Лазерная гравировка
 | В этой статье есть несколько проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти шаблонные сообщения )
|
Лазерная гравировка — это практика использования лазеров для гравировки объекта. Лазерная маркировка , с другой стороны, представляет собой более широкую категорию методов нанесения следов на объект, которая в некоторых случаях также включает изменение цвета из-за химических/молекулярных изменений, обугливания, вспенивания, плавления, абляции и многого другого. [1] Эта техника не предполагает использования чернил и насадок инструментов , которые контактируют с гравируемой поверхностью и изнашиваются, что дает ей преимущество перед альтернативными технологиями гравировки или маркировки, где чернила или головки насадок необходимо регулярно заменять.
Влияние лазерной маркировки более выражено для специально разработанных «лазерных» материалов, а также для некоторых красок. К ним относятся чувствительные к лазерному излучению полимеры и новые металлические сплавы . [2]
Термин «лазерная маркировка» также используется как общий термин, охватывающий широкий спектр методов нанесения покрытия, включая печать, горячее клеймение и лазерное склеивание . Машины для лазерной гравировки и лазерной маркировки одинаковы, поэтому эти два термина иногда путают те, у кого нет знаний или опыта в практике.
Лазерные гравировальные механизмы
[ редактировать ] |
Лазерная гравировка — это процесс выборочного удаления микроскопических слоев материала, в результате чего на обработанной поверхности создаются видимые следы. В зависимости от материалов взаимодействие лазера с материалом может быть различным. На более твердых поверхностях механизм действия заключается в первую очередь в абляции , при которой сфокусированный луч лазера выбивает микроскопические частицы из подложки. Гравировка может достигать глубины 100 мкм и более, тогда как лазерная маркировка обычно меньше.
Выбор лазеров важен для качества маркировки. Для создания чистой отметки предпочтительны короткие всплески высококачественных лазерных импульсов, поскольку они способны передавать большое количество энергии, не вызывая значительного нагрева и плавления образца. Например, гравировка с использованием фемтосекундных лазеров повышает точность, поскольку эти лазеры излучают чрезвычайно короткие импульсы, которые создают метки с высоким разрешением без значительного нагрева, избегая искажения или изменения материала. [3] Эта технология особенно ценна для материалов, термическое воздействие которых необходимо свести к минимуму, таких как металлы, пластмассы и чувствительная электроника.
Лазерные гравировальные станки
[ редактировать ]
Лазерный гравировальный станок состоит из трех основных частей: лазера, контроллера и поверхности. [2] Лазер — это инструмент для рисования: излучаемый им луч позволяет контроллеру выводить узоры на поверхность. Контроллер определяет направление, интенсивность, скорость движения и распространение лазерного луча, направленного на поверхность. Поверхность выбирается в соответствии с типом материала, на который может воздействовать лазер.
системы лазера Точка, в которой лазерный луч касается поверхности, должна находиться в фокальной плоскости оптической и обычно является синонимом ее фокальной точки . Эта точка обычно мала, возможно, меньше доли [ нечеткий ] миллиметр (в зависимости от длины волны света). При прохождении лазерного луча по поверхности существенное влияние оказывает только область внутри этой фокусной точки. Энергия, передаваемая лазером, изменяет поверхность материала в фокусной точке. Он может нагреть поверхность и впоследствии испарить материал, или, возможно, материал может треснуть (известное как «стеклообразование» или «стеклянение») и отслоиться от поверхности. Прорезание краски на металлической детали обычно представляет собой лазерную гравировку материала.
Если материал поверхности испаряется во время лазерной гравировки, почти всегда требуется вентиляция с помощью воздуходувок или вакуумного насоса для удаления вредных паров и дыма, возникающих в результате этого процесса, а также для удаления мусора с поверхности, чтобы позволить лазеру продолжить работу. гравировка.
