औद्योगिक गुरुत्वाकर्षण छपाई प्लेटों के उत्पादन में, एक विस्तृत सतह क्षेत्र को एक उच्च स्थानिक संकल्प की आवश्यकता होती है। मुद्रण रोलर्स के तेजी से वर्कफ़्लो चक्र को कम समय में माइक्रोन-स्तर सटीकता के साथ कई वर्ग मीटर के एक क्षेत्र के प्रभावी उत्कीर्णन की आवश्यकता होती है। इस क्षेत्र में लेजर के अनुप्रयोग में निम्नलिखित विशेषताएं हैं: उच्च प्रसंस्करण दर, सटीक ध्यान केंद्रित करना, और डिजिटल मॉडुलन के फायदे। बढ़ी हुई सटीकता, दोहराव, लचीलापन और उत्पादकता के कारण, प्रत्यक्ष लेजर माइक्रोस्ट्रक्चरिंग, पारंपरिक ग्रेव्यू प्लेटमेकिंग तकनीकों (जैसे कि डायमंड पेन या रासायनिक नक़्क़ाशी के साथ यांत्रिक उत्कीर्णन) की जगह ले रही है।
रोटरी ग्रैव्योर प्रिंटिंग प्लेट में एक समान तांबा या जस्ती स्टील रोलर होता है। छवि जानकारी को सब्सट्रेट में स्याही को स्थानांतरित करने के लिए तांबे या जस्ती परतों में छोटे गुहाओं में उकेरा जाता है (चित्र 1 देखें)। क्रोम की एक पतली परत गंभीर पीसने की स्थिति के तहत प्रिंटर की लंबी सेवा जीवन सुनिश्चित करती है। डॉक्टर ब्लेड का उपयोग करके, यह सुनिश्चित करना संभव है कि सेल आकार द्वारा निर्धारित केवल स्याही राशि वितरित की जाए।
गुरुत्वाकर्षण मुद्रण सिलेंडर 0.3-4.4 मीटर लंबा है, परिधि 0.3-2.2 मीटर है, और सतह क्षेत्र 10 वर्ग मीटर तक पहुंच सकता है। जब स्क्रीन रिज़ॉल्यूशन 60-400 लाइन / सेमी होता है, तो ड्रम पर कोशिकाओं की संख्या आमतौर पर 108 से 1010 होती है। सबसे किफायती समय में इमेज प्रोसेसिंग करने के लिए, लेजर को उच्च नाड़ी पुनरावृत्ति दर और उच्च औसत शक्ति की आवश्यकता होती है ।
थर्मो-ऑप्टिकल एब्लेशन द्वारा बड़े पैमाने पर सूक्ष्म उत्कीर्णन के लिए, सबसे प्रभावी तरीका एक स्पंदित लेजर बीम का उपयोग करना है, जिसका एकल लेजर पल्स एक पूर्ण जाल गुहा बनाता है। एक क्यू-स्विच्ड एनडी: 500 वाट की औसत फोकस शक्ति और 70 kHz की पुनरावृत्ति दर (चित्रा 3 देखें) के साथ YAG लेजर प्रणाली 1 सेमी / मिनट की जस्ता की एक बड़ा एबलेशन दर और 0.1 M के एक क्षेत्र झुकाव दर प्राप्त कर सकते हैं। / मिनट। कोशिकाओं का आकार लेजर बीम की तीव्रता तरंग द्वारा निर्धारित किया जाता है।
अर्ध-आत्मकेंद्रित कोशिकाएं (गहराई और व्यास दोनों ग्रेस्केल में परिवर्तनशील हैं) एक गाऊसी बीम तरंग के साथ एक लेजर द्वारा उत्पन्न की जा सकती हैं, जबकि पारंपरिक कोशिकाओं (प्रत्येक ग्रे मूल्य में निरंतर गहराई से बदलते व्यास के साथ) फ्लैट-तल वाले वेवफॉर्म ( आंकड़ा 2 देखें)। मेष गुहा का आकार पल्स ऊर्जा पर निर्भर करता है और इसे एकॉवेटो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर का उपयोग करके डिजिटल छवि डेटा द्वारा नियंत्रित किया जाता है। व्यास 25 मीटर से 150 मीटर तक है, जो छवि के स्क्रीन रिज़ॉल्यूशन को परिभाषित कर सकता है; गहराई 1 मीटर से 40 मीटर तक होती है, जो मुद्रित डॉट्स के ग्रे मूल्य को परिभाषित कर सकती है।
