC-Software Diskrepanzen zwischen Druckdienstleistern und Print-Einkäufern.
• Effizienz und Präzision: Automatische Messungen reduzieren Fehler, sparen Zeit ein und verbessern die Workflow-Effizienz bei der Farbprüfung.

Konstante Farbpräzision mit der richtigen QC-Software

Farbpräzision ist ein entscheidender Faktor im Akzidenz- und Verpackungsdruck. Bei der konstanten Farbgebung spielt Software für die Qualitätskontrolle und sicherung eine wesentliche Rolle. Durch den Einsatz einer innovativen QC-Software wie ColorCert oder MeasureColor können Druckereien und Markenartikler zuverlässigere und präzisere Farbtoleranzen erreichen, die Fehler reduzieren und die Druckqualität insgesamt verbessern. Ganz gleich, ob Sie mit Sonderfarben, CMYK-Druckfarben oder speziellen Anwendungen arbeiten, sorgt der Einsatz der richtigen Software dafür, dass jeder Druck den höchsten Standards der Farbpräzision gerecht wird.

Möchten Sie Ihre Farbabmusterung optimieren? Um mehr über Software von X-Rite zur Qualitätskontrolle und sicherung bei Druck- und Verpackungsanwendungen zu erfahren, nehmen Sie Kontakt zu unseren Farbexperten auf.