Laser mikrostrukturell teknologi for plate making
Vi er et stort utskrift selskap i Shenzhen Kina. Vi tilbyr alle bokpublikasjoner, innbundet bokutskrift, utskrift av papirbøker, utskrift av trykte bokstaver, prospektbokutskrift, utskrift av saddestifter, trykking av boks, emballasje, kalendere, alle typer PVC, produktbrosjyrer, notater, barnbok, klistremerker, alle typer spesielle papir farge trykk produkter, game cardand så videre.
For mer informasjon vennligst besøk
http://www.joyful-printing.com. Kun ENG
http://www.joyful-printing.net
http://www.joyful-printing.org
e-post: info@joyful-printing.net
Ved industriell gravureplateproduksjon krever et stort overflateareal en høy grad av romlig oppløsning. Den raske arbeidssyklusen til utskriftsrullen krever en effektiv gravering av flere kvadratmeter i mikrometer-presisjon på kort tid. Anvendelsen av lasere i dette feltet har følgende egenskaper: høy prosesseringshastighet, presis fokusering og digital modulering. Direkte lasermikrostruktureringsteknologi erstatter tradisjonelle gravure-making teknikker (som mekanisk gravering med diamantpenn eller kjemisk etsing) på grunn av økt presisjon, repeterbarhet, fleksibilitet og produktivitet.
Den roterende gravureplaten består av en jevn kobber eller galvanisert stålrulle. Bildedataene er gravert inn i små celler i et kobber eller galvanisert lag som overfører blekk til underlaget (se figur 1). Et tynt lag av krom sikrer lang levetid for pressen under vanskelige slipeforhold. Ved å bruke et legeblad sikres det at bare mengden blekk som bestemmes av cellens størrelse, overføres.
Gravure utskrift sylinderen har en lengde på 0,3 til 4,4 meter, en omkrets på 0,3 til 2,2 meter, og et areal på opptil 10 kvadratmeter. Når skjermoppløsningen er 60 til 400 linjer / cm, er antallet celler på trommelen vanligvis 108 til 1010. For å kunne utføre bildebehandling i den mest økonomiske tiden, må laseren ha en høy pulsrepetisjon og en høy gjennomsnittlig effekt.
For storskala mikrogravering i form av termisk ablation, er den mest effektive metoden å bruke en pulserende laserstråle med en enkelt laserpuls for å lage en komplett celle. Et Q-switched Nd: YAG-lasersystem med en gjennomsnittlig driftseffekt på 500 watt og en repetisjonshastighet på 70 kHz (se figur 3) gjør at volumablisasjonshastigheten for sink kan nå 1 cm3 / min og en arealablasjonsrate på 0,1 m2 / minutt. Formen til cellen bestemmes av intensitetsbølgeformen til laserstrålen.
Halvautotypiske celler (både dybde og diameter er variabel i gråtoner) kan genereres av lasere med gaussiske strålebølgeformer, mens tradisjonelle celler (med varierende dybder per grenseverdi) genereres ved hjelp av flatbunnbølgeformer (se figur 2). Cellens størrelse er avhengig av pulsenergien og styres av det digitale bildedatasettet ved hjelp av en akustisk-optisk modulator. En diameter som strekker seg fra 25 meter til 150 meter, definerer skjermoppløsningen til bildet; en dybde som strekker seg fra 1 meter til 40 meter, definerer den grå verdien av de trykte punktene.
Varmeoverføringen og varmekonveksjonen til smelten må minimeres. Som et resultat har Daetwyler utviklet et spesielt elektrogalvanisert materiale med organiske tilsetningsstoffer som er mindre termisk ledende enn vanlige sinkstrukturer. Ved å ablate denne spesielle sinken ved fordampning, kan smelteområdet og burrene reduseres til et tynt lag av innskudd (innen 2 til 3 meter rundt cellen).
Hele trommeloverflaten er vekselvis gravert av et kontinuerlig spiralformet maskespor. Når trommets hastighet når 20 omdreininger, beveger maskinhodet seg ved en traversmating på 15 til 150 μm / rev, parallelt med trommelaksen (avhengig av skjermoppløsningen). Tykkelsen på nettvegget mellom cellene er bare 4 til 6 mikron når toneverdien er maksimal. Dette krever stråleens sikte nøyaktighet for å belyse trommelen til ca. 1 mikron.
En annen metode er å bruke en pulsmodulert høyfrekvenslaser (gjennomsnittlig effekt på 500 watt) med et pulsrepetasjonsfrekvensmodulasjonsområde på 30-100 kHz. Når frekvensen er 35 kHz, er det mer energi per puls, slik at et enkelt skudd kan bore en stor celle (for eksempel en skjerm med en diameter på 140 mikron når skjermen er 70 linjer / cm). Når frekvensen er 100 kHz blir energien per puls mindre, og dermed blir en liten celle inngravert (for eksempel en skjerm med en diameter på 25 μm når skjermen er 400 linjer / cm).
Betjeningen av laserstrålen er ikke-kontakt, noe som er en viktig fordel i forhold til elektromekanisk gravering ved hjelp av en diamantpenn. Så lenge utskriftsprosessen er forutsigbar og repeterbar, kan ensartet gravering garanteres over hele trommelens bredde. På grunn av den høye repeterbarheten er single-shot single-hole laserprosessen omtrent 10 ganger raskere enn elektromekanisk gravering.