Лазер может очень эффективно удалять материал, поскольку лазерный луч может быть спроектирован так, чтобы доставлять энергию к поверхности таким образом, чтобы большой процент световой энергии преобразулся в тепло. Луч очень сфокусирован и коллимирован — в большинстве неотражающих материалов, таких как дерево , пластик и эмалированные поверхности, преобразование световой энергии в тепло превышает {x%}. [ нечеткий ] эффективный. [4] Однако из-за такой эффективности оборудование, используемое при лазерной гравировке, может довольно быстро нагреваться. Для лазера необходимы сложные системы охлаждения. Альтернативно, лазерный луч может быть импульсным , чтобы уменьшить количество чрезмерного нагрева.
Различные узоры можно выгравировать, запрограммировав контроллер на прохождение определенного пути лазерного луча с течением времени. Траектория лазерного луча тщательно регулируется для достижения постоянной глубины удаления материала. Например, избегают перекрещивающихся путей, чтобы гарантировать, что каждая протравленная поверхность подвергается воздействию лазера только один раз, поэтому удаляется одинаковое количество материала. Скорость, с которой луч движется по материалу, также учитывается при создании рисунков гравировки. Изменение интенсивности и распространения луча обеспечивает большую гибкость конструкции. Например, изменяя пропорцию времени (так называемую «скважность»), в течение которой лазер включается во время каждого импульса, мощность, подаваемую на гравируемую поверхность, можно контролировать в соответствии с материалом.
Поскольку положение лазера точно известно контроллеру, нет необходимости добавлять барьеры на поверхность, чтобы предотвратить отклонение лазера от заданного рисунка гравировки. В результате резистивная маска при лазерной гравировке не требуется . Прежде всего, именно поэтому эта техника отличается от старых методов гравировки.
Хорошим примером того, как технология лазерной гравировки стала промышленной нормой, является производственная линия . В этой конкретной установке лазерный луч направляется на вращающееся или вибрирующее зеркало. Зеркало движется таким образом, что может выводить цифры и буквы на маркируемой поверхности. Это особенно полезно для печати дат, кодов срока годности и нумерации партий продуктов, перемещающихся по производственной линии. Лазерная маркировка позволяет маркировать материалы из пластика и стекла «на ходу». Место, где происходит маркировка, называется «лазерной станцией маркировки» и часто встречается на предприятиях по упаковке и розливу. Старые, более медленные технологии, такие как горячее тиснение и тампопечать, в значительной степени вытеснены и заменены лазерной гравировкой.
Для более точной и визуально декоративной гравировки лазерный стол используется (также известный как стол «X – Y» или «XY»). Лазер обычно закрепляется на боковой стороне стола и излучает свет на пару подвижных зеркал, так что лазер может охватить каждую точку поверхности стола. В момент гравировки лазерный луч фокусируется через линзу на гравируемой поверхности, что позволяет вырисовывать очень точные и сложные узоры.
Типичная установка лазерного стола включает в себя фиксированный лазер, излучающий свет параллельно одной оси стола, направленный на зеркало, установленное на конце регулируемой направляющей. Луч отражается от зеркала, расположенного под углом 45 градусов, так что лазер проходит путь точно по длине рельса. Затем этот луч отражается от другого зеркала, установленного на подвижной тележке , которая направляет луч перпендикулярно исходной оси. На этой схеме могут быть представлены две степени свободы (одна вертикальная и одна горизонтальная) для травления.
В других устройствах лазерной гравировки, таких как гравировка на плоском столе или барабане, лазерный луч управляется так, чтобы направить большую часть своей энергии на фиксированную глубину проникновения в материал, подлежащий гравировке. Таким образом, при гравировке удаляется только определенная глубина материала. Простую обработанную палку или угловой стержень можно использовать в качестве инструмента, который поможет обученным технологам настроить гравер для достижения необходимой фокусировки. Эта установка предпочтительна для поверхностей, высота которых существенно не меняется.
Для поверхностей разной высоты были разработаны более сложные механизмы фокусировки. Некоторые из них известны как системы динамической автофокусировки . Они регулируют параметры генерации в реальном времени, чтобы адаптироваться к изменениям в материале во время его травления. Обычно высота и глубина поверхности контролируются с помощью устройств, отслеживающих изменения ультразвука , инфракрасного или видимого света, направленного на гравируемую поверхность. Эти устройства, известные как пилотные лучи или пилотные лазеры (если используется лазер), помогают настраивать линзу лазера при определении оптимального места для фокусировки на поверхности и эффективного удаления материала.
