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激光技术在印刷和浮雕上的应用

发布时间:2021-08-21 人气:

本文摘要:OFweek激光网讯:自20世纪80年代以来,处置大型胶片的工业市场经常出现了极大的变化,完全几乎被激光器和数字处置所代替。从那时起,在印刷行业中,雕刻网版常用的技术是用于RF鼓舞CO2激光器,功率高达1kW,可以根据雕刻的图案来调整功率(图1)。 图1:激光雕刻网版,在被雕刻的地方,印刷的颜色不会从网孔中通过。 网孔被厚的聚合物层所覆盖面积,用调制的激光光束雕刻这一层,在被雕刻的地方将不会关上网孔中的洞。

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OFweek激光网讯:自20世纪80年代以来,处置大型胶片的工业市场经常出现了极大的变化,完全几乎被激光器和数字处置所代替。从那时起,在印刷行业中,雕刻网版常用的技术是用于RF鼓舞CO2激光器,功率高达1kW,可以根据雕刻的图案来调整功率(图1)。

    图1:激光雕刻网版,在被雕刻的地方,印刷的颜色不会从网孔中通过。  网孔被厚的聚合物层所覆盖面积,用调制的激光光束雕刻这一层,在被雕刻的地方将不会关上网孔中的洞。

这是一种十分有效地的生产印刷版和滚筒的方法,尤其是牵涉到到大批量印刷时。完全所有用作纺织品、地毯、壁纸和纸币的一些功能的印刷都能用于这种技术。

  对CO2激光器的必要调制受限于10kHz左右,主要是由于亚稳态氮,这是激光气体混合物的一个主要部分。当前在管和罐的印刷中用于的技术拒绝有更高的脉冲频率,约几百千赫。这主要是由于更高的分辨率所拒绝,而不是由于材料的现实3D结构所拒绝。雕刻网孔基本上是一个2D过程,而雕刻印刷版和聚合物或橡胶滚筒是一个具备简单结构的3D雕刻过程。

每个必要雕刻的结构都必须扎实的底座以在印刷过程中保持稳定,它们有可能在顶部具有简单的几何形状,例如一个轮廓明晰的图案和用来补偿网点不断扩大的嘴巴边。  未来,低防伪印刷(纸币、安全性文件、护照等,如图2)将必须最少500kHz或更高的频率,同时业界现在想要在纸盒设计中构建摄影效果般的印刷,这也必须类似于的性能。

    图2:用激光雕刻印刷纸币用的滚筒  比起必要调制RF激光的静电,声光调制器(AOMs)可以用调制频率更快的方法来掌控激光光束。但是声光调制器由于在锗晶体的吸取及其受损阈值而受到限制。为了取得最差的输入结果,必需精心设计声光调制器、激光源和光束路径。

  对所有先进设备的激光器展开测试,尤其是它们的脉冲不道德、功率稳定性、指向稳定性和模式。下降和下降时间要求脉冲不道德,因此也要求着雕刻速度。混合气体中的氮会减少脉冲频率至10kHz左右。

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这对于过去的很多应用于早已充足,但对于未来的市场需求来说是过于的。典型的激光功率和时间关系图表明出有plusmn;5~10%的偏差值。  这意味著不合适掌控3D雕刻材料。被测试的各种激光器的激光指向稳定性胆怯的好,这对于声光调制器的用于(对入射角十分脆弱)将起着必要的影响。

  在相似声光调制器的功率无限大时,锗晶体对不当的激光场模式十分脆弱。热点不会造成出射光束变形并很更容易毁坏晶显露不当的激光模式。

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一般来说情况下,输入耦合器和声光调制器之间的距离应当在2m左右或更加多,这样不会有更佳的激光场模式(图3)。    图3:仅有功率的CO2激光器分别在1m的距离(a)和6m(b)的距离,左边是2D图,右边是3D图。

  有时这难以实现,特别是在是在紧凑型的雕刻设备中。  新的CO2激光器项目  明智的自由选择是在经典的拉链CO2激光器的谐振腔结构中用于现代的材料(像碳纤维),这样能构建低平稳的谐振腔和相似极致的光束模式。碳纤维管的热膨胀系数十分小(大于1mu;m每米和开尔文),特别是在是设计得很好时,例如用强化有限元计算方法(FEM)来优化热力学不道德的设计。  光束路径优化。

自定义的碳纤维光学元件用作构建激光谐振腔的高精度,以及设置声光调制器和红外(IR)照相机(PyroCams)的光束路径,这样能在线可视化光束模式。在声光调制器的前面和后面摆放的两个PyroCams红外照相机(图4)能准确地测量锗晶体的影响(尤其是变形)。

    图4:碳纤维CO2激光器,在声光调制器的前面(蓝色)和后面(黄色)有两个红外照相机。  六轴。

锗晶体声光调制器能获取较好的性能,能超过甚至多达600WCO2激光器的功率,前提是激光光束模式相似高斯形状。如果功率太高,特别是在是如果在晶体表面经常出现热点,就不会很更容易损毁。


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