Beam intensitet bølgeform modulasjon
Det finnes mange forskjellige substratmaterialer (for eksempel papir eller elastisk folie) på utskriftsmarkedet, hver med forskjellige overflateegenskaper. Optimaliseringen av blekkoverføring avhenger av: overflaten av substratet (for eksempel grovhet, blekkabsorberingskapasitet), blekkparametere (som viskositet eller modell av pigmentet), trykkplater. For hver annen sak kan forskjellige former for graverte celler brukes til å oppnå optimal.
I tillegg til varmeledning og konveksjon representerer cellene nøyaktig laserstrålens fokusintensitetsbølgeform. For å oppnå en bestemt form for hver celle, formes den stereoskopiske intensitetsbølgeformen av strålen aktivt i sanntid, og frekvensen styrt av bildedataene er så høy som 100 kHz. Den overordnede planen for denne stereomodulasjonsteknikken er vist i figur 4.
Formen, diameteren og dybden av hver enkelt celle kan bestemmes uavhengig av den aktive moduleringen av intensitetsbølgeformen og den uavhengige variasjonen av energien til hver laserpuls. Denne nye typen celle i plateprosessen kalles Super Halfautotypical Cell (SHC), som er en forlengelse av den halfautotypiske cellen (dybden og diameteren til den halvautomatiserte cellen er variert, men ikke uavhengig kontrollert).
SHC-modulering gjør det mulig for et lasersystem å grave forskjellige celler (tradisjonelt, autotypisk, halfautotypisk). Tidligere var det nødvendig med forskjellige prosesser (elektromekanisk gravering, kjemisk etsing). Nå kan nye celleformer opprettes for å optimalisere blekkoverføringsegenskapene og utskriftsevnen for hver farge% -toneverdi og utskriftssubstrat.
Strategi og anvendelse
I tillegg til "single-shot single-hole" -metoden for SHC strålebølgeformmodulasjon, er det også mulig å designe graverte celler ved å overføre kontinuerlige laserpulser, bortsett fra at spotdiameteren er mindre enn den nødvendige cellestørrelsen (for eksempel et sted diameter på 10-15). Micron, cellestørrelse 100 mikron). Formen og den interne strukturen til de dannede cellene avhenger av modulasjons-, overlappings- og skanneordninger av laserpulser (slik som algoritmer for bildesettende maskinskanning).
Kontinuerlige bølgelaser er byttet eller gråskala modulert for å lage små overlappende striper som danner en diamantformet celle. Fordelen er den høye oppløsningen på bildet (for eksempel en oppløsning på 1000 linjer / cm med en fremad transportstrinnstørrelse på 10 mikron og en spotdiameter på 15-20 mikron). Ulempen er tapet av produksjonskapasitet, som må kompenseres ved å bruke en høyere modulasjonsfrekvens (ca. 1 MHz) og et flerbjergegraveringshode.
High-brightness fiber lasere (200-600 watt, kontinuerlig bølge, puls modulering) eller ultrashort puls lasere aktivere denne avanserte gravering metoden på grunn av sin høye peak power under fokusering. I tillegg til sink kan denne høye lysstyrken også brukes til å grave andre materialer som kobber og keramikk.
Skanneprosessalgoritmen for bildeoppsett er egnet for mange høyoppløselige 2D (utskrift) applikasjoner og 3D (utskrift) applikasjoner. For eksempel graverer en RFID-gravyrrull.
Trykt elektronikk er en kommende ny teknologi, og den høye presisjonen som kreves for elektroniske komponenter og kretser, vil sette et nytt referansemål for nøyaktighet og ensartet utskrift. De fleste organiske eller uorganiske blekk av ledere og halvledere er pastalignende, noe som er svært arbeidskrevende å skrive ut.
For jevn, ikke-porøs delaminering av disse blekkene, er nøyaktig kontroll av cellegeometrien og overflatestrukturen til gravyrplaten kritisk. Figur 5C viser en graveringstest av en RFID-tagantenne med en konturbredde på bare 10 mikron.
Sammendrag og utsikt
Laserteknologi kombinerer digitale bildemetoder for å forbedre den tradisjonelle utskriftsprosessen, forbedre utskriftseffektiviteten, skjermområdet, nøyaktigheten og kvaliteten. Ulike algoritmer kan brukes til å benytte forskjellige lasertyper. Ved hjelp av den modulerte laserstrålebølgeformen er single-shot single-hole SHC-prosessen for tiden den raskeste prosessen for gravure og kan brukes til en rekke underlag, blekk og trykk. Den nye graveringsalgoritmen ved hjelp av TEM00-kilder med høy effekt, utvider rekkevidden av laserablationsmetoder til en rekke industrielle anvendelser, for eksempel aniloxruller for overføring av store områder, presisjon med gravide utskrift for trykt elektronikk, og brukes i 3D-trykkverktøy . Ultra-korte pulslasere vil kunne kjøre og forbedre metodene ovenfor når både den nødvendige laserkraften og den nye graveringsmodne algoritmen er tilfredsstillende. Utfordringen for fremtiden er å bruke en picosecond ultrasort puls laser for å optimalisere ablasjonsprosessen.