पिघल की गर्मी हस्तांतरण और संवहन को कम से कम किया जाना चाहिए। इसलिए, डेविलेर ने कार्बनिक योजक के साथ एक विशेष इलेक्ट्रो-जस्ती सामग्री विकसित की है, जिसमें साधारण जस्ता संरचनाओं की तुलना में कम तापीय चालकता है। इस विशेष जस्ता को वाष्पीकृत और पृथक करके, पिघलने वाले क्षेत्र और गड़गड़ाहट को तलछट की एक पतली परत (सेल के चारों ओर 2-3 मीटर के भीतर) तक कम किया जा सकता है।
ड्रम की पूरी सतह को बारी-बारी से एक सतत सर्पिल जाल गुहा ट्रैक द्वारा उकेरा जाता है। जब ड्रम की गति 20 आरपीएम तक पहुंच जाती है, तो प्रोसेसिंग हेड ड्रम के अक्ष के समानांतर 15-150 माइक्रोन / क्रांति के ट्रैवर्स फीड पर चलता है (स्क्रीन रिज़ॉल्यूशन के आधार पर)। कोशिकाओं के बीच मेष दीवार की मोटाई अधिकतम टोन मूल्य पर केवल 4-6 माइक्रोन है। इसके लिए आवश्यक है कि किरण विकिरण रोलर की लक्ष्यीकरण सटीकता लगभग 1 माइक्रोन हो।
एक अन्य विधि एक पल्स-मॉड्यूलेटेड हाई-पावर फाइबर लेजर (500 वाट की औसत शक्ति) का उपयोग करना है, जिसकी पल्स पुनरावृत्ति आवृत्ति को 30-100 kHz की सीमा में संशोधित किया जा सकता है। जब आवृत्ति 35 kHz होती है, तो प्रत्येक नाड़ी पर अधिक ऊर्जा होती है, ताकि एक भी शॉट बड़े छेद को ड्रिल कर सके (जैसे कि 140 माइक्रोन का व्यास जब स्क्रीन 70 लाइनों / सेमी है)। जब आवृत्ति 100 किलोहर्ट्ज़ होती है, तो प्रत्येक नाड़ी पर ऊर्जा कम हो जाती है, इसलिए एक छोटी जाली को उकेरा जाता है (उदाहरण के लिए, 25 माइक्रोन के व्यास वाली एक स्क्रीन 400 लाइनों / सेमी)।
चिरप्लेटेड लेजर बीम का संचालन गैर-संपर्क है, जो कि हीरे की कलम का उपयोग करते हुए विद्युत यांत्रिक उत्कीर्णन की तुलना में एक महत्वपूर्ण लाभ है। जब तक मुद्रण प्रक्रिया अनुमानित और दोहराई जाती है, तब तक उत्कीर्णन एकरूपता सिलेंडर की पूरी चौड़ाई पर गारंटी दी जा सकती है। उच्च पुनरावृत्ति की वजह से, एकल-शॉट सिंगल-होल लेजर प्रक्रिया विद्युतचुंबकीय उत्कीर्णन की तुलना में लगभग 10 गुना तेज है।
बीम तीव्रता तरंग मॉडुलन
प्रिंटिंग मार्केट पर कई अलग-अलग सब्सट्रेट सामग्री हैं (जैसे कागज या लचीली पन्नी), प्रत्येक अलग-अलग सतह विशेषताओं के साथ। स्याही हस्तांतरण की अनुकूलन विधि इस पर निर्भर करती है: सब्सट्रेट सतह (जैसे खुरदरापन, स्याही अवशोषण क्षमता), स्याही पैरामीटर (जैसे वर्णक चिपचिपापन या मॉडल), और प्रिंटिंग प्लेट। प्रत्येक अलग स्थिति के लिए, मूर्तिकला जाल गुहाओं के विभिन्न आकारों का उपयोग सबसे अच्छा प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है।
