Teknologi mikro laser untuk pembuatan pelat
Kami adalah perusahaan percetakan besar di Shenzhen Cina. Kami menawarkan semua publikasi buku, pencetakan buku hardcover, pencetakan buku sampul, notebook hardcover, pencetakan buku sprial, pencetakan buku stiching sadel, pencetakan buklet, kotak kemasan, kalender, semua jenis PVC, brosur produk, catatan, buku anak-anak, stiker, semua jenis produk pencetakan warna kertas khusus, kartu permainan dan sebagainya.
Untuk informasi lebih lanjut, silahkan kunjungi
http://www.joyful-printing.com. ENG saja
http://www.joyful-printing.net
http://www.joyful-printing.org
email: info@joyful-printing.net
Dalam produksi pelat gravure industri, area permukaan yang besar membutuhkan resolusi spasial tingkat tinggi. Siklus kerja cepat dari penggulung pencetakan membutuhkan pengukiran yang efektif dari beberapa meter persegi dalam presisi mikrometer dalam waktu singkat. Aplikasi laser dalam bidang ini memiliki karakteristik sebagai berikut: laju pemrosesan tinggi, fokus yang tepat, dan modulasi digital. Teknologi mikro-penataan laser langsung menggantikan teknik pembuatan gravure tradisional (seperti ukiran mekanis dengan pena berlian atau etsa kimia) karena peningkatan presisi, pengulangan, fleksibilitas, dan produktivitas.
Plat gravure berputar terdiri dari gulungan tembaga atau baja galvanis yang seragam. Informasi gambar diukir ke dalam sel-sel kecil di lapisan tembaga atau galvanis yang mentransfer tinta ke substrat (lihat Gambar 1). Lapisan tipis krom memastikan usia pakai yang lama di bawah kondisi grinding yang parah. Dengan menggunakan pisau dokter, dipastikan bahwa hanya jumlah tinta yang ditentukan oleh ukuran sel yang ditransmisikan.
Silinder cetak gravure memiliki panjang 0,3 hingga 4,4 meter, keliling 0,3 hingga 2,2 meter, dan luas permukaan hingga 10 meter persegi. Ketika resolusi layar 60 hingga 400 garis / cm, jumlah sel pada drum biasanya 108 hingga 1010. Untuk melakukan pemrosesan gambar dalam waktu yang paling ekonomis, laser diharuskan memiliki tingkat pengulangan pulsa yang tinggi dan daya rata-rata tinggi.
Untuk mikro-ukiran skala besar dalam bentuk ablasi termal, metode yang paling efektif adalah menggunakan sinar laser berdenyut dengan pulsa laser tunggal untuk membuat sel lengkap. Sistem laser Q-switched Nd: YAG dengan daya operasi rata-rata 500 watt dan tingkat pengulangan 70 kHz (lihat Gambar 3) memungkinkan tingkat ablasi volume seng mencapai 1 cm3 / menit dan tingkat ablasi area 0,1 m2 / menit. Bentuk sel ditentukan oleh bentuk gelombang intensitas sinar laser.
Setengah-sel autotipikal (baik kedalaman dan diameter adalah variabel dalam skala abu-abu) dapat dihasilkan oleh laser dengan bentuk gelombang Gaussian, sedangkan sel tradisional (dengan berbagai kedalaman per nilai abu-abu) dihasilkan dengan menggunakan bentuk gelombang datar-bawah (lihat gambar 2). Ukuran sel tergantung pada energi pulsa dan dikendalikan oleh kumpulan data gambar digital dengan menggunakan modulator akustik-optik. Diameter mulai dari 25 meter hingga 150 meter menentukan resolusi layar gambar; kedalaman mulai dari 1 meter hingga 40 meter mendefinisikan nilai abu-abu dari titik cetak.
Transfer panas dan konveksi panas dari lelehan harus diminimalkan. Akibatnya, Daetwyler telah mengembangkan bahan electrogalvanized khusus dengan aditif organik yang kurang konduktif termal dari struktur zinc biasa. Dengan mengaburkan seng khusus ini dengan penguapan, zona leleh dan gerinda dapat direduksi menjadi lapisan tipis endapan (dalam 2 hingga 3 meter di sekitar sel).
Permukaan drum keseluruhan bergantian diukir oleh jalur mesh berbentuk spiral kontinyu. Ketika kecepatan drum mencapai 20 rpm, kepala pemesinan bergerak pada umpan lintasan dari 15 hingga 150 μm / rev, sejajar dengan sumbu drum (tergantung pada resolusi layar). Ketebalan dinding mesh antara sel hanya 4 hingga 6 mikron ketika nilai nada maksimum. Ini membutuhkan ketepatan yang tepat dari sinar untuk menerangi drum hingga sekitar 1 mikron.
Metode lain adalah dengan menggunakan laser serat berdaya tinggi pulsa-termodulasi (daya rata-rata 500 watt) dengan rentang modulasi frekuensi pengulangan pulsa 30-100 kHz. Ketika frekuensi 35 kHz, ada lebih banyak energi per pulsa, sehingga satu tembakan dapat mengebor sel besar (seperti layar dengan diameter 140 mikron ketika layar 70 garis / cm). Ketika frekuensi 100 kHz, energi per pulsa menjadi kurang, dan dengan demikian sel kecil terukir (misalnya, layar memiliki diameter 25 μm ketika layar adalah 400 garis / cm).
Pengoperasian sinar laser adalah non-kontak, yang merupakan keunggulan kunci atas ukiran elektromekanik menggunakan pena berlian. Selama proses pencetakan dapat diprediksi dan diulang, keseragaman ukiran dapat dijamin di seluruh lebar drum. Karena pengulangan yang tinggi, proses laser single-shot satu-lubang kira-kira 10 kali lebih cepat daripada ukiran elektromekanik.