Лазерные гравировальные станки «X–Y» могут работать в векторном и растровом режиме.
Векторная гравировка повторяет линию и кривую гравируемого рисунка, подобно тому, как перьевой плоттер рисует, создавая сегменты линий на основе описания контуров рисунка. Многие ранние гравюры знаков и табличек (лазерные или иные) использовали заранее сохраненные контуры шрифта , так что буквы, цифры или даже логотипы можно было масштабировать до нужного размера и воспроизводить с точно определенными штрихами. К сожалению, области с « заливкой » были проблематичными, поскольку образцы штриховки и точечной заливки иногда демонстрировали эффекты муара или сверхузоры, вызванные неточным расчетом расстояния между точками. Более того, вращение шрифта или динамическое масштабирование часто выходили за рамки возможностей устройства рендеринга шрифтов. Внедрение языка описания страниц PostScript теперь обеспечивает гораздо большую гибкость: теперь практически все, что можно описать в векторах с помощью программного обеспечения с поддержкой PostScript, такого как CorelDRAW или Adobe Illustrator, можно обвести, заполнить подходящими узорами и выгравировать лазером.
Растровая гравировка проводит лазер по поверхности медленно продвигающимся вперед и назад линейным который напоминает печатающую головку струйного или узором , аналогичного принтера. Рисунок обычно оптимизируется контроллером/компьютером так, что области по обе стороны от рисунка, которые не подлежат гравировке, игнорируются, и таким образом трасса на материале сокращается для большей эффективности . Величина продвижения каждой линии обычно меньше фактического размера точки лазера; линии гравировки лишь слегка перекрываются, создавая непрерывность гравюры. Как и во всех растеризованных устройствах, кривые и диагонали иногда могут пострадать, если длина или положение растровых линий хотя бы незначительно различаются по отношению к соседнему растровому скану; поэтому точное позиционирование и повторяемость имеют решающее значение для конструкции машины. Преимущество растеризации заключается в практически легкой «заливке», которую она создает. Большинство изображений, подлежащих гравировке, представляют собой жирные буквы или имеют большие непрерывно выгравированные области, и они хорошо растеризованы. Фотографии растеризованный (как при печати), с точками большего размера, чем пятно лазера, и их также лучше всего гравировать как растровое изображение. Практически любое программное обеспечение для верстки страниц можно использовать в качестве растрового драйвера для X-Y или барабанного лазерного гравера. В то время как традиционная гравировка знаков и табличек по необходимости отдавала предпочтение сплошным штрихам векторов, современные магазины, как правило, используют свои лазерные граверы в основном в растровом режиме, оставляя вектор для традиционного «вида» контура или для быстрого разметки контуров или « штриховок », где тарелку надо разрезать.
Материалы, на которых можно гравировать
[ редактировать ]Натуральные материалы
[ редактировать ]Маркировка органических материалов, таких как древесина, основана на карбонизации материала, которая приводит к затемнению поверхности и маркировке с высокой контрастностью. Непосредственное «выжигание» изображений на дереве было одним из первых применений лазерной гравировки. Требуемая здесь мощность лазера часто составляет менее 10 Вт в зависимости от используемого лазера, поскольку большинство из них различаются. твердые породы древесины Хорошие результаты дают , такие как орех, красное дерево и клен. На хвойной древесине можно разумно гравировать, но она имеет тенденцию испаряться на менее постоянной глубине. Маркировка хвойной древесины требует минимальной мощности и обеспечивает максимальную скорость резки, а активное охлаждение (например, вентилятор с достаточным потоком воздуха) препятствует возгоранию. Хорошо подойдет твердая бумага и ДВП; ворсистая бумага и газетная бумага подобны хвойным породам древесины. Мех не подлежит гравировке; на готовой коже может быть нанесена лазерная гравировка, что будет очень похоже на горячее брендирование. Некоторые латексные резиновые смеси можно гравировать лазером; например, их можно использовать для изготовления красочных штампов.