गर्मी प्रवाहकत्त्व और संवहन के अलावा, कोशिकाएं लेजर बीम की फोकल तीव्रता तरंग का सटीक रूप से प्रतिनिधित्व करती हैं। प्रत्येक सेल को एक विशिष्ट आकार तक पहुँचने के लिए, बीम के त्रि-आयामी तीव्रता तरंग को सक्रिय रूप से वास्तविक समय में बनाया जाता है, और छवि डेटा द्वारा नियंत्रित आवृत्ति 100 kHz तक होती है।
तीव्रता तरंग के सक्रिय मॉड्यूलेशन और प्रत्येक लेजर पल्स की ऊर्जा के स्वतंत्र परिवर्तन के माध्यम से, प्रत्येक एकल कोशिका के आकार, व्यास और गहराई को स्वतंत्र रूप से निर्धारित किया जा सकता है। प्रिंटिंग प्लेट निर्माण प्रक्रिया में इस नए प्रकार की जाली को सुपर हेलफुटोटाइपिकल मेष (SHC) कहा जाता है, जो कि हेलफाटोटाइपिकल मेष का विस्तार है (अर्ध-स्वचालित जाल की गहराई और व्यास परिवर्तनशील है, लेकिन इसे स्वतंत्र रूप से नहीं किया जा सकता है)।
SHC मॉड्यूलेशन एकल लेजर प्रणाली को विभिन्न मेषों (पारंपरिक, ऑटोटेक्निकल, हलफुटोटाइपिकल) को गढ़ने में सक्षम बनाता है। अतीत में, विभिन्न प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती थी (विद्युत उत्कीर्णन, रासायनिक नक़्क़ाशी)। नई मेष आकृतियाँ अब स्याही हस्तांतरण विशेषताओं और प्रत्येक रंग% -tone मान और मुद्रित सब्सट्रेट के लिए मुद्रण क्षमता को अनुकूलित करने के लिए उत्पन्न की जा सकती हैं।
रणनीति और आवेदन
SHC बीम तरंग मॉड्यूलेशन के "सिंगल शॉट और सिंगल होल" विधि के अलावा, निरंतर लेजर दालों को सुपरइम्पोज़ करके उत्कीर्णन मेषों को डिजाइन करना भी संभव है, लेकिन प्रकाश स्थान का व्यास आवश्यक मेष आकार (जैसे) से छोटा है प्रकाश स्थान का व्यास 10-15 माइक्रोन, सेल आकार 100 माइक्रोन)। गठित गुहा की आकृति और आंतरिक संरचना मॉड्यूलेशन, ओवरलैप और लेजर दालों (जैसे छवि टाइपिंग मशीन की स्कैनिंग एल्गोरिथ्म) की स्कैनिंग योजना पर निर्भर करती है।
चहकती हुई निरंतर-लहर लेसरों को स्विच या ग्रे-स्केल मॉड्यूलेट किया जाता है, और वे हीरे के आकार के मेष छेद बनाने के लिए छोटी ओवरलैपिंग धारियों को उत्कीर्ण कर सकते हैं। इसका लाभ छवि के उच्च रिज़ॉल्यूशन में है (उदाहरण के लिए, रिज़ॉल्यूशन 1000 लाइनों / सेमी तक पहुंचता है और प्रकाश स्पॉट व्यास 15-20 माइक्रोन होता है जब आगे संदेश चरण आकार 10 माइक्रोन होता है)। नुकसान उत्पादन क्षमता के नुकसान में है, जिसे उच्च मॉड्यूलेशन आवृत्ति (लगभग 1 मेगाहर्ट्ज) और एक मल्टी-बीम उत्कीर्णन सिर का उपयोग करके मुआवजा दिया जाना चाहिए।
