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激光在工业凹版制版中的微雕刻应用-雅博体育app

发布时间:2021-07-09 15:30:01人气:
本文摘要:在工业平版滚筒制作中,宽阔的表面区域拒绝高度的空间分辨率。而印刷辊的较慢工作流程周期拒绝在很短的时间内,以微米级精度有效地雕刻若干平方米的面积。 激光在这一领域的应用于有如下特点:加工亲率低,探讨准确以及不具备数字调制的优势。由于精密度、可重复性、灵活性和生产率的提升,必要激光微结构技术正在代替传统的平版印刷技术(例如用金刚石笔或化学转印展开机械雕刻)。 转动型平版滚筒由一个均匀分布镀铜或镀锌的钢辊构成。

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在工业平版滚筒制作中,宽阔的表面区域拒绝高度的空间分辨率。而印刷辊的较慢工作流程周期拒绝在很短的时间内,以微米级精度有效地雕刻若干平方米的面积。

激光在这一领域的应用于有如下特点:加工亲率低,探讨准确以及不具备数字调制的优势。由于精密度、可重复性、灵活性和生产率的提升,必要激光微结构技术正在代替传统的平版印刷技术(例如用金刚石笔或化学转印展开机械雕刻)。  转动型平版滚筒由一个均匀分布镀铜或镀锌的钢辊构成。图像信息被雕刻到镀铜或镀锌层里的微小网穴,将印墨移往到基底上(闻图1)。

一层厚的铬层可保证在轻微研磨条件下印刷机仍不具较长的使用寿命。通过用于刮刀,需要保证只传送网穴尺寸确认的油墨量。  平版印刷滚筒长0.3-4.4米,圆周长0.3-2.2米,表面积平均10平方米。

当网屏分辨率为60-400线/厘米时,滚筒上的网穴数量一般来说为108到1010。为了在最经济的时间内作好图像处理,拒绝激光具备低脉冲重复率和低平均功率。

  对于以热光激光为途径的大规模微雕刻来说,最有效地的方法是:使用一束脉冲激光光束,其单个激光脉冲创立一个原始的网穴。一种工作探讨平均功率为500瓦、反复频率为70千赫的调QNd:YAG激光系统(参看图3)需要使锌的体积激光亲率超过1立方厘米/分钟,面积激光亲率超过0.1平方米/分钟。网穴的形状由激光光束的强度波形要求。  Half-autotypical网穴(深度和直径在灰阶上均星型)可以由高斯光束波形的激光产生,而传统网穴(每一灰度值上深度变化直径恒定)通过用于平底波形产生(参看图2)。

网穴的大小各不相同脉冲能量,通过用于声光调制器由数字图像数据组掌控。范围为25米到150米的直径,可以定义图像的网屏分辨率;范围为1米到40米的深度,可以定义印刷点的灰度值。  熔料的热传导和热对流必需增至低于限度。

因此,Daetwyler公司研发了一种附带有机添加剂的类似电镀锌材料,其热传导性比普通锌结构更加较低。通过汽化激光这种类似锌,熔融区域和毛刺可以被增至一层薄薄的沉积物(网穴周围2-3米内)。  整个滚筒表面通过一条倒数的螺旋状网穴轨道展开交错雕刻。

当滚筒扭矩超过20并转/秒时,加工头以15-150微米/并转的横移进给量,平行于滚筒轴线移动(各不相同网屏分辨率)。网穴之间的网墙厚度在阶声调仅次于时只有4-6微米。这拒绝光束太阳光滚筒的射击精度超过大约1微米。  另一种方法是用于脉冲调制的高功率光纤激光器(平均功率500瓦),其脉冲反复频率可调制范围为30-100千赫。

当频率为35千赫时,每次脉冲下有更加多能量,从而使得单次闭锁需要小洞大网穴(如网屏为70线/厘米时直径为140微米)。当频率为100千赫时,每次脉冲上的能量变低,因而雕刻出有小网穴(如网屏为400线/厘米时直径为25微米)。

