Dalam pengeluaran plat percetakan gravure perindustrian, kawasan permukaan yang luas memerlukan resolusi spatial yang tinggi. Kitaran alur kerja pesat penggelek percetakan memerlukan ukiran berkesan kawasan seluas beberapa meter persegi dengan ketepatan mikron dalam tempoh masa yang singkat. Penerapan laser dalam bidang ini mempunyai ciri-ciri berikut: kadar pemprosesan yang tinggi, fokus yang tepat, dan kelebihan modulasi digital. Oleh kerana ketepatan yang meningkat, kebolehulangan, fleksibiliti, dan produktiviti, mikrostruktur laser langsung menggantikan teknik platemaking graviti tradisional (seperti ukiran mekanikal dengan peniti berlian atau etsa kimia).
Plat percetakan gravure berputar terdiri daripada tembaga seragam atau roller keluli tergalvani. Maklumat imej diukir menjadi rongga kecil di tembaga atau lapisan tergalvani untuk memindahkan dakwat ke substrat (lihat Rajah 1). Lapisan krom nipis menjamin hayat perkhidmatan lama pencetak di bawah keadaan pengisaran teruk. Dengan menggunakan pisau doktor, adalah mungkin untuk memastikan hanya jumlah dakwat yang ditentukan oleh saiz sel yang dihantar.
Silinder percetakan gravure adalah 0.3-4.4 meter panjang, lilitannya adalah 0.3-2.2 meter, dan kawasan permukaan dapat mencapai 10 meter persegi. Apabila resolusi skrin adalah 60-400 baris / cm, bilangan sel pada dram biasanya 108 hingga 1010. Untuk melakukan pemprosesan imej dalam masa yang paling ekonomi, laser diperlukan untuk mempunyai kadar pengulangan nadi yang tinggi dan kuasa purata tinggi .
Untuk ukiran mikro berskala besar oleh ablasi thermo-optik, kaedah yang paling berkesan adalah menggunakan sinar laser berdenyut, yang denyut laser tunggal mencipta rongga mesh lengkap. Nd-Q: Sistem laser YAG dengan kuasa tumpuan purata 500 watt dan kadar pengulangan 70 kHz (lihat Rajah 3) boleh mencapai kadar ablasi volumetrik zink 1 cm / min dan kadar ablasi kawasan 0.1 M / min. Bentuk sel ditentukan oleh gelombang gelombang sinar laser.
Sel-sel separuh autotipikal (kedua-dua kedalaman dan diameter adalah berubah-ubah dalam skala kelabu) boleh dijana oleh laser dengan gelombang gelombang Gaussian, manakala sel-sel tradisional (dengan garis pusat yang berubah-ubah secara berterusan pada setiap nilai kelabu) dijana dengan menggunakan gelombang rata-rata lihat angka 2). Ukuran rongga mesh bergantung pada tenaga nadi dan dikawal oleh data imej digital yang ditetapkan dengan menggunakan modulator acousto-optik. Julat garis antara 25 meter hingga 150 meter, yang boleh menentukan resolusi skrin imej; kedalamannya adalah dari 1 meter hingga 40 meter, yang dapat menentukan nilai kelabu titik bercetak.
Pemindahan haba dan perolakan cair mesti diminimumkan. Oleh itu, Daetwyler telah membangunkan bahan elektro-galvanis khas dengan bahan tambahan organik, yang mempunyai kekonduksian haba yang lebih rendah daripada struktur zink biasa. Dengan menguap dan menyerap zink khas ini, kawasan lebur dan burr dapat dikurangkan ke lapisan sedimen yang tipis (dalam jarak 2-3 meter di sekeliling sel).
Seluruh permukaan dram secara bergantian terukir oleh jejambat rongga mesh berterusan. Apabila kelajuan dram mencapai 20 rpm, kepala pemprosesan bergerak pada suapan melalui 15-150 mikron / revolusi, sejajar dengan paksi dram (bergantung kepada resolusi skrin). Ketebalan dinding mesh di antara sel-sel hanya 4-6 mikron pada nilai nada maksimum. Ini memerlukan ketepatan pemantauan roller sinaran rasuk adalah kira-kira 1 mikron.
Kaedah lain adalah menggunakan laser serat berkuasa tinggi nadi (kuasa purata 500 watt), yang frekuensi pengulangan nadi boleh dimodulasi dalam lingkungan 30-100 kHz. Apabila kekerapan adalah 35 kHz, terdapat lebih banyak tenaga pada setiap nadi, supaya satu pukulan tunggal dapat menggerudi lubang besar (seperti diameter 140 mikron apabila skrin adalah 70 baris / cm). Apabila kekerapan adalah 100 kHz, tenaga pada setiap nadi menjadi kurang, jadi satu lubang kecil diukir (sebagai contoh, skrin dengan diameter 25 mikron adalah 400 baris / cm).
Operasi pancaran laser kicau tidak bersentuhan, yang merupakan kelebihan utama berbanding ukiran elektromekanik menggunakan pen berlian. Selagi proses percetakan dapat diprediksi dan boleh diulang, keseragaman ukiran boleh dijamin sepanjang lebar silinder. Kerana kebolehulangan yang tinggi, proses laser single-shot tunggal lubang adalah kira-kira 10 kali lebih cepat daripada ukiran elektromekanikal.