ध्यान केंद्रित करते समय इसकी उच्च चोटी की शक्ति के कारण, उच्च-चमक फाइबर लेज़रों (200-600 वाट, निरंतर तरंग, नाड़ी मॉड्यूलेशन) या अल्ट्रा-शॉर्ट पल्स लेजर इस उन्नत उत्कीर्णन विधि को प्राप्त कर सकते हैं। जस्ता के अतिरिक्त, इस उच्च चमक का उपयोग अन्य सामग्रियों, जैसे तांबा और चीनी मिट्टी की चीज़ें को उकेरने के लिए भी किया जा सकता है।
इमेज टाइपिंग मशीन स्कैनिंग प्रक्रिया एल्गोरिदम कई उच्च-रिज़ॉल्यूशन वाले दो-आयामी (प्रिंटिंग) अनुप्रयोगों और तीन-आयामी (प्रिंटिंग) अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। जैसे कि RFID ग्रैव्योर रोलर को उकेरना।
मुद्रित इलेक्ट्रॉनिक तकनीक एक आगामी नई तकनीक है। इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और सर्किट द्वारा आवश्यक उच्च परिशुद्धता प्रिंट आउटपुट की सटीकता और एकरूपता के लिए एक नया मानदंड स्थापित करेगी। कंडक्टर और अर्धचालक के लिए अधिकांश कार्बनिक और अकार्बनिक स्याही चिपकाने के लिए चिपकाने में कठिन और कठिन हैं।
इन स्याही के समान, गैर-छिद्रपूर्ण लेयरिंग के लिए, सेल ज्यामिति का सटीक नियंत्रण और गुरुत्वाकर्षण प्लेटों की सतह बनावट महत्वपूर्ण है। अंजीर। 5C आरएफआईडी टैग एंटीना का उत्कीर्णन परीक्षण दिखाता है, और समोच्च रेखा की चौड़ाई केवल 10 माइक्रोन है।
होल्मियम लेजर तकनीक डिजिटल इमेजिंग विधियों को जोड़ती है, पारंपरिक प्रिंटिंग प्लेटमेकिंग प्रक्रिया में सुधार करती है, और दक्षता, स्क्रीन रेंज, सटीकता और प्रिंट आउटपुट की गुणवत्ता में सुधार करती है। अलग-अलग लेजर प्रकारों का उपयोग करने के लिए पत्राचार एल्गोरिदम का उपयोग किया जा सकता है। संग्राहक लेजर बीम तरंग का उपयोग करते हुए, एकल-शॉट सिंगल-होल SHC प्रक्रिया वर्तमान में गुरुत्वाकर्षण के लिए सबसे तेज़ प्रक्रिया है, जिसका उपयोग विभिन्न सबस्ट्रेट्स, स्याही और प्रिंटिंग के लिए किया जा सकता है। उच्च शक्ति TEM00 स्रोत का उपयोग करके एक नया उत्कीर्णन एल्गोरिथ्म लेज़र एब्लेशन विधियों के अनुप्रयोग को औद्योगिक अनुप्रयोगों की एक सीमा तक विस्तारित करता है, जैसे कि बड़े क्षेत्र के सामग्री हस्तांतरण के लिए ऐनालॉक्स रोलर्स, प्रिंटिंग इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए उच्च-परिशुद्धता गुरुत्वाकर्षण मुद्रण पैटर्न और 3 डी प्रिंटिंग के लिए। उपकरण। जब दोनों आवश्यक लेजर शक्ति और नए उत्कीर्णन परिपक्व एल्गोरिथ्म मिलते हैं, तो अल्ट्रा-शॉर्ट पल्स लेजर उपरोक्त विधि को बढ़ावा देने और सुधारने में सक्षम होगा। आगे की चुनौती अपचयन प्रक्रिया को अनुकूलित करने के लिए पिकोसेकंड अल्ट्राशॉर्ट पल्स लेजर का उपयोग करना होगा।