Бумажную малярную ленту иногда используют в качестве покрытия перед гравировкой на обработанной и смолистой древесине, так что очистка заключается в снятии ленты с негравированных участков, что проще, чем удаление липких и дымчатых окружающих «ореолов» (и не требует химикатов для удаления лака ).
Пластмассы
[ редактировать ]Каждый пластик имеет определенные свойства материала, особенно спектр поглощения света. Лазерное облучение может вызвать прямые химические модификации, плавление или испарение материала. Пластмассы редко встречаются в чистом виде, поскольку в них используются различные добавки, такие как красители, антиокислители, антиадгезивы и т. д. Эти добавки влияют на результат лазерной маркировки.
Стандартный литой акриловый пластик , листовой акриловый пластик и другие литые смолы обычно очень хорошо обрабатываются лазером. Награда, обычно гравируемая, представляет собой литую акриловую форму, предназначенную для лазерной обработки с обратной стороны. Стирол (как в футлярах для компакт-дисков ) и многие термоформуемые пластики имеют тенденцию плавиться по краям пятна гравировки. Результат обычно «мягкий» и не имеет «травящего» контраста. Поверхность может фактически деформироваться или «волниться» в области губ. В некоторых приложениях это приемлемо; например, маркировка даты на 2-литровых бутылках из-под газировки не обязательно должна быть четкой.
Для вывесок, лицевых панелей и т. д. были разработаны специальные пластики с лазерной маркировкой. Они включают в себя силикат или другие материалы, которые отводят избыточное тепло от материала, прежде чем он сможет деформироваться. Внешние ламинаты из этого материала легко испаряются, обнажая материал разного цвета внизу.
На других пластиках можно успешно гравировать, но рекомендуется систематически экспериментировать на образце. бакелит Говорят, что легко гравируется лазером; некоторые твердые инженерные пластмассы работают хорошо. Однако вспененные пластики, пенопласты и винилы обычно подходят для фрезерования, а не для лазерной гравировки. Пластмассы с содержанием хлора (такие как винил , ПВХ) при лазерной обработке выделяют едкий газообразный хлор, который в сочетании с водородом в воздухе образует испаренную соляную кислоту , которая может повредить систему лазерной гравировки. Уретановые и силиконовые пластики обычно неэффективны, если только они не содержат целлюлозу , камень или какой-либо другой стабильный изоляционный материал.
Кевлар можно подвергать лазерной гравировке и лазерной резке. кевлар выделяет чрезвычайно опасные пары ( цианистый Однако при испарении газ).
Металлы
[ редактировать ]Металлы термостойки и теплопроводны, поэтому их труднее гравировать, чем другие материалы. Из-за их теплопроводности для лазерной гравировки предпочтительны импульсные, а не непрерывные лазеры. Лазеры с высокой пиковой мощностью и малой длительностью импульса способны удалять материал с гравируемой поверхности металла, не передавая достаточно энергии для плавления поверхности.
Металлы нелегко гравировать с помощью обычной длины волны 10600 нм. [5] длина волны CO
2 , поскольку многие металлы имеют высокую отражательную способность в районе этой длины волны. Yb:волоконные лазеры, Nd:YVO 4 , оба излучают свет с длиной волны около 1000 нм, Nd:YAG-лазеры с длиной волны 1064 нм или его гармоники с длиной волны 532 и 355 нм излучают свет, который легче поглощается большинством металлов. Таким образом, они больше подходят для лазерной гравировки металлов.
Металлы с покрытием
[ редактировать ]Та же проводимость, которая препятствует точечному испарению металла, является преимуществом, если целью является испарение какого-либо другого покрытия с металла. Металлические пластины для лазерной гравировки изготавливаются из тонко отполированного металла, покрытого эмалевой краской, предназначенной для «выжигания». При мощности от 10 до 30 Вт получается отличная гравировка, поскольку эмаль удаляется довольно чисто. Большая часть лазерной гравировки продается в виде надписей из латуни или с серебряным покрытием стали на черном или темном эмалированном фоне. эффект с трафаретной печатью Теперь доступен широкий выбор вариантов отделки, включая мраморный на эмали.
