Nella produzione di lastre per rotocalco industriali, un'ampia superficie richiede un'elevata risoluzione spaziale. Il rapido ciclo del flusso di lavoro dei rulli di stampa richiede un'efficace incisione di un'area di diversi metri quadrati con precisione a livello di micron in un breve periodo di tempo. L'applicazione del laser in questo campo ha le seguenti caratteristiche: alta velocità di elaborazione, messa a fuoco precisa e vantaggi della modulazione digitale. A causa della maggiore precisione, ripetibilità, flessibilità e produttività, la microstrutturazione laser diretta sta sostituendo le tradizionali tecniche di produzione di lastre rotocalco (come l'incisione meccanica con penne diamantate o attacco chimico).
Le lastre rotative per rotocalco sono costituite da un rullo di rame o acciaio zincato uniformemente placcato. Le informazioni sull'immagine sono incise in minuscole cavità in strati di rame o zincati per trasferire l'inchiostro sul substrato (vedere la Figura 1). Un sottile strato di cromo garantisce una lunga durata della stampante in condizioni di macinazione severe. Utilizzando una racla, è possibile garantire che venga erogata solo la quantità di inchiostro determinata dalla dimensione della cella.
La lunghezza del cilindro di stampa rotocalco è di 0,3-4,4 metri, la circonferenza è di 0,3-2,2 metri e la superficie può raggiungere i 10 metri quadrati. Quando la risoluzione dello schermo è di 60-400 linee / cm, il numero di celle sul tamburo è generalmente compreso tra 108 e 1010. Per eseguire l'elaborazione delle immagini nel tempo più economico, è necessario che i laser abbiano una frequenza di ripetizione degli impulsi elevata e un'alta potenza media .
Per la microincisione su larga scala mediante ablazione termo-ottica, il metodo più efficace consiste nell'utilizzare un raggio laser pulsato, il cui singolo impulso laser crea una mesh completa. Un sistema laser Nd: YAG con commutazione Q con una potenza di messa a fuoco media di 500 watt e una frequenza di ripetizione di 70 kHz (vedere la Figura 3) può raggiungere un tasso di ablazione volumetrica di zinco di 1 cm / min e un tasso di ablazione dell'area di 0,1 M / min. La forma delle cellule è determinata dalla forma d'onda dell'intensità del raggio laser.
Le celle semiautotipiche (sia la profondità che il diametro sono variabili in scala di grigi) possono essere generate da un laser con una forma d'onda del fascio gaussiana, mentre le celle tradizionali (con diametro variabile in profondità ad ogni valore di grigio) sono generate utilizzando forme d'onda a fondo piatto ( vedi figura 2). La dimensione della cavità della mesh dipende dall'energia dell'impulso ed è controllata dal set di dati di immagini digitali utilizzando un modulatore acusto-ottico. Il diametro varia da 25 metri a 150 metri, il che può definire la risoluzione dello schermo dell'immagine; la profondità varia da 1 metro a 40 metri, che può definire il valore di grigio dei punti stampati.
Il trasferimento di calore e la convezione del fuso devono essere ridotti al minimo. Pertanto, Daetwyler ha sviluppato uno speciale materiale elettro-zincato con additivi organici, che ha una conduttività termica inferiore rispetto alle normali strutture di zinco. Vaporizzando e ablando questo zinco speciale, l'area di fusione e le sbavature possono essere ridotte a un sottile strato di sedimento (entro 2-3 metri attorno alla cellula).
L'intera superficie del tamburo è alternativamente incisa da una pista a maglie a spirale continua. Quando la velocità del tamburo raggiunge i 20 giri / min, la testa di elaborazione si sposta con un'alimentazione trasversale di 15-150 micron / giro, parallela all'asse del tamburo (a seconda della risoluzione dello schermo). Lo spessore della parete della maglia tra le celle è di soli 4-6 micron al valore di tono massimo. Ciò richiede che la precisione di puntamento del rullo di irradiazione del fascio sia di circa 1 micron.
Un altro metodo consiste nell'utilizzare un laser a fibra ad alta potenza modulato a impulsi (potenza media 500 watt), la cui frequenza di ripetizione degli impulsi può essere modulata nell'intervallo 30-100 kHz. Quando la frequenza è di 35 kHz, c'è più energia su ciascun impulso, in modo che un singolo colpo possa praticare un grande foro (come un diametro di 140 micron quando lo schermo è di 70 linee / cm). Quando la frequenza è di 100 kHz, l'energia su ciascun impulso diminuisce, quindi viene scolpita una piccola maglia (ad esempio, uno schermo con un diametro di 25 micron è di 400 linee / cm).
Il funzionamento del raggio laser è senza contatto, il che rappresenta un vantaggio chiave rispetto all'incisione elettromeccanica che utilizza una penna diamantata. Finché il processo di stampa è prevedibile e ripetibile, l'uniformità dell'incisione può essere garantita su tutta la larghezza del cilindro. A causa dell'elevata ripetibilità, il processo laser a foro singolo a colpo singolo è circa 10 volte più veloce dell'incisione elettromeccanica.
