Ražojot rūpnieciskas gravējuma iespiedplates, plaša virsmas laukumam nepieciešama augsta telpiskā izšķirtspēja. Drukāšanas veltņu ātrajam darbplūsmas ciklam nepieciešama efektīva vairāku kvadrātmetru platības gravēšana ar mikronu līmeņa precizitāti īsā laika posmā. Lāzera pielietojumam šajā jomā ir šādas īpašības: augsts apstrādes ātrums, precīza fokusēšana un digitālās modulācijas priekšrocības. Paaugstinātas precizitātes, atkārtojamības, elastības un produktivitātes dēļ tiešā lāzera mikrostrukturēšana aizstāj tradicionālās gravēšanas plākšņu izgatavošanas metodes (piemēram, mehānisku gravēšanu ar dimanta pildspalvām vai ķīmisku kodināšanu).
Rotācijas gravitācijas drukas plate sastāv no vienota vara vai cinkota tērauda veltņa. Informācija par attēlu tiek iegravēta sīkos iedobumos vara vai cinkotos slāņos, lai tinti nodotu substrātam (sk. 1. attēlu). Plāns hroma slānis nodrošina printera ilgu kalpošanas laiku smagos slīpēšanas apstākļos. Izmantojot ārsta asmeni, ir iespējams pārliecināties, ka tiek piegādāts tikai tintes daudzums, ko nosaka šūnas lielums.
Gravīras iespiedcilindrs ir 0,3–4,4 metrus garš, apkārtmērs ir 0,3–2,2 metri, un virsmas laukums var sasniegt 10 kvadrātmetrus. Kad ekrāna izšķirtspēja ir 60–400 līnijas / cm, trumuļa šūnu skaits parasti ir no 108 līdz 1010. Lai attēlu apstrādi veiktu visekonomiskākajā laikā, lāzeriem ir jābūt ar augstu impulsa atkārtošanās ātrumu un lielu vidējo jaudu. .
Liela mēroga mikrogravēšanai ar termo-optisko ablāciju visefektīvākā metode ir impulsa lāzera stara izmantošana, kura atsevišķs lāzera impulss rada pilnīgu acu dobumu. Q pārslēdzama Nd: YAG lāzera sistēma ar vidējo fokusa jaudu 500 vati un atkārtošanās ātrumu 70 kHz (sk. 3. attēlu) var sasniegt cinka tilpuma ablācijas ātrumu 1 cm / min un laukuma ablācijas ātrumu 0,1 M / min. Šūnu formu nosaka ar lāzera stara intensitātes viļņu formu.
Pusautotipa šūnas (gan dziļums, gan diametrs ir mainīgs pelēktoņu skaļumā) var ģenerēt ar lāzeru ar Gausa staru viļņu formu, savukārt tradicionālās šūnas (ar nemainīgu dziļuma mainīgo diametru katrā pelēkajā vērtībā) ģenerē, izmantojot plakanu dibena viļņu formas ( skatīt 2. attēlu). Linuma acs dobuma lielums ir atkarīgs no impulsa enerģijas un tiek kontrolēts ar digitālā attēla datu kopu, izmantojot akustisko-optisko modulatoru. Diametrs svārstās no 25 metriem līdz 150 metriem, kas var noteikt attēla ekrāna izšķirtspēju; dziļums svārstās no 1 metra līdz 40 metriem, kas var noteikt izdrukāto punktu pelēko vērtību.
Jāsamazina kausējuma siltuma pārnese un konvekcija. Tāpēc Daetwyler ir izstrādājis īpašu elektro-cinkotu materiālu ar organiskām piedevām, kam ir zemāka siltumvadītspēja nekā parastajām cinka konstrukcijām. Iztvaicējot un atdalot šo īpašo cinku, kušanas laukumu un urbumus var samazināt līdz plānam nogulumu slānim (2–3 metru attālumā ap kameru).
