Desarrollo de grabado por láser y tecnología de fabricación de planchas flexográficas.
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El uso de los láseres como un medio de alto rendimiento para la fabricación de planchas es un objetivo a largo plazo del procesamiento previo a la prensa y la fabricación de planchas. Como una herramienta de grabación de alta energía y alto rendimiento, los láseres se han compensado desde la década de 1970. El campo de impresión de huecograbado juega un papel cada vez más importante. Sobre la base del procesamiento de información de gráficos de computadora, el método de impresión offset más común y más prometedor es el uso del láser para obtener imágenes y producir la película de impresión offset y offset. La biblioteca "CTFilm" y "CTPlate" se dan por sentadas. Contiene registros de placa láser.
Es bien sabido que la máquina de grabado electrónico de huecograbado electromagnético mecánico fue inventada en 1962 por la empresa alemana Hell GmbH. Esto está muy cerca del tiempo de invención del láser. De hecho, los técnicos de la compañía intentaron usar láseres para grabar cilindros de cobre en ese momento. Sin embargo, debido a la alta reflectividad del cobre a la luz, recurrieron al grabado por haz de electrones de alta energía y tuvieron éxito.
La impresión de huecograbado de la placa de fotograbado comenzó en 1977, cuando Crosfield Electronics del Reino Unido usó un láser para grabar una celda en un cilindro de fotograbado con una capa de resina de polímero para hacer un cilindro de fotograbado. Aunque el sistema no se ha puesto realmente en uso práctico debido a razones como la estabilidad de la calidad, etc., como una investigación y exploración de tecnología útil, ha señalado que la placa de impresión de huecograbado con láser puede continuar desarrollándose.
En Drupa 2000, un evento de impresión celebrado en Düsseldorf, Alemania, en mayo de este año, la gente vio que la tecnología de grabación de planchas láser ha entrado en la etapa práctica. Además de que la tecnología utilizada para imprimir CTPlate se ha convertido en un punto caliente, muchos fabricantes han lanzado La placa de impresión de huecograbado y el equipo de fabricación de láser flexográfico se ha convertido en un punto culminante de CTP (Computer To Cylinder).
En primer lugar, el tipo de grabado por láser con tecnología de huecograbado.
En lo que respecta a los tipos de celdas de huecograbado, generalmente hay cuatro tipos, a saber: celdas de área variable, profundidades cóncavas, celdas que cambian a la derecha, profundidad de área y cóncava, celdas variables y celdas moduladas en frecuencia. En el estado actual de la técnica, se ha logrado el grabado con láser de estas cuatro células.
1. Celda de área variable
Como su nombre lo indica, este tipo de celda reproduce el cambio de nivel de gradación de la imagen solo al cambiar su área abierta. El área de la celda en la profundidad del color es grande, mientras que el área de la celda en el color superficial es pequeña, y la profundidad del orificio no se modifica. En este sentido, es similar al principio de reproducción de imágenes de puntos offset. Por lo tanto, este tipo de intaglio también se llama "huecograbado de puntos".
Cabe señalar que aunque el principio básico de la reproducción del tono de la imagen es similar al de la impresión offset, la estructura de la cavidad no se puede separar de los requisitos técnicos básicos de la placa de impresión de huecograbado. Esto es: la pared de malla se debe formar y retener, no en la placa de impresión. Hay una gran área de la pared sin red en el suelo. Por lo tanto, a partir de la estructura microscópica de la célula, no es equivalente al punto liso.
2. Malla variable de profundidad cóncava
Esta es la celda de huecograbado más típica, a menudo denominada "huecograbado clásico" o "huecograbado tradicional". Este tipo de celda solo cambia el nivel de tono de la imagen al cambiar la profundidad de la celda. El color de las celdas es más profundo en la profundidad del color, mientras que las celdas en el color superficial son menos profundas y el área de las celdas no se modifica.
Dado que el área de la celda es la misma, el grosor de la pared de malla es equivalente.
3. Área de malla variable tanto en área como bajo profundidad de empotramiento
Una celda de este tipo se encuentra a menudo en un cilindro grabado por una máquina de grabado electromagnético de huecograbado mecánico, que es el tipo de celda más comúnmente utilizado para el electrograbado sin láser. Las características de las celdas son: el área de apertura de la celda en la profundidad del color y la profundidad del rebaje son grandes, y el área de apertura y la profundidad del rebaje en el color superficial son pequeñas, y es obvio que El grosor de la pared de malla no es igual.