Анодированный алюминий обычно гравируется или травится с помощью лазерных станков CO 2 . При мощности менее 40 Вт на этом металле можно легко выгравировать четкие и впечатляющие детали. Лазер обесцвечивает цвет, обнажая белую или серебристую алюминиевую подложку. Хотя он доступен в различных цветах, лазерная гравировка черного анодированного алюминия обеспечивает лучший контраст всех цветов. В отличие от большинства материалов, гравировка анодированного алюминия не оставляет дыма и остатков.
Покрытия распылением можно получить для специального использования при лазерной гравировке металлов. Эти распыления наносят покрытие, видимое для лазерного луча, которое сплавляет покрытие с подложкой, над которой проходит лазер. Как правило, эти спреи также можно использовать для гравировки других оптически невидимых или отражающих материалов, таких как стекло, и они доступны в различных цветах. [6] [ мертвая ссылка ] Помимо покрытий распылением, некоторые металлы, предназначенные для лазерной маркировки, поставляются с предварительно нанесенным покрытием для нанесения изображений. Подобные продукты преобразуют поверхность металла в другой цвет (часто черный, коричневый или серый).
Камень и стекло
[ редактировать ]
Камень и стекло не испаряются и не плавятся легко. В результате это делает их, как правило, лучшими кандидатами для других способов гравировки, в первую очередь пескоструйной обработки или резки с использованием алмазов и воды . Однако когда лазер попадает в стекло или камень, оно трескается. Поры на поверхности обнажают естественные зерна и кристаллические «огрызки», которые при очень быстром нагревании могут отделить от поверхности «чип» микроскопического размера, поскольку горячая деталь расширяется относительно окружающей среды. [7] [8] При гравюре на стекле следует избегать больших «заполненных» площадей, поскольку результаты по всей площади имеют тенденцию быть неравномерными; на абляцию стекла просто нельзя положиться в плане визуальной последовательности, что может быть недостатком или преимуществом в зависимости от обстоятельств и желаемого эффекта. По состоянию на 2021 год [update], последние достижения в области УФ-лазерной технологии теперь обеспечивают мощность УФ-лазера 10 Вт (или более) и обеспечивают значительно лучшие результаты гравировки на стекле, чем предыдущие версии систем УФ-лазерной маркировки с меньшей мощностью (т. е. 3 Вт) или классические системы маркировки с помощью CO 2 -лазера. Новые УФ-системы гравируют чисто и четко, без микротрещин на поверхности марки. Поскольку современные УФ-лазерные системы мощностью 10 Вт нагревают окружающую подложку меньше, чем другие системы лазерной маркировки, стеклянные подложки значительно менее склонны к растрескиванию в процессе лазерной маркировки. Высококачественная заполняющая гравировка на тонких стеклянных и хрустальных подложках теперь регулярно воспроизводится. [9] в больших объемах в полной производственной среде.
Ювелирные изделия
[ редактировать ]Спрос на персонализированные украшения заставил ювелиров лучше осознать преимущества процесса лазерной гравировки. [10]
Ювелиры обнаружили, что с помощью лазера они могут выполнять гравировку с большей точностью . Фактически, ювелиры обнаружили, что лазерная гравировка обеспечивает большую точность, чем другие виды гравировки. В то же время ювелиры обнаружили, что лазерная гравировка имеет ряд других полезных особенностей. Эти функции включают в себя настройку, персонализацию и чистую красоту этих гравюр.
Когда-то ювелирам, пытавшимся выполнить лазерную гравировку, приходилось использовать большое оборудование. Сейчас аппараты, выполняющие лазерную гравировку, выпускаются единицами. Некоторые предприниматели разместили такие агрегаты в киосках торговых центров. Это сделало ювелиров, занимающихся лазерной гравировкой, гораздо более доступными. Производители станков для лазерной гравировки ювелиров разработали весьма специализированное оборудование. Они разработали машины, которые могут гравировать внутреннюю часть кольца . Они также создали машины, способные гравировать заднюю часть часов .