Visu bungas virsmu pārmaiņus iegravē ar nepārtrauktu spirālveida acs dobuma celiņu. Kad bungas ātrums sasniedz 20 apgr./min., Apstrādes galva pārvietojas ar šķērsvirzienu ar ātrumu 15–150 mikroni / apgrieziens, paralēli bungas asij (atkarībā no ekrāna izšķirtspējas). Linuma acs sienas biezums ir tikai 4-6 mikroni pie maksimālās toņa vērtības. Tas prasa, lai staru apstarošanas veltņa mērķa precizitāte būtu aptuveni 1 mikrons.
Vēl viena metode ir izmantot impulsu modulētu lieljaudas šķiedru lāzeru (vidējā jauda 500 vati), kura impulsa atkārtošanās frekvenci var modulēt diapazonā no 30 līdz 100 kHz. Kad frekvence ir 35 kHz, katrā impulsā ir vairāk enerģijas, lai ar vienu kadru varētu urbt lielu caurumu (piemēram, diametrs ir 140 mikroni, ja ekrāns ir 70 līnijas / cm). Kad frekvence ir 100 kHz, katra impulsa enerģija kļūst mazāka, tāpēc tiek cirsts mazs acs (piemēram, ekrāns ar 25 mikronu diametru ir 400 līnijas / cm).
Chirped lāzera stars darbojas bezkontakta veidā, kas ir galvenā priekšrocība salīdzinājumā ar elektromehānisko gravēšanu, izmantojot dimanta pildspalvu. Kamēr drukāšanas process ir paredzams un atkārtojams, gravējuma vienveidību var garantēt visā cilindra platumā. Augstās atkārtojamības dēļ viena kadra viena cauruma lāzera process ir apmēram 10 reizes ātrāks nekā elektromehāniskais gravējums.
Staru intensitātes viļņu formas modulācija
Poligrāfijas tirgū ir daudz dažādu substrātu materiālu (piemēram, papīrs vai elastīga folija), un katram no tiem ir atšķirīgas virsmas īpašības. Tintes nodošanas optimizācijas metode ir atkarīga no: pamatnes virsmas (piemēram, raupjuma, tintes absorbcijas spējas), tintes parametriem (piemēram, pigmenta viskozitātes vai modeļa) un drukas plāksnes. Katrā atšķirīgajā situācijā vislabākā sasniegšanai var izmantot dažādas formas izliektus acu dobumus.
Papildus siltuma vadīšanai un konvekcijai šūnas precīzi attēlo lāzera stara fokusa intensitātes viļņu formu. Lai katra šūna sasniegtu noteiktu formu, reālā laikā aktīvi tiek veidota stara trīsdimensiju intensitātes viļņu forma, un attēla datu kontrolētā frekvence ir līdz 100 kHz.
Ar intensīvas viļņu formas aktīvu modulēšanu un katra lāzera impulsa enerģijas neatkarīgu izmaiņu palīdzību var neatkarīgi noteikt katras šūnas formu, diametru un dziļumu. Šis jaunais acu tips iespiedplašu ražošanas procesā tiek saukts par superhafautiotipisko sietu (SHC), kas ir halfautotipiskā acs pagarinājums (pusautomātiskās acs dziļums un diametrs ir mainīgi, bet to nevar patstāvīgi kontrolēt).
SHC modulācija ļauj vienai lāzera sistēmai veidot dažādas acis (tradicionālās, autotipiskās, halfautotipiskās). Agrāk bija nepieciešami dažādi procesi (elektromehāniskā gravēšana, ķīmiskā kodināšana). Tagad var izveidot jaunas acu formas, lai optimizētu tintes pārneses raksturlielumus un izdrukājamību katrai krāsai% tonis un drukātajam substrātam.