4. red de FM
Aplicando el principio de cribado de FM a la huecograbadora para el fotograbado, puede generar fotograbado de FM. Las características de las celdas son: el área es la misma, y la posición espacial que aparece en la placa de fotograbado cambia aleatoriamente. De manera similar, para evitar "zonas" sin paredes de áreas grandes en las áreas de la imagen ajustadas a la oscuridad, la posición espacial de las celdas de FM debe ser razonablemente controlada y no completamente aleatoria.
En segundo lugar, el principio básico y la aplicación del grabado con láser.
En principio, el grabado con láser es la aplicación de uno o más rayos láser de alta energía. En la superficie del tambor a ser tallado (capa de metal o capa base de pintura), la forma de las celdas de las células o el cobre expuesto se elimina y se forma directamente. La placa de impresión de celda está lista para el procesamiento posterior de la celda.
Como se puede ver en los principios básicos dados anteriormente, esto incluye dos técnicas de grabado ligeramente diferentes. El primero es grabar directamente la superficie metálica del tambor con un láser de alta energía para formar una celda de huecograbado (consulte la Figura 5 a la izquierda). En lo que respecta al nivel técnico actual, el grabado directo de la capa de cobre no ha tenido éxito. La compañía suiza Daetwyler ha adoptado un método de compromiso de grabar la capa de zinc para lograr su objetivo de grabado por láser. El segundo método es aplicar una capa de pintura de base negra en el rodillo de cobre, extirpar el área de malla con un láser y exponer la capa de cobre en la cavidad de la celda. El sitio no celular está protegido por la pintura base y es resistente a la corrosión. Se puede obtener una celda empotrada. Esta es la solución técnica adoptada por HellBeam C2000 lanzada por German Hell Company en Drupa 2000.
Aunque la diferencia entre los dos parece ser pequeña, los dos siguen siendo únicos en términos de detalles como las características de las células y el proceso.
En tercer lugar, la comparación de dos técnicas de grabado por láser.
1. Grabado por láser con tecnología de capa de pintura de huecograbado.
Representado por el sistema HellBeam C2000 de Hell Company of Germany, la tecnología de pintura de base de grabado de grabado por láser se ha convertido en un nuevo punto caliente de grabado de grabado de láser en la Drupa 2000.
La esencia del esquema de grabado por láser de Hell Company de Alemania es hacer un uso completo de la alta resolución de la grabación láser para lograr una alta precisión del contorno, el texto y los gráficos de la cavidad expuesta por el láser en la pintura base. El área del contorno de la celda varía con la sombra de la imagen. Por lo tanto, las celdas obtenidas mediante el tratamiento de grabado posterior pertenecen a la "malla de área constante, constante de profundidad cóncava" mencionada anteriormente (de hecho, durante el proceso de corrosión, el tamaño del área de contorno de la malla todavía afectará a la red en cierta medida. Corrosión del orificio profundidad). Aquellos que estén familiarizados con la impresión offset encontrarán que este es un huecograbado de "impresión".
Durante mucho tiempo, ha habido un problema de que la calidad del texto y los gráficos es inferior a la impresión offset en la producción de huecograbado. La razón es que la impresión offset generalmente registra el contorno del texto y los gráficos con una resolución de grabación de 1200-3000 líneas / pulgada con alta precisión; mientras que la resolución de grabado (número de líneas de red) de la máquina de grabado electrónico es baja, generalmente 60-140 líneas. / cm, que es 150-356 líneas / pulgada. Dichos números de línea son posibles para la reproducción de niveles de imagen y detalles, pero no son suficientes para la calidad del contorno del texto y los gráficos. Los bordes del texto y los gráficos tallados con esta resolución no son lo suficientemente suaves, y la calidad no es la misma que la impresión offset. En particular, el problema del tiempo de escritura para los caracteres pequeños es más prominente (consulte la Figura 6).
Los puntos de compensación están compuestos de múltiples puntos de exposición láser. Con esta función, uno puede hacer dos cosas: primero, se pueden lograr múltiples niveles de área de puntos. Si el punto de tasa de área del 100% está compuesto por 16 × 16 puntos de exposición de grabación, la relación de área de puntos se puede cambiar en 257 (incluido el 0%). En segundo lugar, la forma del punto se puede diseñar de forma relativamente libre, como áreas diferentes. La tasa de puntos está diseñada en diferentes formas, que pueden compensar la ampliación del punto o la reducción de puntos en el proceso de impresión, y la capa de la imagen y la reproducción del color son más perfectas.
