En la producción de planchas de impresión de huecograbado industrial, una amplia superficie requiere una alta resolución espacial. El ciclo de flujo de trabajo rápido de los rodillos de impresión requiere un grabado efectivo de un área de varios metros cuadrados con precisión de nivel de micras en un corto período de tiempo. La aplicación de láser en este campo tiene las siguientes características: alta velocidad de procesamiento, enfoque preciso y las ventajas de la modulación digital. Debido a la mayor precisión, repetibilidad, flexibilidad y productividad, la microestructuración láser directa está reemplazando las técnicas tradicionales de fabricación de placas de grabado (como el grabado mecánico con rotuladores de diamante o grabado químico).
Las placas de impresión de huecograbado rotativo consisten en un rodillo de acero galvanizado o de cobre chapado uniformemente. La información de la imagen está grabada en pequeñas cavidades en capas de cobre o galvanizadas para transferir la tinta al sustrato (ver Figura 1). Una fina capa de cromo garantiza una larga vida útil de la impresora en condiciones severas de rectificado. Al usar una cuchilla dosificadora, es posible garantizar que solo se entregue la cantidad de tinta determinada por el tamaño de la celda.
La longitud del cilindro de impresión de huecograbado es de 0.3-4.4 metros, la circunferencia es de 0.3-2.2 metros y el área de superficie puede alcanzar los 10 metros cuadrados. Cuando la resolución de la pantalla es de 60-400 líneas / cm, el número de celdas en el tambor generalmente es de 108 a 1010. Para realizar el procesamiento de imágenes en el tiempo más económico, se requiere que los láseres tengan una alta tasa de repetición de pulso y una alta potencia promedio .
Para el micrograbado a gran escala por ablación termoóptica, el método más efectivo es usar un rayo láser pulsado, cuyo pulso láser único crea una malla completa. Un sistema láser Nd: YAG con conmutación Q con una potencia de enfoque promedio de 500 vatios y una tasa de repetición de 70 kHz (ver Figura 3) puede lograr una tasa de ablación volumétrica de zinc de 1 cm / min y una tasa de ablación de área de 0.1 M / min. La forma de las células está determinada por la forma de onda de intensidad del rayo láser.
Las células semiautotípicas (tanto la profundidad como el diámetro son variables en escala de grises) pueden generarse mediante un láser con una forma de onda de haz gaussiano, mientras que las células tradicionales (con un diámetro de cambio de profundidad constante en cada valor gris) se generan utilizando formas de onda de fondo plano ( ver figura 2). El tamaño de la cavidad de la malla depende de la energía del pulso y se controla mediante el conjunto de datos de imagen digital mediante un modulador acústico-óptico. El diámetro varía de 25 metros a 150 metros, lo que puede definir la resolución de pantalla de la imagen; la profundidad varía de 1 metro a 40 metros, lo que puede definir el valor de gris de los puntos impresos.
La transferencia de calor y la convección de la masa fundida deben minimizarse. Por lo tanto, Daetwyler ha desarrollado un material electro-galvanizado especial con aditivos orgánicos, que tiene una conductividad térmica más baja que las estructuras de zinc ordinarias. Al vaporizar y eliminar este zinc especial, el área de fusión y las rebabas se pueden reducir a una capa delgada de sedimento (dentro de 2-3 metros alrededor de la celda).
Toda la superficie del tambor está grabada alternativamente por una pista continua de malla espiral. Cuando la velocidad del tambor alcanza las 20 rpm, el cabezal de procesamiento se mueve a una velocidad transversal de 15-150 micras / revolución, paralela al eje del tambor (según la resolución de la pantalla). El grosor de la pared de malla entre las celdas es de solo 4-6 micras con el valor de tono máximo. Esto requiere que la precisión de puntería del rodillo de irradiación del haz sea de aproximadamente 1 micra.
Otro método es utilizar un láser de fibra de alta potencia con modulación de pulso (potencia promedio de 500 vatios), cuya frecuencia de repetición de pulso se puede modular en el rango de 30-100 kHz. Cuando la frecuencia es de 35 kHz, hay más energía en cada pulso, de modo que un solo disparo puede perforar un agujero grande (como un diámetro de 140 micras cuando la pantalla es de 70 líneas / cm). Cuando la frecuencia es de 100 kHz, la energía en cada pulso se reduce, por lo que se talla una malla pequeña (por ejemplo, una pantalla con un diámetro de 25 micras es de 400 líneas / cm).
El funcionamiento del rayo láser es sin contacto, lo cual es una ventaja clave en comparación con el grabado electromecánico con un bolígrafo de diamante. Mientras el proceso de impresión sea predecible y repetible, la uniformidad del grabado puede garantizarse en todo el ancho del cilindro. Debido a la alta repetibilidad, el proceso láser de un solo orificio y un solo orificio es aproximadamente 10 veces más rápido que el grabado electromecánico.