Beam gelombang intensitas modulasi
Ada banyak bahan substrat yang berbeda (seperti kertas atau kertas elastis) di pasar percetakan, masing-masing dengan karakteristik permukaan yang berbeda. Optimalisasi transfer tinta tergantung pada: permukaan substrat (seperti kekasaran, kapasitas penyerapan tinta), parameter tinta (seperti viskositas atau model pigmen), pelat cetak. Untuk setiap kasus berbeda, berbagai bentuk sel terukir dapat digunakan untuk mencapai optimal.
Selain konduksi panas dan konveksi, sel-sel secara akurat mewakili gelombang intensitas fokus dari sinar laser. Untuk mencapai bentuk tertentu untuk setiap sel, bentuk gelombang intensitas stereoskopik dari sinar secara aktif dibentuk dalam waktu nyata, dan frekuensi yang dikendalikan oleh data gambar setinggi 100 kHz. Skema keseluruhan teknik modulasi stereo ini ditunjukkan pada Gambar 4.
Bentuk, diameter dan kedalaman setiap sel tunggal dapat ditentukan secara independen oleh modulasi aktif dari bentuk gelombang intensitas dan variasi independen dari energi setiap pulsa laser. Jenis sel baru dalam proses pembuatan pelat ini disebut Super Halfautotypical Cell (SHC), yang merupakan perpanjangan dari sel Halfautotypical (kedalaman dan diameter sel semi-otomatis bervariasi, tetapi tidak dikontrol secara independen).
Modulasi SHC memungkinkan sistem laser untuk mengukir berbagai sel (tradisional, Autotypical, Halfautotypical). Di masa lalu, proses yang berbeda (ukiran elektromekanik, etsa kimia) diperlukan. Sekarang, bentuk sel baru dapat dibuat untuk mengoptimalkan karakteristik transfer tinta dan kemampuan mencetak untuk setiap warna% -nilai musik dan media cetak.
Strategi dan aplikasi
Selain metode "single-shot single-hole" dari SHC beam waveform modulation, juga dimungkinkan untuk mendesain sel terukir dengan melapiskan pulsa laser kontinu, kecuali bahwa diameter spot lebih kecil dari ukuran sel yang dibutuhkan (seperti titik diameter 10-15). Mikron, ukuran sel 100 mikron). Bentuk dan struktur internal sel yang terbentuk bergantung pada skema modulasi, tumpang tindih, dan pemindaian pulsa laser (seperti algoritma pemindaian mesin penata gambar).
Laser gelombang kontinyu dialihkan atau skala abu-abu dimodulasi untuk membuat garis-garis kecil yang tumpang tindih yang membentuk sel berbentuk berlian. Keuntungannya adalah resolusi tinggi gambar (misalnya, resolusi 1000 baris / cm dengan ukuran langkah transpor maju 10 mikron dan diameter spot 15-20 mikron). Kerugiannya adalah hilangnya kapasitas produksi, yang perlu dikompensasikan dengan menggunakan frekuensi modulasi yang lebih tinggi (sekitar 1 MHz) dan kepala ukiran multi-beam.
Laser serat kecerahan tinggi (200-600 watt, gelombang kontinyu, modulasi pulsa) atau laser pulsa ultrashort memungkinkan metode ukiran canggih ini karena daya puncaknya yang tinggi selama pemfokusan. Selain seng, kecerahan tinggi ini juga dapat digunakan untuk mengukir bahan lain seperti tembaga dan keramik.
Algoritma proses pemindaian tata letak mesin gambar cocok untuk banyak aplikasi 2D (pencetakan) resolusi tinggi dan aplikasi 3D (pencetakan). Misalnya, mengukir rol gravure RFID.
Barang elektronik cetak adalah teknologi baru yang akan datang, dan presisi tinggi yang diperlukan untuk komponen elektronik dan sirkuit akan menetapkan patokan baru untuk akurasi dan keseragaman hasil cetak. Sebagian besar tinta organik atau anorganik dari konduktor dan semikonduktor adalah seperti pasta, yang sangat sulit untuk dicetak.
Untuk delaminasi seragam, non-porous dari tinta ini, kontrol yang tepat dari geometri sel dan tekstur permukaan pelat gravure sangat penting. Gambar 5C menunjukkan tes ukiran antena tag RFID dengan lebar kontur hanya 10 mikron.
Ringkasan dan prospek
Teknologi laser menggabungkan metode pencitraan digital untuk meningkatkan proses pencetakan tradisional, meningkatkan efisiensi output cetak, jangkauan layar, akurasi dan kualitas. Algoritma yang berbeda dapat digunakan untuk memanfaatkan jenis laser yang berbeda. Memanfaatkan bentuk gelombang laser termodulasi, proses SHC single-shot single-hole saat ini adalah proses tercepat untuk gravure dan dapat digunakan untuk berbagai substrat, tinta dan pencetakan. Algoritme ukiran baru menggunakan sumber TEM00 daya tinggi memperluas jangkauan metode ablasi laser ke berbagai aplikasi industri, seperti gulungan anilox untuk transfer materi area besar, pencetakan gravure presisi tinggi untuk elektronik cetak, dan Digunakan dalam alat cetak 3D . Laser pulsa ultra-pendek akan dapat mendorong dan meningkatkan metode di atas ketika kedua kekuatan laser yang diperlukan dan algoritma matang ukiran baru puas. Tantangan untuk masa depan akan menggunakan laser pulsa ultrasortik picosecond untuk mengoptimalkan proses ablasi.