Una máquina de grabado electrónico de tipo electromagnético mecánico común graba un cuchillo para crear una celda. La forma de la celda se determina solo por el ángulo de las cuchillas de grabado, la velocidad de rotación del tambor y la velocidad de avance del cabezal de grabado. El grado de libertad para cambiar la forma de las células es relativamente pequeño. Se puede ver que la forma de las celdas no combinadas cambia menos, y la calidad de corte de los caracteres y gráficos no es buena debido a la baja resolución. Para resolver este problema, los técnicos de Hell y Daetwyler-Ohio han adoptado algunos métodos. Por ejemplo, la tecnología TransCell de Daetwyler-Ohio cambia ligeramente el espaciado de las celdas al grabar los trazos de los caracteres, haciendo que el tono sea más pequeño y aumente localmente el grabado. Resolución; Además del micro-movimiento de los cuchillos de grabado, Hell también utiliza un método similar a la "tecnología anti-aliasing" para complementar el espacio serrado del trazo con pequeñas mallas para compensar el efecto visual.
La solución real al problema de la precisión de borde bajo de texto y gráficos es mejorar la resolución de grabación. En la máquina de grabado láser HelioBeam C2000, debido a la ablación con láser de "casi impresión", la imagen se puede grabar con una alta resolución de 2540-5080 puntos / pulgada (diámetro del punto láser 5-10 micrones), resolución de grabado Es 10 -20 veces la resolución original, por lo que los problemas anteriores se resuelven fundamentalmente, y se mejora la calidad de reproducción del texto y los gráficos. Al mismo tiempo, dado que cada cavidad de ablación está compuesta por una pluralidad de puntos de exposición con láser, es conveniente diseñar la forma del contorno de la cavidad para mejorar el efecto de transmisión de la capa de imagen. En la máquina de grabado láser HelioBeam C2000, además de la forma de celda original del infierno, se pueden crear otras formas de celda. Por ejemplo, la malla cóncava creada en el sistema es beneficiosa para compensar la ganancia de puntos en la impresión. En principio, también es posible grabar grillas FM.
El aumento de la resolución de grabado lleva a la pregunta de cómo garantizar la eficiencia del grabado. Los técnicos de Hell usaron un método de exposición paralela con láser de haz múltiple en la fase de grabado del láser HelioBeam C2000 para dividir un nuevo láser infrarrojo de fibra (1110 nm) con una potencia de 60 vatios en 8 paquetes (7,5 vatios por paquete). La capa de pintura base en el cilindro de cobre es ablacionada térmicamente. El láser de fibra produce un buen rayo láser con una gran profundidad de enfoque (profundidad de campo), mientras que la pintura base es estable y se vaporiza solo bajo láseres de alta energía.
Al observar desde el proceso de grabado y hacer el proceso, el sistema no necesita cambiar el revestimiento de cobre y el tratamiento de la superficie del tambor (carro / pulido / pulido). Solo es necesario agregar dos pasos de recubrimiento y grabado en el proceso. El sistema puede coexistir convenientemente con el proceso de grabado original, es decir, el rodillo de capa de cobre procesado se puede grabar mecánica y mecánicamente, o se puede grabar con láser a través de la pintura base en HelioBeam C2000, y luego se corroe y se quita. La capa recibe un cilindro de huecograbado. La disposición posterior del proceso de cromado y similares también es la misma. Por lo tanto, el sistema tiene una alta flexibilidad de proceso.
En Drupa 2000, el sistema de grabado láser Digilas de Daetwyler-Ohio también forma parte del sistema de pintura basado en la ablación láser. El sistema utiliza un láser de 1 o 2YAG (1064 nm) con una resolución de grabación de grabado de 1250-2540 puntos por pulgada (diámetro del punto del láser de 10 a 20 micrones).
Think Lab de Japón también presentó su sistema de grabado láser de la serie TB-21 FP-20/40/80 en la Drupa 2000. El sistema expone la capa de resistencia fotosensible usando una pluralidad de rayos láser, y luego expone la capa de cobre tratada por la cavidad por desarrollando el procesamiento, y luego realiza el grabado de la capa de cobre para obtener un cilindro de huecograbado. Aunque las características básicas son similares a las de las dos compañías anteriores, la grabación con láser es una capa fotosensible, que requiere un procesamiento de desarrollo sin utilizar un método de ablación de pintura base.
2. Tecnología de capa de zinc metal grabado láser.
Daetwyler, Suiza, es una empresa que ha sido valiente para explorar. Antes de la Drupa 2000, se fusionaron con la Ohio Electric Carving Machine Company para formar Daetwyler-Ohio para enfrentar la competencia en el campo de la tecnología de grabado. En Drupa, en 1995, la compañía introdujo por primera vez LaserStar, un sistema para grabar zinc metálico. El sistema utiliza un único haz de láser de ión argón grabado con una profundidad de 35,000-70000 celdas por segundo. En ese momento, con el eslogan "Renacimiento del fotograbado tradicional", se exhibió la celda con una profundidad variable y una característica de "intaglio de gravedad". La compañía también desarrolla un sistema de grabado láser para imágenes FM.
