Лазерная микроструктурная технология для изготовления пластин
Мы крупная полиграфическая компания в Шэньчжэне. Мы предлагаем все книжные издания, книжную печать в твердом переплете, печатную книжную книжку, печатную книжку в твердом переплете, печатную книжку с книжными принтерами, печать книжных шприцев, печать буклетов, упаковочную коробку, календари, все виды ПВХ, брошюры, заметки, детскую книгу, наклейки, все виды специальной бумаги цветной печати продукции, игры карты и так далее.
Для получения дополнительной информации, пожалуйста, посетите
http://www.joyful-printing.com. Только ENG
http://www.joyful-printing.net
http://www.joyful-printing.org
электронная почта: info@joyful-printing.net
При производстве промышленной гравировальной плиты большая площадь поверхности требует высокой степени пространственного разрешения. Быстрый цикл работы печатного валика требует эффективной гравировки в несколько квадратных метров в точности микрометра за короткий промежуток времени. Применение лазеров в этом поле имеет следующие характеристики: высокая скорость обработки, точная фокусировка и цифровая модуляция. Технология прямого лазерного микроструктурирования заменяет традиционные методы глубокой печати (например, механическую гравировку с алмазной ручкой или химическое травление) из-за повышенной точности, повторяемости, гибкости и производительности.
Ротационная глубокая пластина состоит из однородного рулона из меди или оцинкованной стали. Информация об изображении выгравирована в крошечные ячейки в медном или оцинкованном слое, который переносит чернила на подложку (см. Рисунок 1). Тонкий слой хрома обеспечивает длительный срок службы пресса при тяжелых условиях измельчения. При использовании ракельного ножа обеспечивается то, что передается только количество чернил, определяемое размером ячеек.
Цилиндр глубокой печати имеет длину от 0,3 до 4,4 метра, окружность 0,3-2,2 метра и площадь поверхности до 10 квадратных метров. Когда разрешение экрана составляет от 60 до 400 линий / см, количество ячеек на барабане обычно составляет от 108 до 1010. Для выполнения обработки изображения в наиболее экономичное время лазер должен иметь высокую частоту повторения импульсов и высокий средний сила.
Для крупномасштабной микрогравитации в виде термической абляции наиболее эффективным методом является использование импульсного лазерного луча с одним лазерным импульсом для создания полной ячейки. Лазерная система Nd: YAG с Q-переключением со средней рабочей мощностью 500 Вт и частотой повторения 70 кГц (см. Рис. 3) позволяет увеличить объемную скорость абляции цинка до 1 см3 / мин и скорость абляции области 0,1 м2 / минута. Форма ячейки определяется формой волны интенсивности лазерного луча.
Полуавтотипические ячейки (как глубина, так и диаметр изменяются в оттенках серого) могут генерироваться лазерами с гауссовыми формами луча, тогда как традиционные ячейки (с разной глубиной на серое значение) генерируются с использованием форм с плоскими нижними волнами (см. Рисунок 2). Размер ячеек зависит от энергии импульса и контролируется набором данных цифрового изображения с использованием акустооптического модулятора. Диаметр в диапазоне от 25 метров до 150 метров определяет разрешение экрана изображения; глубина от 1 до 40 метров определяет серое значение печатных точек.
Теплопередача и тепловая конвекция расплава должны быть минимизированы. В результате Daetwyler разработала специальный электрогальванизированный материал с органическими добавками, который менее термически проводящий, чем обычные цинковые структуры. Путем удаления этого специального цинка путем испарения зона плавления и заусенцы могут быть уменьшены до тонкого слоя осадка (в пределах от 2 до 3 метров вокруг ячейки).
Вся поверхность барабана попеременно выгравирована сплошной спиральной формой сетчатой дорожки. Когда скорость барабана достигает 20 об / мин, обрабатывающая головка перемещается при подаче на траверсу от 15 до 150 мкм / оборот параллельно оси барабана (в зависимости от разрешения экрана). Толщина сетчатой стенки между ячейками составляет всего 4-6 микрон, когда значение тона является максимальным. Это требует точности прицеливания балки для освещения барабана примерно до 1 микрона.
Другим методом является использование импульсно-модулированного мощного волоконного лазера (средняя мощность 500 Вт) с частотой модуляции частоты повторения импульсов 30-100 кГц. Когда частота составляет 35 кГц, на импульс больше энергии, так что один выстрел может сверлить большую ячейку (например, экран диаметром 140 микрон, когда экран составляет 70 линий / см). Когда частота составляет 100 кГц, энергия на импульс становится меньше, и, таким образом, выгравирована небольшая ячейка (например, экран диаметром 25 мкм, когда экран составляет 400 линий / см).
