النقش الضوئي

النقش الضوئي عملية تستخدم مادة مقاومة للضوء تُوضع على السطح المراد نقشه لإنشاء قناع يحمي بعض المناطق أثناء عملية لاحقة تقوم بنقش أو إذابة أو إزالة جزء من المادة أو كلها من المناطق غير المحمية من الركيزة. تُستخدم هذه التقنية عادةً على المعادن، ولكن يمكن استخدامها أيضًا على الزجاج والبلاستيك ومواد أخرى.

يتم اختيار مادة مقاومة للضوء تقاوم الحمض أو المركب المستخدم في عملية الحفر . قد تكون هذه المادة سائلة تُطبّق بالفرشاة أو الرش أو الصب أو غيرها من الوسائل، ثم تُترك لتجف، أو قد تكون على شكل صفائح تُطبّق بالتغليف. بعد ذلك، تُعرّض للضوء - عادةً ما يكون ضوءًا فوق بنفسجيًا قويًا - من خلال صورة فوتوغرافية أو مطبوعة ميكانيكيًا أو مُنشأة يدويًا على فيلم شفاف. بدلاً من ذلك، يمكن استخدام عدسة لعرض الصورة مباشرةً عليها. عادةً ما تتصلب المادة المقاومة للضوء في المناطق التي تتعرض للضوء بشكل كافٍ، ولكن بعض المواد تكون صلبة في البداية ثم تلين بالتعرض للضوء. يُستخدم مذيب لإزالة الأجزاء اللينة، كاشفًا المادة الأساسية، والتي تُغمر أو تُرش بالحمض أو المركب المستخدم في الحفر. عادةً ما تُزال المادة المتبقية بعد اكتمال العملية.

في فنون الطباعة، تُستخدم تقنية الحفر الضوئي لصنع ألواح الطباعة لعمليات الطباعة المختلفة، مما يسمح بإعادة إنتاج مجموعة واسعة من الرسومات مثل الكتابة والخطوط والصور الفوتوغرافية. وتُعدّ الطباعة الغائرة والطباعة بالشاشة الحريرية مثالين على هذه العمليات.

تُستخدم نفس الطريقة في صناعة لوحات الدوائر المطبوعة ، وقوالب ختم الرقائق المعدنية ، وقوالب النقش البارز. كما تُستخدم في صناعة لوحات الأسماء ، واللوحات التذكارية ، وغيرها من النقوش الزخرفية. ويمكن استخدامها أيضًا في صناعة النوابض المسطحة، والرافعات، والتروس، وغيرها من المكونات العملية التي تُصنع عادةً من الصفائح المعدنية عن طريق القطع، أو الحفر، أو النشر بالمنشار، أو الختم. وتتيح هذه الطريقة دقة عالية جدًا. في هذه التطبيقات، يُطلق عليها اسم التصنيع الكيميائي الضوئي ، ولكن تُستخدم أحيانًا مصطلحات أخرى مثل الطحن الكيميائي الضوئي، والطحن الكيميائي، والحفر الضوئي. وتُستخدم عملية مشابهة تُسمى الطباعة الحجرية الضوئية في صناعة الدوائر المتكاملة .

تُنتج إحدى طرق النقش الضوئي تجويفًا ضحلًا في المعدن . تُستخدم هذه الطريقة في ألواح الطباعة الغائرة أو لأغراض الزخرفة، وهي نفسها المستخدمة في لوحات الدوائر المطبوعة . يُجرى النقش عادةً على النحاس أو النحاس الأصفر . يمكن إجراء العملية في أحواض مفتوحة، ولكنها تكون أكثر فعالية عند رشّ المادة الكيميائية (غالبًا كلوريد الحديديك ) على المعدن. عند استخدام كلوريد الحديديك كمادة كيميائية، لا يُسمح باستخدام أي أجزاء معدنية أخرى غير التيتانيوم في معدات النقش. غالبًا ما يُملأ النقش الزخرفي بالرشّ ثم الصنفرة لإزالة الطلاء من الأجزاء البارزة.

