Tehnologie microstructurală laser pentru fabricarea plăcilor
Suntem o companie de imprimare mare în Shenzhen China. Noi oferim toate publicatiile de carte, hardcover de imprimare de carte, papercover de imprimare carte, hardcover notebook, imprimare carte de spirală, imprimare șa stiching carte, imprimare broșură, cutie de ambalare, calendare, tot felul de PVC, broșuri de produs, note, carte pentru copii, tipuri de hârtie specială produse de imprimare color, card de joc și așa mai departe.
Pentru mai multe informatii va rugam vizitati
http://www.joyful-printing.com. Numai ENG
http://www.joyful-printing.net
http://www.joyful-printing.org
email: info@joyful-printing.net
În producția de plăci industriale de gravare, o suprafață mare necesită un grad ridicat de rezoluție spațială. Ciclul de lucru rapid al rolei de imprimare necesită o gravare eficientă a câtorva metri pătrați în precizie micrometru într-o perioadă scurtă de timp. Aplicarea laserelor în acest domeniu are următoarele caracteristici: viteză mare de procesare, focalizare precisă și modulare digitală. Tehnologia directă de microstructurare a laserului înlocuiește tehnicile tradiționale de luare a gravurilor (cum ar fi gravarea mecanică cu stiloul cu diamante sau gravarea chimică) datorită preciziei, repetabilității, flexibilității și productivității.
Placa de gravare rotativă constă dintr-o rolă de oțel uniformă sau din oțel galvanizat. Informațiile despre imagine sunt gravate în celule mici într-un strat de cupru sau galvanizat care transferă cerneala pe substrat (a se vedea figura 1). Un strat subțire de crom asigură o durată lungă de viață a presei în condiții severe de măcinare. Prin utilizarea unei lame de medic, se asigură că numai cantitatea de cerneală determinată de dimensiunea celulelor este transmisă.
Cilindrul de imprimare pentru gravură are o lungime de 0,3 până la 4,4 metri, o circumferință de 0,3 până la 2,2 metri și o suprafață de până la 10 metri pătrați. Când rezoluția ecranului este de 60 până la 400 rânduri / cm, numărul de celule de pe tambur este de obicei de la 108 la 1010. Pentru a efectua procesarea imaginilor în cel mai economic timp, laserul trebuie să aibă o rată ridicată de repetare a impulsului și o putere medie ridicată.
Pentru microgravirea pe scară largă sub formă de ablație termică, metoda cea mai eficientă este utilizarea unei fascicule laser pulsate cu un singur impuls laser pentru a crea o celulă completă. Un sistem cu laser Nd: YAG cu comutare Q cu o putere medie de operare de 500 wați și o rată de repetiție de 70 kHz (vezi Figura 3) permite o rată de ablație a volumului de zinc să atingă 1 cm3 / min și o rată de ablație a ariei de 0,1 m2 / minut. Forma celulei este determinată de forma de undă a intensității fasciculului laser.
Celulele semi-autotypice (adâncimea și diametrul variază în tonuri de gri) pot fi generate de lasere cu forme de undă Gaussian, în timp ce celulele tradiționale (cu adâncimi variate pe valoare gri) sunt generate utilizând forme de undă cu fund plat (a se vedea figura 2). Dimensiunea celulelor depinde de energia pulsului și este controlată de setul de date digitale folosind un modulator acousto-optic. Un diametru cuprins între 25 și 150 de metri definește rezoluția ecranului imaginii; o adâncime cuprinsă între 1 metru și 40 de metri definește valoarea gri a punctelor imprimate.
Transferul de căldură și convecția de căldură a topiturii trebuie să fie reduse la minimum. Ca rezultat, Daetwyler a dezvoltat un material electrogalvanizat special, cu aditivi organici, care conduc mai puțin termic decât structurile obișnuite de zinc. Prin eliminarea acestui zinc special prin vaporizare, zona de topire și bavurile pot fi reduse la un strat subțire de depunere (în intervalul de 2 până la 3 metri în jurul celulei).
Întreaga suprafață a tamburului este gravată alternativ printr-o șină continuă în formă de spirală. Când viteza tamburului atinge 20 rpm, capul de prelucrare se deplasează cu o alimentare transversală de 15 până la 150 μm / rev, paralelă cu axa tamburului (în funcție de rezoluția ecranului). Grosimea peretelui de plasă între celule este de numai 4 până la 6 microni când valoarea tonului este maximă. Aceasta necesită acuratețea de direcționare a fasciculului pentru a ilumina tamburul la aproximativ 1 micron.
O altă metodă este utilizarea unui laser cu fibre de înaltă putere modulate în puls (putere medie de 500 wați) cu o gamă de modulație a frecvenței de repetiție a impulsului de 30-100 kHz. Atunci când frecvența este de 35 kHz, există mai multă energie pe puls, astfel încât o singură lovitură poate găuri o celulă mare (cum ar fi un ecran cu un diametru de 140 de microni când ecranul este de 70 de linii / cm). Atunci când frecvența este de 100 kHz, energia per impuls devine mai mică și astfel este gravată o celulă mică (de exemplu, un ecran având un diametru de 25 μm atunci când ecranul este de 400 linii / cm).
Funcționarea fasciculului laser este fără contact, ceea ce reprezintă un avantaj cheie față de gravura electromecanică folosind un stilou cu diamant. Atâta timp cât procesul de tipărire este previzibil și repetabil, uniformitatea gravării poate fi garantată pe toată lățimea tamburului. Datorită repetabilității ridicate, procesul cu laser cu un singur orificiu este de aproximativ 10 ori mai rapid decât gravura electromecanică.
