激光在工业凹版制版中的应用

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1、激光在工业凹版制版中的应用在工业凹版印版制作中，宽人的表面区域要求高度的空间分辨率。而印刷辘的快速工作流程周期要求在很短的时间内，以微米级将度有效地雕刻若干平方米的面积。激光在这一领域的应用有如F特点：加工率高，聚焦精确以及具备数字调制的优势。山丁精密度、可重复性、灵活性和生产率的提高，直接激光微构造技术止在取代传统的凹版制版技术（例如川金刚石笔或化学蚀刻进行机械雕刻）。旋转型凹版印版由一个均匀镀铜或镀锌的钢辗纽成。图像信息被雕刻到镀铜或镀锌层里的微小网穴，将印墨转移到基底上（见图1）。一层薄的珞层可确保在剧烈研磨条件下印刷机仍具较长的狡用寿命

2、。通过便用刮刀，能够确保只传递网穴尺寸确泄的油墨量。sevA）瞒用鸟B）劲弼凹踽冷叭凹版印刷滚筒长0.344米，鬪周长0.322米，表面积可达10平方米。当网屏分辨率为60-400线/厘米时，滚筒上的网穴数量通常为108到1010。为了在最经济的时间内做好图像处理，要求激光具有高脉冲重复率和高平均功率。对于以热光烧蚀为途径的人规模微雕刻来说，放有效的方法是：采用一束脉冲激光光束，其单个激光脉冲创建一个完整的网穴。一种工作聚焦平均功率为500瓦、重复频率为70千赫的调QNd:YAG激光系统（参见图3）能够使锌的体积烧蚀率达到1立方厘米/分钟，面积

3、烧蚀率达到0.1平方米/分钟。网穴的形状山激光光束的强度波形决定。—声丸演制豈一>ABA<35kHz)—■T丸HB(35kHz)—田3.用干凹版琢鬆的祐DCjg接憑光系壊（DLS）9Half-autotypical网穴（深度和直径在灰阶上均可变）可以山离斯光束波形的激光产生，而传统网穴（每-•灰度值上深度变化直径不变）通过使用平底波形产僅（参见图2）。网穴的大小取决丁•脉冲能量，通过使用声光调制器由数字图像数据组控制。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

4、须减至最低限度。因此，Daetwyler公司开发了一•种附带有机添加剂的特殊电镀锌材料，其热传导性比普通锌结构更低。通过汽化烧蚀这种特殊锌，熔化区域和毛刺对以被减至一层薄薄的沉积物（网穴周fbl2-3米内）。整个滚筒表面通过一条连续的螺旋状网穴轨道进行交替雕刻。当滚筒转速达到20转/秒时，加工头以15-150微米/转的横移进给量，平行丁滚筒轴线移动（取决丁•网屏分辨率）。网穴Z间的网墙厚度在阶调值放大时只有4-6微米。这要求光束照射滚筒的瞄准精度达到约1微米。期-•种方法是使用脉冲调制的高功率光纤激光器（平均功率500瓦），其脉冲重复频率对调制

5、范围为30-100千赫。当频率为35千赫时，毎次脉冲上有更多能量，从而使得单次击发能够钻出大网穴（如网屏为70线〃里米吋直径为140微米）。当频率为100千赫吋，每次脉冲上的能址变少，因而雕刻出小网穴（如网侨为400线/厘米时直径为25微米）。激光光束的操作是非接触式的，与使用金刚石笔的机电雕刻和比，这是一个关键的优势。只要印刷工艺具备可预测性和可重复性，就能在滚筒整个宽度上保证雕刻的均匀性。正是因为高可重复率,单发单穴激光工艺人约比机电雕刻快10倍。光束强度波形调制印刷市场上有许多不同的基底材料（比如纸张或弹性箔），毎种材料有着不同的表面特性

6、。油鵰转移的优化方法依赖丁-：基底表面（如粗糙度、汕購吸收能力）、汕墨参数（如颜料的粘度或型号）、卬版。对丁每种不同情况，可以使用不同形状的雕刻网穴以达到最优。除热传导和对流之外，网穴精确农示了激光光束的焦点强度波形。为了让每个网穴都达到特沱形状，光束的立体强度波形是主动实时形成的，由图像数据控制的频率高达100千赫。这一立体调制技术的总体方案如图4所示。r滾筒W♦■*■・當YA■334.腿制和聲度液用调制各自独立.通过强度波形的主动调制以及每次激光脉冲能址的独立变化，每一单网穴的形状、直径和深度都町以独立决定。印版制作工艺屮的这-噺型网穴叫做

7、超级Halfautotypical网穴（SHC）,是Halfautotypical网穴的延伸（半自动型网穴的深度和直径是变化的，但不能独龙控制）。SHC调制使得一台激光系统就能雕刻各种网穴（传统的、AutotypicakHalfautotypical）。过去则需要不同的工艺（机电雕刻、化学蚀刻）。现在，能够生成全新网穴形状，从而为每种颜色％・阶调值和印刷基底优化汕墨转移特性和适印性能。战略与应用除了SHC光束波形调制的“单发单穴”方法外，还可以通过叠加连续激光脉冲的方式來设计雕刻网穴，只不过光点直径比要求的网穴尺寸小（比如光点直径10-15微米

8、，网穴尺寸100微米）。所形成网穴的形状和内部结构有赖于调制、重叠以及激光脉冲的扫描方案（如图像排版机扫描算法）。连续波激光器是开关或灰阶调制的，可以