تُنتج طريقة أخرى نقشًا عميقًا بحواف مائلة. في هذه الطريقة، يُوضع المعدن (عادةً الزنك أو المغنيسيوم ) ووجهه لأسفل، ثم يُرش عليه مزيج من حمض النيتريك وزيت يشبه الصابون . أثناء حفر الحمض للسطح، يلتصق الزيت بحواف المنطقة المكشوفة. هذا يُقلل تدريجيًا من مساحة الحفر، مما ينتج عنه حافة مائلة؛ وتتحول النقطة الواحدة إلى نتوء مخروطي الشكل بارز من منطقة الحفر. تُستخدم هذه الطريقة في ألواح الطباعة (حيث يدعم الحافة سطح الطباعة)، وقوالب ختم الرقائق المعدنية ، وقوالب النقش البارز. قد تخضع النقوش الزخرفية المصنوعة بهذه الطريقة لعملية ثانية لإنتاج خلفية زخرفية. تُطلى الأجزاء المرتفعة وحوافها بمادة مقاومة للحفر، ويُطبق نمط من مادة مقاومة للحفر على الأجزاء العميقة من النقش. قد تكون المادة المقاومة للخلفية عبارة عن نقش ضوئي آخر أو قد تُرش عشوائيًا. يُعاد حفر النقش لفترة وجيزة لإنتاج نمط بارز في الخلفية. ويمكن أيضاً رشّ النقوش الزخرفية من هذا النوع بالطلاء وصقلها كما في الطريقة السابقة.

في ممارسات الطباعة التقليدية، تُستخدم كاميرا خاصة ذات تنسيق كبير جدًا لتصوير المادة المصدرية إما مباشرةً على الطلاء الحساس للضوء، أو على ورقة من فيلم فوتوغرافي يُظهر بعد ذلك ويُطبع بالتلامس على اللوحة المطلية. في الطباعة التجارية واسعة النطاق، بدأت البدائل الكهروضوئية المُدارة بالحاسوب تحل محل هذه الطرق في سبعينيات القرن الماضي. في حالة القطع الخطي (الرسومات باللونين الأسود والأبيض فقط دون تدرجات رمادية أو لونية)، يُجرى النقش الضوئي على الزنك، وتُسمى النتيجة حفر الزنك. أما في حالة القطع النصفية، فيُجرى العمل على النحاس. ويتحقق تأثير النصفية بتصوير الموضوع من خلال شاشة سلكية أو زجاجية، مما يُقسم الصورة إلى نمط من النقاط بأحجام تتناسب مع سطوع الصورة الموضعي؛ فالنقاط الأكبر تُشكل المناطق الداكنة، والنقاط الأصغر تُشكل المناطق المضيئة. وكلما كانت الشاشة أدق، زادت دقة التفاصيل الممكنة في المنتج المطبوع. وتُعتبر الصور النصفية المصنوعة بشاشة تحتوي على 65 خطًا في البوصة خشنة. تعتبر الخطوط التي تحتوي على 150 خطًا في البوصة جيدة.

طُوِّرت أول عملية طباعة ضوئية في عشرينيات القرن التاسع عشر على يد نيسيفور نيبس ، حيث استخدم مادة مقاومة للضوء لإنتاج صورة فوتوغرافية فريدة من نوعها بدلاً من لوحة الطباعة. وكانت نماذجه التجريبية المعتادة عبارة عن مطبوعات ورقية لنقوش تقليدية، وكان التعريض يتم عن طريق التلامس المباشر مع ضوء الشمس بدلاً من استخدام الكاميرا. جُرِّبت عدة معادن للوحة الطباعة، بالإضافة إلى الزجاج وحجر الطباعة الحجرية . وحقق أول نجاح له في عام 1822. ^{[ 1 ]} ويعود تاريخ أقدم مثال معروف باقٍ لمطبوعة ورقية مصنوعة من إحدى لوحاته المطبوعة ضوئيًا إلى عام 1825، وهي تُعيد إنتاج نقش من القرن السابع عشر. ^{[ 2 ]}