Modularea formei de undă a intensității fasciculului
Există multe substraturi diferite (cum ar fi hârtia sau folia elastică) pe piața de tipărire, fiecare cu caracteristici de suprafață diferite. Optimizarea transferului de cerneală depinde de: suprafața substratului (cum ar fi rugozitatea, capacitatea de absorbție a cernelii), parametrii de cerneală (cum ar fi vâscozitatea sau modelul pigmentului), plăcile de imprimare. Pentru fiecare caz diferit, diferite forme ale celulelor gravate pot fi folosite pentru a obține un optim.
În plus față de conducerea de căldură și convecție, celulele reprezintă exact forma de undă a intensității focului a fasciculului laser. Pentru a obține o formă specifică pentru fiecare celulă, forma de undă stereoscopică de intensitate a fasciculului este formată activ în timp real, iar frecvența controlată de datele de imagine este de 100 kHz. Schema generală a acestei tehnici de modulare stereo este prezentată în Figura 4.
Forma, diametrul și adâncimea fiecărei celule individuale pot fi determinate independent de modularea activă a formei de undă a intensității și de variația independentă a energiei fiecărui puls laser. Acest nou tip de celulă în procesul de fabricare a plăcilor se numește Celula Semiautomotorică superioară (SHC), care este o extensie a celulei Semiautomotorii (adâncimea și diametrul celulei semi-automate sunt variate, dar nu sunt controlate independent).
Modularea SHC permite unui sistem laser să gravieze diverse celule (tradiționale, autotypice, semiautompice). În trecut, au fost necesare diferite procese (gravură electromecanică, gravură chimică). Acum, pot fi create noi forme de celule pentru a optimiza caracteristicile de transfer de cerneală și imprimabilitatea pentru fiecare valoare a tonului de culoare și pentru a imprima substratul.
Strategia și aplicarea
În plus față de metoda "cu o singură gaură" de modulare a formei de undă SHC, este posibilă și proiectarea celulelor gravate prin suprapunerea impulsurilor laser continuu, cu excepția faptului că diametrul spotului este mai mic decât dimensiunea celulei necesare (cum ar fi un spot diametru de 10-15). Micron, dimensiune celulară 100 microni). Forma și structura internă a celulelor formate depind de modularea, suprapunerea și schemele de scanare a impulsurilor laser (cum ar fi algoritmi de scanare a mașinilor de tipărire a imaginilor).
Lăzile cu undă continuă sunt comutate sau modulate la scară gri pentru a crea dungi suprapuse mici care formează o celulă în formă de diamant. Avantajul este rezoluția înaltă a imaginii (de exemplu, o rezoluție de 1000 linii / cm cu o dimensiune de pas înainte de transport de 10 microni și un diametru spot de 15-20 microni). Dezavantajul este pierderea capacității de producție, care trebuie compensată prin utilizarea unei frecvențe mai mari de modulare (aproximativ 1 MHz) și a unui cap de gravare cu mai multe fascicule.
Lămpile cu fibre de înaltă luminozitate (200-600 wați, val continuu, modulația pulsului) sau laserele cu impuls ultrascurt permit această metodă avansată de gravare datorită puterii lor ridicate de vârf în timpul focalizării. În plus față de zinc, această luminozitate ridicată poate fi de asemenea folosită pentru a grava alte materiale cum ar fi cuprul și ceramica.
Algoritmul procesului de scanare al mașinii de configurare a imaginii este potrivit pentru multe aplicații de tipărire de înaltă rezoluție (2D) și aplicații 3D (tipărire). De exemplu, gravarea unei role de gravare RFID.
Electronica tipărită este o nouă tehnologie nouă, iar precizia ridicată necesară pentru componentele și circuitele electronice va stabili un nou punct de referință pentru acuratețea și uniformitatea ieșirii tipărite. Majoritatea cernelurilor organice sau anorganice ale conductorilor și semiconductorilor sunt asemănătoare cu pastă, care este foarte laborioasă pentru imprimare.
Pentru delaminarea uniformă și neporoasă a acestor cerneluri, controlul precis al geometriei celulei și textura suprafeței plăcii de gravare este critică. Figura 5C prezintă un test de gravare a antenei cu etichetă RFID cu o lățime a conturului de numai 10 microni.
Rezumat și perspective
Tehnologia laser combină metode de imagini digitale pentru îmbunătățirea procesului tradițional de imprimare, îmbunătățirea eficienței imprimării, a gamei de ecran, a preciziei și a calității. Diferite algoritmi pot fi utilizați pentru a utiliza diferite tipuri de laser. Folosind forma de undă modulată cu laser, procesul SHC cu o singură gaură este în prezent cel mai rapid proces pentru gravură și poate fi utilizat pentru o varietate de substraturi, cerneluri și tipărire. Noul algoritm de gravare care utilizează surse TEM00 de mare putere extinde gama de metode de ablație laser la o gamă largă de aplicații industriale, cum ar fi rulourile anilox pentru transferul de materiale pe mari suprafețe, imprimarea gravură cu precizie ridicată pentru electronice imprimate și utilizate în instrumente de imprimare 3D . Ultrascurgerile cu laser puls vor fi capabile să conducă și să îmbunătățească metodele de mai sus, atunci când sunt atinse atât puterea laser necesară, cât și noul algoritm de maturare gravă. Provocarea pentru viitor va fi utilizarea unui laser pulsator ultrascurt picosecundat pentru a optimiza procesul de ablatie.