في إنتاج لوحات طباعة الحفر الصناعية ، تتطلب مساحة السطح الواسعة دقة مكانية عالية. تتطلب دورة سير العمل السريعة لبكرات الطباعة نقشًا فعالًا لمساحة تبلغ عدة أمتار مربعة بدقة على مستوى ميكرون في فترة زمنية قصيرة. يتميز تطبيق الليزر في هذا المجال بالخصائص التالية: ارتفاع معدل المعالجة ، والتركيز الدقيق ، ومزايا التعديل الرقمي. نظرًا لزيادة الدقة والتكرار والمرونة والإنتاجية ، تحل التركيبات المجهرية بالليزر المباشرة محل تقنيات الحفر بالثقوب التقليدية (مثل النقش الميكانيكي بأقلام الماس أو الحفر الكيميائي).
تتكون لوحات طباعة الحفر الروتاري من أسطوانة من النحاس المطلي بشكل موحد أو من الصلب المجلفن. يتم نقش معلومات الصورة في تجاويف صغيرة في طبقات النحاس أو المجلفن لنقل الحبر إلى الركيزة (انظر الشكل 1). طبقة رقيقة من الكروم تضمن عمر خدمة طويل للطابعة في ظل ظروف طحن قاسية. باستخدام شفرة الطبيب ، من الممكن التأكد من تسليم كمية الحبر المحددة بحجم الخلية فقط.
يتراوح طول أسطوانة طباعة الحفر 0.3-4.4 متر ، ومحيطها هو 0.3-2.2 متر ، ويمكن أن تصل مساحة السطح إلى 10 أمتار مربعة. عندما تكون دقة الشاشة 60-400 خطًا / سم ، يكون عدد الخلايا في الأسطوانة عادة من 108 إلى 1010. من أجل القيام بمعالجة الصور في الوقت الأكثر اقتصادا ، يتعين على الليزر أن يكون معدل تكرار النبض مرتفعًا ومتوسط طاقة مرتفع .
بالنسبة للنقش الجزئي على نطاق واسع عن طريق الاجتثاث البصري الحراري ، فإن الطريقة الأكثر فعالية هي استخدام شعاع الليزر النبضي ، الذي يخلق نبضه الفردي شبكة كاملة. نظام ليزر Nd: YAG بتبديل مع قدرة تركيز متوسطة تبلغ 500 واط ومعدل تكرار قدره 70 كيلو هرتز (انظر الشكل 3) يمكن أن يحقق معدل تذرية حجمية من الزنك يبلغ 1 سم / دقيقة ومعدل تذرية في المنطقة يبلغ 0.1 متر / دقيقة يتم تحديد شكل الخلايا بواسطة الطول الموجي لشعاع الليزر.
يمكن إنشاء خلايا نصف نمطية (كل من العمق والقطر متغيرة في تدرج الرمادي) بواسطة ليزر ذو شكل موجة شعاعية غاوسي ، بينما يتم إنشاء خلايا تقليدية (مع قطر ثابت تغيير العمق في كل قيمة رمادية) باستخدام أشكال موجية مسطحة القاع ( انظر الشكل 2). يعتمد حجم تجويف الشبكة على طاقة النبض ويتم التحكم فيه بواسطة بيانات الصورة الرقمية التي تم تعيينها باستخدام مُشَكِّل صوتي ضوئي. يتراوح قطرها من 25 متر إلى 150 متر ، والتي يمكن أن تحدد دقة الشاشة للصورة ؛ يتراوح العمق من متر واحد إلى 40 مترًا ، والذي يمكن أن يحدد القيمة الرمادية للنقاط المطبوعة.
يجب تقليل انتقال الحرارة والحمل الحراري للذوبان. لذلك ، قامت Daetwyler بتطوير مادة خاصة مجلفنة بالكهرباء مع إضافات عضوية ، والتي لديها الموصلية الحرارية أقل من هياكل الزنك العادية. عن طريق تبخير هذا الزنك الخاص وتقليصه ، يمكن تقليل منطقة الانصهار والأزيز إلى طبقة رقيقة من الرواسب (في حدود 2-3 أمتار حول الخلية).
يتم نقش سطح الأسطوانة بالكامل بالتناوب من خلال شبكة لولبية مستمرة. عندما تصل سرعة البرميل إلى 20 دورة في الدقيقة ، يتحرك رأس المعالجة عند تغذية من 15-150 ميكرون / ثورة ، بالتوازي مع محور البرميل (حسب دقة الشاشة). سمك جدار الشبكة بين الخلايا هو فقط 4-6 ميكرون في أقصى قيمة لهجة. هذا يتطلب أن دقة الهدف من شعاع شعاع الأسطوانة حوالي 1 ميكرون.
هناك طريقة أخرى تتمثل في استخدام ليزر ليفي عالي القدرة يتم ضبطه بالنبض (متوسط القدرة 500 واط) ، ويمكن تعديل تردد تكرار النبضة في نطاق يتراوح من 30 إلى 100 كيلو هرتز. عندما يكون التردد 35 كيلو هرتز ، هناك طاقة أكبر في كل نبضة ، بحيث يمكن للطلقة الواحدة حفر حفرة كبيرة (مثل قطر 140 ميكرون عندما تكون الشاشة 70 خط / سم). عندما يكون التردد 100 كيلو هرتز ، تصبح الطاقة في كل نبضة أقل ، لذلك يتم نحت شبكة صغيرة (على سبيل المثال ، الشاشة التي يبلغ قطرها 25 ميكرون 400 خط / سم).
تشغيل شعاع الليزر هو عدم الاتصال ، وهي ميزة رئيسية بالمقارنة مع النقش الكهروميكانيكية باستخدام قلم الماس. طالما أن عملية الطباعة يمكن التنبؤ بها وقابلة للتكرار ، يمكن ضمان توحيد النقش على كامل عرض الاسطوانة. بسبب التكرار العالي ، فإن عملية الليزر أحادية الطلقة أحادية الطور هي حوالي 10 مرات أسرع من النقش الكهروميكانيكية.
