Nd: Yag激光雕刻技术与CO2激光雕刻技术的比较(上)


(Comparing Laser Engraving Technologies Nd:Yag vs.CO2)

  在网纹辊的雕刻技术中,Nd: Yag激光雕刻技术是近年来的热门话题之一,甚至在有些情况下,人们已经把Nd: Yag激光雕刻技术吹得过于神奇了。Nd: Yag激光雕刻后形成的网纹辊着墨孔当然跟以前传统的CO2气体激光雕刻技术所产生的着墨孔不同,但是,由此我们就能够断定Nd: Yag激光雕刻技术所产生的着墨孔的性能就更优越吗?它就一定具有更好、更优良的印刷适性吗?这不能一概而论,在有些情况下也许的确如此,但在有些情况下则不然。恒定波长的CO2激光雕刻技术还是十分出色的,而且在许多柔性版印刷中都适用。YAG激光的雕刻速度比CO2激光要慢,为了提高YAG激光雕刻的速度,赶上CO2激光的雕刻速度,已经对YAG激光进行了改进,但是同时却又带来了一些未曾想到的负面影响。

  本文旨在针对这两种激光雕刻技术的实际应用进行讨论,并总结出两种激光技术各自的优点和缺点,介绍了这两种激光雕刻技术之间的差别,但更主要的是介绍雕刻后所形成的着墨孔的操作性能。但是,遗憾的是,由于对YAG激光缺乏长期的试验研究,致使有许多问题至今仍然找不到答案。

一、CO2激光技术
  C02激光雕刻方式有两种:一种是脉冲式,另外一种是恒定波长式。脉冲式CO2激光能够控制激光器的发射与否(YAG激光也是如此),而恒定波长则不同,由它的名字我们就可以知道,它将始终保持激光束的恒定不变,因此,就能够创造一个稳定的激光环境。

  在雕刻过程中,激光束被聚焦到抛光后的陶瓷表面,而且其恒定光波被一种快门式的的机械部件分割成几段,这样一来,所产生的激光十分强烈,而且呈间隔式发射,同时能够保持优良的抗干扰性、较好的一致性以及较高的稳定性。激光束只能使部分陶瓷被烧蚀和蒸发掉,而其余的陶瓷则呈熔融状态。这些熔融状态的陶瓷(也可以称作是二次喷涂的陶瓷)就形成了网墙。这又引发了一场新的争论:第二次喷涂的陶瓷层能跟原来的陶瓷层一样坚硬牢固吗?

  在雕刻网纹辊的时候,激光束确实烧蚀掉了部分陶瓷,形成一个个圆形的孔洞。如果采用600角度雕刻的话,雕刻后的着墨孔当然就应该是六棱锥形状的,那么,我们如何使这些洞由圆形变成六棱锥形呢?激光烧蚀掉周围的陶瓷涂层,就会形成最终想要的六棱锥形状。激光雕刻一个着墨孔,需要烧蚀七次才能形成最终的形状,不但烧蚀本身的着墨孔,还包括它周围的六个着墨孔。在这个过程中,周围未被烧蚀的凸起的熔融陶瓷层就形成了网墙。当然,网纹辊的尺寸也有所增大,并达到预定的尺寸标准。

  在雕刻过程中产生的熔融陶瓷层(二次喷涂层),会不会对陶瓷组分产生影响?会不会使网墙更容易破损?实际上,熔融的陶瓷层可能会使生成的网墙更紧密或者更稳固。坦率地讲,没有人知道确切的答案,只有在生产中由时间来验证了。很遗憾,“涂层”这个词似乎带有一种不太客观的负面含义。