Stratēģija un pielietojums
Papildus SHC staru viļņu formas modulācijas "viena kadra un viena cauruma" metodei ir iespējams arī noformēt gravēšanas acis, uzliekot nepārtrauktus lāzera impulsus, bet gaismas vietas diametrs ir mazāks par nepieciešamo acu izmēru (piemēram, gaismas vietas diametrs 10-15 mikroni, šūnas izmērs 100 mikroni). Izveidotā dobuma forma un iekšējā struktūra ir atkarīga no modulācijas, pārklāšanās un lāzera impulsu skenēšanas shēmas (piemēram, no attēlu iespiedmašīnas skenēšanas algoritma).
Chirped nepārtrauktu viļņu lāzeri ir ieslēgti vai pelēkā mērogā modulēti, un tie var iegravēt mazas pārklājošās svītras, veidojot rombveida formas acu caurumus. Tās priekšrocība ir lielā attēla izšķirtspējā (piemēram, izšķirtspēja sasniedz 1000 līnijas / cm un gaismas plankuma diametrs ir 15-20 mikroni, ja priekšu vedošā pakāpiena izmērs ir 10 mikroni). Trūkums ir ražošanas jaudas zudums, kas jākompensē, izmantojot augstāku modulācijas frekvenci (apmēram 1 MHz) un daudzstaru gravēšanas galvu.
Tā kā ir liela fokusēšanas jauda, ar augstas spilgtuma šķiedru lāzeriem (200–600 vati, nepārtraukta viļņa, impulsa modulācija) vai ar ļoti īsu impulsu lāzeriem var sasniegt šo uzlaboto gravēšanas metodi. Papildus cinkam šo augsto spilgtumu var izmantot arī citu materiālu, piemēram, vara un keramikas, gravēšanai.
Attēlu salikšanas mašīnas skenēšanas procesa algoritms ir piemērots daudzām augstas izšķirtspējas divdimensiju (drukāšanas) un trīsdimensiju (drukāšanas) lietojumprogrammām. Piemēram, gravīra RFID gravitācijas veltnī.
Iespiestā elektroniskā tehnoloģija ir gaidāmā jaunā tehnoloģija. Augstā precizitāte, ko pieprasa elektroniskie komponenti un shēmas, noteiks jaunu etalonu drukas izdrukas precizitātei un vienmērīgumam. Lielākā daļa organisko un neorganisko tinšu vadītājiem un pusvadītājiem ir mīklas un grūti drukājamas.
Lai vienmērīgi, bez porainas šīs tintes kārtotu slāni, kritiska ir precīza šūnu ģeometrijas un gravitācijas plākšņu virsmas struktūras kontrole. 5C. Attēls parāda RFID marķējuma antenas gravēšanas pārbaudi, un kontūras līnijas platums ir tikai 10 mikroni.
Holmija lāzera tehnoloģija apvieno digitālās attēlveidošanas metodes, uzlabo tradicionālo drukāšanas plākšņu izgatavošanas procesu un uzlabo drukāšanas efektivitāti, ekrāna diapazonu, precizitāti un kvalitāti. Atbilstošus algoritmus var izmantot, lai izmantotu dažādus lāzera tipus. Izmantojot modulētu lāzera stara viļņu formu, viena kadra viena cauruma SHC process pašlaik ir ātrākais gravēšanas process, ko var izmantot dažādiem substrātiem, tintēm un drukāšanai. Jauns gravēšanas algoritms, kurā izmantots lieljaudas TEM00 avots, paplašina lāzera ablācijas metožu pielietojumu dažādiem rūpnieciskiem lietojumiem, piemēram, aniloksiem veltņiem liela laukuma materiālu pārsūtīšanai, augstas precizitātes gravitācijas drukāšanas shēmām elektronikas drukāšanai un 3D drukāšanai. darbarīki. Kad būs izpildīta gan nepieciešamā lāzera jauda, gan jaunais nobriedušais gravēšanas algoritms, īpaši īsā impulsa lāzers spēs reklamēt un uzlabot iepriekšminēto metodi. Nākamais izaicinājums būs izmantot pikosekundē ļoti īsus impulsu lāzerus, lai optimizētu ablācijas procesu.