Desde el punto de vista de la tecnología de grabación láser, el tamaño del punto de exposición no cambia, y la intensidad de grabación del láser se modula mediante la señal de grabación de la imagen, y las celdas de las características anteriores pueden grabarse. Una exposición al láser produce una célula. La clave de esta tecnología es el control preciso de la intensidad de exposición del láser para garantizar la reproducción a nivel de imagen. Si la señal digital de la imagen es de 8 bits, puede transportar 256 niveles de información de jerarquía de imágenes, y se requiere que la energía del láser se controle con precisión a 256 niveles, y una pluralidad de profundidades de las celdas están grabadas en el rango de decenas a cientos. de micrómetros. La reproducción de los niveles de imagen se basa en el control de precisión de grabado por láser. Dado que el número de líneas de pantalla es de 70-200 líneas / cm, la precisión del contorno del texto y los gráficos es aceptable en esta resolución de grabado, pero no es muy alta.
Tabla 1 Tabla de comparación de dos tipos de técnicas de grabado por láser de huecograbado
Parámetros principales Tipo de sistema Hell C2000 Daetwyler LaserStar
Grabado capa de pintura base media capa de zinc metal
Tipo de láser láser de fibra láser de iones de argón
Rayo laser 8 1
Número de líneas
(línea / pulgada, LP1) 152-356 178-508
Grabado de resolución de discos.
(/ pulgada, dpi) 2540-5080 178-508 (celda no combinada)
530-1500 (celda combinada)
Flujo de proceso Compatible con la tecnología de procesamiento de capa de cobre original, aumentar el recubrimiento de pintura base, corrosión de capa de cobre, establecer una línea de procesamiento de capa de zinc
Tabla 2 Principales parámetros de dos sistemas de grabado flexográfico láser.
Parámetros principales Tipo de sistema Hell F2000 Daetwyler SaserStar
Material de fotopolímero medio grabado material de fotopolímero
Tipo láser Láser de fibra (1110 nm) Láser YAG (1064 nm)
Rayo laser 8 1-2
Tamaño del material de la placa (mm) 1600 × 1200 1100 × 1600 o 1524 × 2032
Grabado de resolución de discos.
(puntos / pulgada, dpi) 1270-2540 1270-2540
Con el fin de mejorar la calidad del grabado, la compañía ha introducido una celda de combinación de múltiples haces además de mejorar la resolución de grabado. El método de implementación específico es formar una celda con 7 puntos de exposición láser (la resolución de grabado es 3 veces la original), de modo que las celdas grabadas (ver Fig. 7) son del tipo "área variable y profundidad cóncava". La relación de área de las celdas se puede cambiar en 7 pasos y la profundidad de los rebajes se puede cambiar en varios pasos. La resolución mejorada puede mejorar la calidad de grabado de texto y gráficos. Al mismo tiempo, la variación multinivel del área de la celda puede reducir los requisitos de precisión para la modulación de la intensidad del láser.
Desde la perspectiva del proceso de grabado, dado que el objeto a grabar es una capa metálica de zinc, es necesario establecer una línea de producción para el galvanizado y el procesamiento de la superficie de la capa de zinc.
A partir de la comparación de las técnicas realizadas anteriormente, se pueden obtener los tipos, niveles técnicos, características de las celdas y configuraciones de proceso de rodadura de la tecnología actual de grabado por láser. La tabla 1 resume los elementos anteriores brevemente.
En cuarto lugar, la tecnología de grabado láser flexográfico visión general
El grabado con láser de materiales flexográficos también se puede realizar mediante la exposición a láseres de alta energía para formar puntos de relieve. En Drupa 2000, tanto Hell como Daetwyler-Ohio presentaron un sistema de grabado láser flexográfico. Los sistemas de ambas compañías utilizan un láser para exponer directamente una sola manga flexográfica o flexográfica (consulte la Tabla 2) para formar una placa flexográfica. La configuración básica del sistema es similar al sistema de grabado por láser de huecograbado. El rendimiento específico se muestra en la Tabla 2.
En resumen, el grabado láser y la tecnología de fabricación de planchas se encuentran en un proceso de desarrollo constante. Con el desarrollo de tecnologías como la tecnología láser y los materiales de la plancha de impresión, avanzará más en el campo del grabado y la fabricación de planchas flexográficas.