Работа лазерного луча бесконтактна, что является ключевым преимуществом по сравнению с электромеханической гравировкой с использованием алмазной ручки. Пока процесс печати является предсказуемым и повторяемым, однородность гравировки может быть гарантирована по всей ширине барабана. Из-за высокой повторяемости одноразовый лазерный процесс с одним выстрелом примерно в 10 раз быстрее, чем электромеханическая гравировка.
Модуляция формы волны луча
На рынке полиграфии есть много различных материалов (таких как бумага или эластичная фольга), каждый из которых имеет разные характеристики поверхности. Оптимизация переноса чернил зависит от: поверхности подложки (например, шероховатости, абсорбирующей способности чернил), параметров чернил (таких как вязкость или модель пигмента), печатных форм. Для каждого различного случая для достижения оптимального результата можно использовать различные формы гравированных ячеек.
В дополнение к теплопроводности и конвекции, ячейки точно представляют собой сигнал интенсивности фокусировки лазерного луча. Чтобы достичь определенной формы для каждой ячейки, стереоскопическая форма волны интенсивности пучка активно формируется в реальном времени, а частота, управляемая данными изображения, достигает 100 кГц. Общая схема этого метода стереомодуляции показана на рисунке 4.
Форма, диаметр и глубина каждой отдельной ячейки могут определяться независимо посредством активной модуляции формы волны интенсивности и независимого изменения энергии каждого лазерного импульса. Этот новый тип ячейки в процессе изготовления пластин называется Супернаутопотипичной ячейкой (SHC), которая является расширением Halfautotypical cell (глубина и диаметр полуавтоматической ячейки варьируются, но не контролируются независимо).
SHC-модуляция позволяет лазерной системе гравировать различные ячейки (традиционные, Autotypical, Halfautotypical). В прошлом требовались разные процессы (электромеханическая гравировка, химическое травление). Теперь новые формы ячеек могут быть созданы для оптимизации характеристик переноса чернил и возможности печати для каждого значения цвета% -tone и печатной подложки.
Стратегия и применение
В дополнение к методу модуляции формы луча с использованием однократного выстрела с одиночным удалением также можно создавать гравированные ячейки путем наложения непрерывных лазерных импульсов, за исключением того, что диаметр пятна меньше требуемого размера ячейки (например, пятна диаметр 10-15). Micron, размер ячейки 100 мкм). Форма и внутренняя структура сформированных ячеек зависят от схем модуляции, перекрытия и сканирования лазерных импульсов (таких как алгоритмы сканирования наборов изображений).
Непрерывные волновые лазеры переключаются или модулируются по шкале серого для создания небольших перекрывающихся полос, которые образуют ромбовидную ячейку. Преимуществом является высокое разрешение изображения (например, разрешение 1000 линий / см с шагом перехода вперед 10 микрон и диаметром пятна 15-20 микрон). Недостатком является потеря производственных мощностей, которая должна быть компенсирована за счет использования более высокой частоты модуляции (около 1 МГц) и многолучевой гравировальной головки.
Лазеры с высокой яркостью (200-600 Вт, непрерывная волна, импульсная модуляция) или ультракороткие импульсные лазеры позволяют использовать этот расширенный метод гравировки из-за их высокой пиковой мощности во время фокусировки. В дополнение к цинку, эта высокая яркость также может использоваться для гравировки других материалов, таких как медь и керамика.
Алгоритм процесса машинного сканирования макета изображения подходит для многих приложений с высоким разрешением (печать) и трехмерных (печатных) приложений. Например, гравировка роликового рулона RFID.
Печатная электроника - это новая технология, и высокая точность, требуемая для электронных компонентов и схем, установит новый ориентир для точности и однородности печати. Большинство органических или неорганических чернил проводников и полупроводников являются пастообразными, что очень сложно печатать.
Для равномерного, непористого расслоения этих чернил важно точное управление геометрией ячейки и текстурой поверхности гравировальной пластины. На рисунке 5C показан гравировальный тест антенны RFID-метки с шириной контура всего 10 микрон.
Резюме и перспективы
Лазерная технология сочетает цифровые методы визуализации для улучшения традиционного процесса печати, повышения эффективности печати, диапазона экрана, точности и качества. Для использования разных типов лазеров можно использовать различные алгоритмы. Используя формулу модулированного лазерного луча, однокадровый однокамерный SHC-процесс в настоящее время является самым быстрым процессом для глубокой печати и может использоваться для различных субстратов, чернил и печати. Новый алгоритм гравировки с использованием мощных источников TEM00 расширяет диапазон методов лазерной абляции до ряда промышленных применений, таких как анилоксовые рулоны для переноса материала большой площади, высокоточная гравировальная печать для печатной электроники и используется в инструментах 3D-печати , Ультракороткие импульсные лазеры смогут управлять и улучшать вышеуказанные методы, когда удовлетворяются как необходимая мощность лазера, так и новый алгоритм зрелости. Задача на будущее будет заключаться в использовании пикосекундного ультракороткого импульсного лазера для оптимизации процесса абляции.