Лазер может резать как плоские, так и изогнутые поверхности, например, поверхности ювелирных изделий. Это указывает на причину, по которой ювелиры приветствовали все приспособления для создания украшений с лазерной гравировкой. [11]
Изобразительное искусство
[ редактировать ]Лазерную гравировку можно использовать и для создания произведений изобразительного искусства. Как правило, это включает гравировку на плоских поверхностях, чтобы выявить нижние уровни поверхности или создать канавки и полосы, которые можно заполнить чернилами, глазурью или другими материалами. Некоторые лазерные граверы имеют вращающиеся насадки, с помощью которых можно гравировать вокруг объекта. Художники могут оцифровывать рисунки, сканировать или создавать изображения на компьютере, а также гравировать изображения на любом из материалов, упомянутых в этой статье. [12]
Трофеи, плакетки и награды
[ редактировать ]Относительно низкая стоимость лазерной гравировки, обусловленная автоматизацией и недорогими материалами, делает ее идеальным решением для персонализации кубков и наград. В то время как ручная гравировка может быть жизнеспособным решением для более дорогих чемпионских трофеев, лазерная индивидуализация подходит для командных и участвующих трофеев, которые часто заказываются в больших количествах и приносят относительно низкую прибыль.
Многие также предпочитают разборчивость, обеспечиваемую лазером, который часто обеспечивает более четкий вид, чем другие методы, и при гораздо меньших затратах.
Лазерные материалы, будь то пластик или гибкая латунь, доступны в различных цветах, что увеличивает популярность лазерной персонализации трофеев и табличек. Две самые популярные комбинации — это золотые буквы на черном фоне и черные буквы на золотом фоне. Хотя для табличек характерны одни и те же цветовые комбинации, разнообразие цветов, используемых в гравировке табличек, более разнообразно.
Зеркала с лазерной гравировкой
[ редактировать ]
Как и в случае с обычными травлеными зеркалами, первоначальная цель лазерных гравировальных станков заключалась в гравировке изображения на стеклянной поверхности зеркала . Когда мощность, фокус и скорость оптимизированы, результатов, аналогичных пескоструйной очистке или химическому травлению можно достичь .
В новой форме зеркальной гравюры [13] лазер пульсирует через отражающий серебряный слой в задней части зеркала. В результате стеклянная сторона зеркала с лазерной гравировкой остается неповрежденной, сохраняя все отражающие свойства оригинального зеркала.
После завершения процесса гравировки заднюю часть зеркала необходимо «заполнить» новым покрытием, чтобы подчеркнуть детали, обработанные лазером. При лазерной гравировке фотографии или текста заднее покрытие сплошного черного цвета придает монохромным изображениям максимальную четкость. Цветные покрытия могут обеспечить цветность.
Промышленное применение
[ редактировать ]Прямая лазерная гравировка флексографских пластин и цилиндров
[ редактировать ]Прямая лазерная гравировка флексографских печатных цилиндров и пластин стала общепринятым процессом с 1970-х годов. Впервые это началось с использования лазера на углекислом газе, используемого для избирательной абляции или испарения различных материалов резиновых пластин и гильз для создания поверхности, готовой к печати, без использования фотографии или химикатов. При этом процессе не требуется встроенной абляционной маски, как при прямой фотополимерной лазерной визуализации . Вместо этого мощная лазерная головка на углекислом газе сжигает или удаляет нежелательный материал. Цель состоит в том, чтобы сформировать резкие рельефные изображения с крутым первым рельефом и контурными краями, поддерживаемыми плечами, чтобы обеспечить высокий стандарт воспроизведения триадных цветов. Далее следует короткий цикл промывки водой и сушки, который менее сложен, чем этапы постобработки для прямой лазерной визуализации или традиционного изготовления флексографских форм с использованием фотополимерных пластин. После гравировки фотополимер экспонируется через отображаемый черный слой и вымывается в традиционном процессе фотополимеризации, требующем фотографии и химикатов. [14]
До 2000 года лазеры давали результаты более низкого качества только на резиноподобных материалах из-за их грубой структуры. В 2000-х годах были внедрены волоконные лазеры , позволяющие значительно повысить качество гравировки непосредственно на черных полимерных материалах. На полиграфической выставке Drupa 2004 была представлена прямая гравировка полимерных пластин. Это также повлияло на разработчиков резины, которые, чтобы оставаться конкурентоспособными, разработали новые высококачественные резиноподобные материалы. Разработка подходящих полимерных соединений также позволила реализовать в печати качество гравировки, достижимое с помощью волоконных лазеров. С тех пор прямую лазерную гравировку флексографских форм видят многие. [ по мнению кого? ] поскольку современный способ изготовления печатных форм для него является первым по-настоящему цифровым методом.
