Bij de productie van industriële diepdrukplaten vereist een breed oppervlak een hoge ruimtelijke resolutie. De snelle workflowcyclus van drukrollen vereist een effectieve gravure van een gebied van meerdere vierkante meters met nauwkeurigheid op micron-niveau in een korte periode van tijd. De toepassing van laser op dit gebied heeft de volgende kenmerken: hoge verwerkingssnelheid, nauwkeurig scherpstellen en de voordelen van digitale modulatie. Vanwege verhoogde precisie, herhaalbaarheid, flexibiliteit en productiviteit vervangt directe lasermicrostructurering traditionele gravure-plaatbewerkingstechnieken (zoals mechanisch graveren met diamantpennen of chemisch etsen).
Roterende diepdrukplaten bestaan uit een gelijkmatig beklede koperen of gegalvaniseerde stalen rol. De beeldinformatie wordt gegraveerd in kleine holtes in koper of gegalvaniseerde lagen om de inkt op het substraat over te brengen (zie figuur 1). Een dunne laag chroom zorgt voor een lange levensduur van de printer onder zware slijpomstandigheden. Door een rakel te gebruiken, is het mogelijk om ervoor te zorgen dat alleen de hoeveelheid inkt wordt bepaald die door de celgrootte wordt bepaald.
De lengte van de diepdrukcilinder is 0,3 - 4,4 meter, de omtrek is 0,3 - 2,2 meter en het oppervlak kan 10 vierkante meter bereiken. Wanneer de schermresolutie 60-400 lijnen / cm is, is het aantal cellen op de trommel meestal 108 tot 1010. Om beeldverwerking in de meest economische tijd uit te voeren, moeten lasers een hoge pulsherhalingssnelheid en een hoog gemiddeld vermogen hebben .
Voor grootschalige microgravure door thermo-optische ablatie is de meest effectieve methode om een gepulseerde laserstraal te gebruiken, waarvan de enkele laserpuls een volledig netwerk creëert. Een Q-geschakeld Nd: YAG lasersysteem met een gemiddeld focusvermogen van 500 watt en een herhalingssnelheid van 70 kHz (zie figuur 3) kan een volumetrische ablatiesnelheid van zink van 1 cm / min en een oppervlakte-ablatiesnelheid van 0,1 M bereiken / min. De vorm van de cellen wordt bepaald door de intensiteitsgolfvorm van de laserstraal.
Halfautotypische cellen (zowel diepte als diameter zijn variabel in grijswaarden) kunnen worden gegenereerd door een laser met een Gaussiaanse bundelgolfvorm, terwijl traditionele cellen (met constante diepteveranderende diameter bij elke grijswaarde) worden gegenereerd met behulp van golfvormen met platte bodem ( zie figuur 2). De grootte van de maasholte is afhankelijk van de pulsenergie en wordt bestuurd door de digitale beeldgegevensset met behulp van een akoestisch-optische modulator. De diameter varieert van 25 meter tot 150 meter, die de schermresolutie van het beeld kan bepalen; de diepte varieert van 1 meter tot 40 meter, waarmee de grijswaarde van de afgedrukte punten kan worden bepaald.
De warmteoverdracht en convectie van de smelt moeten worden geminimaliseerd. Daarom heeft Daetwyler een speciaal galvanisch verzinkt materiaal met organische additieven ontwikkeld, dat een lager warmtegeleidingsvermogen heeft dan gewone zinkstructuren. Door dit speciale zink te verdampen en te ablateren, kunnen het smeltgebied en de bramen worden gereduceerd tot een dunne laag sediment (binnen 2-3 meter rond de cel).
Het gehele oppervlak van de trommel is afwisselend gegraveerd door een continu spiraalvormig maasspoor. Wanneer de trommelsnelheid 20 tpm bereikt, beweegt de bewerkingskop met een dwarse invoer van 15-150 micron / omwenteling, parallel aan de as van de trommel (afhankelijk van de schermresolutie). De dikte van de gaaswand tussen de cellen is slechts 4-6 micron bij de maximale toonwaarde. Dit vereist dat de richtnauwkeurigheid van de straalbestralingsrol ongeveer 1 micron is.
Een andere methode is om een pulsgemoduleerde high-power fiberlaser te gebruiken (gemiddeld vermogen 500 watt), waarvan de pulsherhalingsfrequentie kan worden gemoduleerd in het bereik van 30-100 kHz. Wanneer de frequentie 35 kHz is, is er meer energie op elke puls, zodat een enkele opname een groot gat kan boren (zoals een diameter van 140 micron wanneer het scherm 70 lijnen / cm is). Wanneer de frequentie 100 kHz is, wordt de energie op elke puls minder, dus wordt een kleine maas gesneden (bijvoorbeeld een scherm met een diameter van 25 micron is 400 lijnen / cm).
De werking van de laserstraal is contactloos, wat een belangrijk voordeel is in vergelijking met de elektromechanische gravure met een diamantpen. Zolang het drukproces voorspelbaar en herhaalbaar is, kan de uniformiteit van de gravure over de gehele breedte van de cilinder worden gegarandeerd. Vanwege de hoge herhaalbaarheid is het single-shot single-hole laserproces ongeveer 10 keer sneller dan elektromechanische gravures.