  激光光束的操作者所谓接触式的,与用于金刚石笔的机电雕刻比起,这是一个关键的优势。只要印刷工艺不具备可预测性和可重复性,就能在滚筒整个宽度上确保雕刻的均匀分布性。正是因为低可重复率,单发单穴激光工艺约比机电雕刻慢10倍。

  光束强度波形调制  印刷市场上有许多有所不同的基底材料(比如纸张或弹性箔),每种材料具有有所不同的表面特性。油墨移往的优化方法依赖:基底表面(如粗糙度、油墨吸收能力)、油墨参数(如颜料的粘度或型号)、滚筒。

对于每种有所不同情况,可以用于有所不同形状的雕刻网穴以超过拟合。  除热传导和对流之外,网穴准确回应了激光光束的焦点强度波形。

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为了让每个网穴都超过特定形状,光束的立体强度波形是主动动态构成的,由图像数据掌控的频率高达100千赫。这一立体调制技术的总体方案如图4右图。

  通过强度波形的主动调制以及每次激光脉冲能量的独立国家变化,每巧合网穴的形状、直径和深度都可以独立国家要求。滚筒制作工艺中的这一新型网穴叫作超级Halfautotypical网穴(SHC),是Halfautotypical网穴的伸延(半自动型网穴的深度和直径是变化的,但无法独立国家掌控)。  SHC调制使得一台激光系统就能雕刻各种网穴(传统的、Autotypical、Halfautotypical)。

过去则必须有所不同的工艺(机电雕刻、化学转印)。现在,需要分解全新网穴形状,从而为每种颜色%-阶声调和印刷基底优化油墨移往特性和适印性能。

  战略与应用于  除了SHC光束波形调制的单发单穴方法外,还可以通过变换倒数激光脉冲的方式来设计雕刻网穴,只不过光点直径比拒绝的网穴尺寸小(比如光点直径10-15微米,网穴尺寸100微米)。所构成网穴的形状和内部结构造就调制、重合以及激光脉冲的扫瞄方案(如图像印刷机扫瞄算法)。  连续波激光器是电源或灰阶调制的,可以雕刻出有细小的重合条纹,构成菱形网穴。

其优势在于图像的高分辨率(例如相反运送步长为10微米时分辨率超过1000线/厘米,光点直径为15-20微米)。其劣势在于生产能力的损耗,必须通过用于更高的调制频率(大约1兆赫)以及多光束雕刻头来填补。  由于其探讨时的高峰值功率,高亮度光纤激光器(200-600瓦,连续波,脉冲调制)或者非同脉冲激光器需要构建这种先进设备的雕刻方法。除了锌之外,这种高亮度某种程度需要用作雕刻其他材料,比如铜和陶瓷。

  图像印刷机扫瞄过程算法限于于许多高分辨率二维(印刷)应用于和三维(印花)应用于。例如雕刻RFID凸印辊。  印制电子技术是一项将要来临的新技术,电子元件和电路拒绝的高精度将为打印输出的精确性和均匀分布性原作新的基准。导体及半导体的有机或无机油墨大部分都是糊状的,印刷一起很费劲。

  对于这些油墨的均匀分布无孔分层来说,准确掌控网穴几何形状和平版滚筒的表面纹理是十分关键的。图5C表明了RFID标签天线的雕刻试验,轮廓线宽度只有10微米。  总结与未来发展  激光技术融合了数字光学方法,改良了传统印刷制版工艺,提高了打印输出的效率、网屏范围、精确性和质量。

可以运用适当的算法,利用有所不同的激光器类型。利用调制的激光光束波形,目前单发单穴SHC工艺是用作平版的速度最慢的工艺,可用作各种基底、油墨和印刷。用于高功率TEM00源的新型雕刻算法,将激光激光方法的应用于范围拓展至一系列的工业应用于,如用作大面积材料蚀刻的网纹辊、用作印刷电子的高精度平版印刷图案以及用作三维印花工具。

当必须的激光功率以及新型雕刻成熟期算法这两个条件都符合时,非同脉冲激光将需要推展和改良上述方法。将来所面对的挑战将是:用于皮秒超较短脉冲激光来优化激光工艺。


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