В качестве конкурентного процесса, более поздние [ на момент? ] были внедрены лазерные системы для выборочной гравировки тонкого непрозрачного черного слоя специально изготовленной фотополимерной пластины или рукава.
Прямая фотополимерная лазерная визуализация
[ редактировать ]Тесно связанные [ нужны разъяснения ] это прямое изображение цифровых флексографских форм или рукавов «по кругу» на быстро вращающемся барабане или цилиндре. Это выполняется на печатном устройстве, интегрированном в рабочий процесс цифровой допечатной подготовки, который также поддерживает цифровую проверку. Опять же, это безпленочный процесс, который устраняет одну из переменных в получении мелких и четких точек для растровых эффектов, включая триадную цветную печать.
При этом процессе созданное электронным способом изображение быстро сканируется на фотополимерный материал пластины, на поверхности которого нанесен тонкий слой черной маски. Инфракрасная лазерная головка, расположенная параллельно оси барабана, удаляет встроенную маску, обнажая неотвержденный полимер под ней. Далее следует основное ультрафиолетовое воздействие для формирования изображения через маску. Оставшийся черный слой поглощает ультрафиолетовое излучение, которое полимеризует основной фотополимер там, где черный слой был удален. Экспонированную цифровую пластину все равно необходимо обрабатывать, как обычную флексографскую пластину. То есть, использование промывки на основе растворителей с необходимыми методами утилизации отходов, хотя некоторые цифровые пластины, которые можно промывать водой, находятся в стадии разработки. Эта технология используется с 1995 года и только сейчас получает все более широкое распространение во всем мире, поскольку становится доступным более доступное оборудование. Торговые источники [ ВОЗ? ] Говорят, что в цехах по производству этикеток, упаковки и торговых форм установлено около 650 цифровых планшетных устройств.
Лазерная гравировка анилоксовых рулонов
[ редактировать ]До 1980 года анилоксовые валки производились различными механическими способами. Эти металлические анилоксовые валки иногда покрывались керамикой, чтобы продлить срок их службы во флексографской печатной машине. В 1980-х годах были созданы системы лазерной гравировки, в которых использовался углекислый лазер для гравировки необходимого рисунка ячеек непосредственно на полированной керамической поверхности. С тех пор какое-то время использовались YAG-лазеры с модуляцией добротности, поскольку они обеспечивали более фокусируемый лазерный луч, а также увеличенную частоту импульсов, способную гравировать более мелкую конфигурацию ячеек, необходимую для постоянно развивающегося процесса флексографской печати. Примерно с 2000 года в процессе прямой анилоксовой лазерной гравировки преобладает использование волоконных лазеров, которые обеспечивают высокую мощность углекислотных лазеров вместе с тонко фокусируемым лучом YAG-лазеров. Оптические системы, обеспечивающие быстрое переключение нескольких лучей, позволили волоконным лазерным системам занять доминирующее положение на этом рынке. Эта технология стала известна как Multi-Beam-Anilox или MBA.
Подповерхностная лазерная гравировка (SSLE)
[ редактировать ]Подповерхностная лазерная гравировка — это процесс гравировки изображения на прозрачном твердом материале путем фокусировки лазера под поверхностью для создания небольших трещин. Такие гравированные материалы обладают высоким оптическим качеством (подходят для линз с низкой дисперсией ), что позволяет минимизировать искажения луча. Стекло BK7 является распространенным материалом для этого применения. Пластик также используется, но с гораздо менее желательными результатами по сравнению с гравировкой, выполненной на оптическом кристалле.