استخدم نيبس مادة البيتومين اليهودي كمادة مقاومة للضوء. في البداية، كانت هذه المادة قابلة للذوبان في أنواع مختلفة من المذيبات والزيوت، حيث تتصلب طبقة رقيقة منها (تتبلمر) عند تعرضها للضوء. بعد ذلك، يمكن شطف الأجزاء غير المعرضة للضوء بمذيب، مما يكشف عن المادة الأساسية، والتي يمكن حفرها بعد ذلك إلى العمق المطلوب. ^{[ 1 ]} ظلت عملية نيبس خاملة لسنوات عديدة، ولكن تم إحياؤها في خمسينيات القرن التاسع عشر، واستُخدم البيتومين على نطاق واسع كمادة مقاومة للضوء حتى أواخر القرن العشرين. تطلبت هذه العملية تعريضات طويلة جدًا للضوء الساطع، ولكن تميز البيتومين بمقاومته الفائقة للأحماض القوية. ^{[ 1 ]}

يعود استخدام تقنية الحفر الضوئي لإنتاج صور فوتوغرافية رمادية إلى عام 1839، مع ظهور تقنية الداجيروتايب ، أول عملية تصوير فوتوغرافي عملية . تتكون صورة الداجيروتايب من بنية حبيبية دقيقة للغاية على سطح صفيحة نحاسية مطلية بالفضة ومصقولة حتى تصبح لامعة كالمرآة. وسرعان ما طُوّرت طرق لحفر حبيبات الصورة والسطح بشكل منفصل، ما سمح باستخدام الداجيروتايب كلوحة طباعة. في بعض الحالات، حُصل على نتائج مُرضية للغاية، لكن ذلك تطلب مهارة وعناية فائقتين، كما أن دقة بنية الصورة حدّت من عمر كل لوحة إلى بضع مئات من المطبوعات كحد أقصى.

يُنسب الفضل عادةً إلى هنري فوكس تالبوت في ابتكار أول عملية عملية لتحويل صورة رمادية إلى بنية متغيرة من الأسود والأبيض، مما أدى إلى إنتاج لوحة طباعة متينة نسبيًا. وكما هو الحال مع عمليات الطباعة النصفية المبكرة الأخرى، لم يكن من الممكن دمج هذه اللوحة مع حروف الطباعة العادية، لذا كان لا بد من طباعة كل صورة على حدة لإدراجها في كتاب أو دورية، ثم تجليدها أو لصقها.

يُنسب الفضل عادةً إلى فريدريك إي. آيفز في ابتكار أول عملية ناجحة تجاريًا تتوافق مع الطباعة الحرفية التقليدية، بحيث يمكن طباعة قوالب الطباعة النصفية جنبًا إلى جنب مع كتل النصوص في الكتب والدوريات والصحف. وقد شاع استخدام هذه العملية على نطاق واسع خلال تسعينيات القرن التاسع عشر، لتحل إلى حد كبير محل القوالب الخشبية والمعدنية المحفورة يدويًا التي كانت تُستخدم سابقًا لتوفير الرسوم التوضيحية.

كما هو الحال في العديد من مجالات الاختراع الأخرى، هناك ادعاءات متضاربة بشأن الأولوية، وحالات اختراع متزامنة، وتعريفات مختلفة ومتشعبة للمصطلحات، لذا فإن فرز مزايا ادعاءات "الأولى" المقدمة نيابة عن العديد من المخترعين في مجال إعادة إنتاج الصور النصفية - والتي غالباً ما تكون متحيزة بسبب المشاعر القومية - يمكن أن يكون أمراً إشكالياً للغاية.

• الطباعة الضوئية
• روبرت ت. تيموه

• هاري جينكينز، ستيفن هـ. هورغان، فريدريك يوجين آيفز، يحتوي على تعليمات عملية لإنتاج لوحات محفورة ضوئياً ... ، شيكاغو 1902.