Modulasi gelombang gelombang intensiti pancaran
Terdapat banyak bahan substrat yang berlainan di pasaran percetakan (seperti kertas atau foil yang fleksibel), masing-masing dengan ciri-ciri permukaan yang berlainan. Kaedah pengoptimuman pemindahan dakwat bergantung kepada: permukaan substrat (seperti kekasaran, kapasiti penyerapan dakwat), parameter dakwat (seperti kelikatan atau model pigmen), dan plat percetakan. Untuk setiap keadaan yang berbeza, pelbagai bentuk rongga mesh yang diukir boleh digunakan untuk mencapai yang terbaik.
Sebagai tambahan kepada pengaliran haba dan perolakan, sel-sel secara tepat mewakili gelombang gelombang intensiti tumpuan laser. Untuk menjadikan setiap sel mencapai bentuk tertentu, bentuk gelombang intensiti tiga dimensi rasuk terbentuk secara aktif dalam masa nyata, dan kekerapan yang dikawal oleh data imej adalah sehingga 100 kHz.
Melalui modulasi aktif gelombang gelombang intensiti dan perubahan tenaga setiap nadi laser, bentuk, diameter dan kedalaman setiap sel tunggal boleh ditentukan secara berasingan. Jenis baru mesh dalam proses pembuatan plat percetakan disebut Super Halfautotypical mesh (SHC), yang merupakan lanjutan dari mesh Halfautotipikal (kedalaman dan diameter mesh separuh automatik adalah pembolehubah, tetapi tidak dapat dikendalikan secara bebas).
Modulasi SHC membolehkan satu sistem laser tunggal untuk mengukir pelbagai jejaring (tradisional, Autotipikal, Halfautotipikal). Pada masa lalu, proses yang berbeza diperlukan (ukiran elektromekanik, etsa kimia). Bentuk mesh baru kini boleh dijana untuk mengoptimumkan ciri-ciri pemindahan dakwat dan kebolehcetak untuk setiap nilai% -tone warna dan substrat bercetak.
Strategi dan aplikasi
Di samping kaedah modulasi gelombang "SHC tunggal dan lubang tunggal", ia juga mungkin untuk merancang jejaring ukiran dengan melampaui denyutan laser berterusan, tetapi diameter tempat cahaya lebih kecil daripada saiz mesh yang diperlukan (seperti diameter cahaya 10-15 mikron, saiz sel 100 mikron). Struktur dan struktur dalaman rongga yang dibentuk bergantung pada skema pemindaan modulasi, tumpang tindih dan laser denyutan (seperti algoritma pengimbasan mesin penataan imej).
Laser gelombang berterusan yang dipancarkan beralih atau skala kelabu dimodulasi, dan mereka boleh mengukir jalur bertindih kecil untuk membentuk lubang jejaring berbentuk berlian. Kelebihannya terletak pada resolusi tinggi imej (contohnya resolusi mencapai 1000 baris / cm dan diameter cahaya cahaya adalah 15-20 mikron apabila saiz langkah ke hadapan menyampaikan 10 mikron). Kelemahannya terletak pada kehilangan kapasiti pengeluaran, yang perlu diberi pampasan dengan menggunakan frekuensi modulasi yang lebih tinggi (kira-kira 1 MHz) dan kepala ukiran pelbagai rasuk.
Kerana kuasa puncaknya yang tinggi ketika memfokuskan, laser serat kecerahan tinggi (200-600 watt, gelombang berterusan, modulasi nadi) atau laser denyut ultra pendek boleh mencapai kaedah ukiran canggih ini. Selain zink, kecerahan tinggi ini juga boleh digunakan untuk mengukir bahan lain, seperti tembaga dan seramik.
Algoritma proses pengimbasan mesin menaip imej sesuai untuk banyak aplikasi dua dimensi (percetakan) resolusi tinggi dan aplikasi tiga dimensi (percetakan). Seperti ukiran roller gravure RFID.
Teknologi elektronik bercetak adalah teknologi baru yang akan datang. Ketepatan tinggi yang diperlukan oleh komponen dan litar elektronik akan menetapkan penanda aras baru untuk ketepatan dan keseragaman output cetak. Dakwat organik dan bukan organik untuk konduktor dan semikonduktor adalah pasty dan sukar untuk dicetak.
Untuk seragam, lapisan bukan berliang tinta ini, kawalan tepat geometri sel dan tekstur permukaan plat gravure adalah kritikal. Rajah 5C menunjukkan ujian ukiran RFID tag antena, dan lebar garis kontur hanya 10 mikron.
Teknologi laser Holmium menggabungkan kaedah pengimejan digital, meningkatkan proses plat percetakan tradisional, dan meningkatkan kecekapan, julat skrin, ketepatan dan kualiti output cetak. Algoritma yang sesuai boleh digunakan untuk menggunakan jenis laser yang berlainan. Dengan menggunakan gelombang pancaran laser yang dimodulasi, proses SHC tunggal tembakan tunggal kini merupakan proses terpantas untuk gravure, yang boleh digunakan untuk pelbagai substrat, dakwat dan percetakan. Algoritma ukiran baru menggunakan sumber TEM00 berkuasa tinggi memanjangkan penerapan kaedah ablasi laser kepada pelbagai aplikasi perindustrian, seperti penggelek anilox untuk pemindahan bahan kawasan besar, corak percetakan graviti ketepatan tinggi untuk percetakan elektronik, dan Untuk percetakan 3D alat. Apabila kedua-dua kuasa laser yang diperlukan dan algoritma matang ukiran baru dipenuhi, laser nadi ultra-pendek akan dapat mempromosikan dan memperbaiki kaedah di atas. Cabaran yang akan datang adalah menggunakan laser denyut picosecond ultrashort untuk mengoptimumkan proses ablasi.