С момента своего коммерческого применения в конце 1990-х годов SSLE стал более рентабельным благодаря использованию ряда машин различного размера, от небольших (~ 35 000–60 000 долларов США) до больших столов промышленного масштаба (> 250 000 долларов США). Хотя эти машины становятся все более доступными, по оценкам, во всем мире эксплуатируется всего несколько сотен. [15] Многие машины требуют очень дорогостоящего охлаждения, обслуживания и калибровки для правильного использования. В более популярных гравировальных станках SSLE используется твердотельный лазер с диодной накачкой или лазер DPSS. Лазерный диод , основной компонент, возбуждающий импульсный твердотельный лазер , может легко стоить треть самой машины и работать ограниченное количество часов. [15] хотя диод хорошего качества может прослужить тысячи часов.
С 2009 года использование SSLE стало более экономически эффективным для создания 3D-изображений в сувенирных «кристаллах» или рекламных материалах, и лишь немногие дизайнеры сосредоточились на проектах, включающих кристаллы большого или монолитного размера. Ряд компаний предлагают изготовленные на заказ сувениры, называемые пузырьками или лазерными кристаллами, путем создания 3D-изображений или фотографий и гравировки их на кристалле.
См. также
[ редактировать ]- Травление стекла
- Лазерная обработка
- Лазерная абляция
- Лазерное соединение
- Лазерная резка
- Список лазерных статей
Ссылки
[ редактировать ]
- ^ Справочник по оптофлюидике . Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. 2010. стр. 2–18. ISBN 978-1420093544 .
- ^ Jump up to: а б Ганеев, Рашид А. (2014). Взаимодействие лазера с поверхностью . Дордрехт. п. 154. ИСБН 978-9400773400 .
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) - ^ «Маркировка и гравировка» . www.litilit.com . Проверено 4 апреля 2024 г.
- ^ «Подробное руководство по лазерной резке и гравировке» . 5 июля 2024 г. Проверено 28 июля 2024 г.
- ^ «Лазерная гравировка на металле | Руководство для экспертов» . 16 января 2024 г. Проверено 16 января 2024 г.
- ^ «Лазерная маркировка TherMark – как это работает» . Thermark.com . Проверено 7 ноября 2012 г.
- ^ «Лазерная гравировка и травление по стеклу – все, что вам нужно знать» . All3DP . 29 августа 2019 года . Проверено 31 мая 2022 г.
- ^ Андреета, MRB; Кунья, Л.С.; Вейлс, LF; Караски, LC; Ясинявичюс, Р.Г. (2011). «Двумерные коды, записанные на поверхности оксидного стекла с помощью CO 2 -лазера непрерывного действия». Журнал микромеханики и микроинженерии . 21 (2): 025004. Бибкод : 2011JMiMi..21b5004A . дои : 10.1088/0960-1317/21/2/025004 . S2CID 137296053 .
- ^ «Лазерная маркировка на стекле: как добиться высокого качества» . Блог FindLight . 22 сентября 2015 года . Проверено 31 мая 2022 г.
- ^ «Руководство по лазерной гравировке ювелирных изделий» . 30 декабря 2023 г. Проверено 16 января 2024 г.
- ^ «Лазерные сварщики, влияющие на ювелирную промышленность - Сообщество производителей ювелирных изделий Ганоксин» . Ганоксин . Проверено 31 мая 2022 г.
- ^ Ганеев, Рашид А. (2014). Взаимодействие лазера с поверхностью . Дордрехт. п. 160. ИСБН 9789400773400 .
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) - ^ «Руководство для экспертов по лазерной гравировке стекла» . 16 июля 2024 г. Проверено 29 июля 2024 г.
- ^ Хитц, К. Брек (2012). Введение в лазерные технологии (Третье изд.). Хобокен: Джон Уайли и сыновья. стр. 229–237. ISBN 978-0470916209 .
- ^ Jump up to: а б «Подповерхностная лазерная гравировка» . Гравировка лазером . Проверено 7 ноября 2012 г.