  在雕刻过程中,如果CO2激光控制不当的话,网纹辊的表面就会产生一些不良的效果,比如网墙十分粗糙、过宽、过薄或者出现破裂等等。但是,只要按照涂层流动性能的控制原则来操作,就能够得到高质量的着墨孔。新型的YAG激光似乎能够解决CO2激光雕刻中存在的这些问题。但是,话又说回来了,如果CO2激光使用正确合理的话,上述这些问题也就根本不会出现和发生了。
二、Nd: YAG激光技术
  Nd: YAG激光是钕:钇铝石榴石的缩写,它是一种固态激光。这种奇异/神奇的/令人振奋的技术对网纹辊雕刻具有一种真正的正面/有利的影响——在某种特定的参数和应用中。对于YAG激光,由于这是一种新的应用,所以,需要经过一段时间之后它才能够被人们广泛接受和采纳。但是,我们已经从目前的YAG激光雕刻网纹辊的研究中发现了它的某些特定的特性,而且,通过不断地“研究—提高”试验,也得到了一些有关的结论。

  与CO2激光雕刻技术不同的是,YAG激光雕刻技术不是由二次喷涂的陶瓷层来形成网墙的,相反,当YAG激光接触到陶瓷层表面的时候,激光束的能量更高、更强烈,结果使绝大部分陶瓷都被烧蚀和蒸发掉了,几乎不会留下多少陶瓷涂层。所以,原先抛光后的陶瓷表面就构成绝大部分网墙。但是,当用电子显微镜观察着墨孔的时候,还是能够看到少量的二次喷涂的陶瓷层的。前面我们说了,CO2激光雕刻所形成的着墨孔是六棱锥形的,而YAG激光雕刻所产生的着墨孔是圆形的,但可以调节,如果把周围的几个着墨孔的雕刻角度改为600的话,就会得到六棱锥形状的着墨孔。

三、着墨孔形状的比较
  由于激光类型的不同以及雕刻方法的不同,所得到的着墨孔的形状也就不同。CO2激光雕刻形成的是碗状的着墨孔,而YAG激光雕刻形成的是圆筒状的着墨孔,而且垂直方向的网墙更多。CO2激光通过对着墨孔宽度和深度之间比率进行控制来确保着墨孔的一致、可预测、高质量的。一般来说,深度和宽度的比值在23%~33%之间比较好。着墨孔越小(1000lpi以上的网纹辊),雕刻陶瓷层所需要的CO2激光的能量就越少;着墨孔的宽度越小,则着墨孔的深度相应来说也就小,因此,网纹辊的网线数越高,则其传墨量相应地就越小。

  如果采用YAG激光雕刻技术,即使在雕刻很小的着墨孔的时候,激光束的强度也不会减弱。在雕刻小的着墨孔时,YAG激光与CO2激光恰恰相反,YAG激光束烧蚀的陶瓷层的深度很深,它雕刻出来的1400 lpi网纹辊的传墨量与CO2激光雕刻的800 lpi网纹辊的传墨量不相上下。但是,由于YAG激光雕刻的着墨孔是圆筒状的,着墨孔底部的油墨无法完全释放并转移到印版上。而且,由于YAG激光雕刻后的着墨孔的网墙是垂直方向的,所以,着墨孔中的一定深度以下的油墨就释放不出来/得不到释放。

  尽管YAG激光雕刻后的着墨孔是圆筒状的,但是,仍然能够使网墙的厚度保持十分薄。但是,当采用CO2激光雕刻时,要在烧融掉大量的陶瓷层之后才能够形成这种圆筒状的着墨孔,实际上这就是雕刻过深所产生的结果。大量的陶瓷层被烧蚀掉,还会造成网墙过于粗糙、过宽而且质量较差,并由此可能影响网纹辊的印刷适性。

  YAG激光雕刻的1400lpi、2.0BCM的网纹辊跟CO2激光雕刻的800lpi、2.0 BCM的网纹辊,对两者的油墨密度进行测试比较,这里还有一另外一个问题:着墨孔宽度与深度的比率并不适用于YAG激光雕刻技术,因为对网墙厚度的影响不明显。

[时间:2001-03-30  作者:必胜网  来源:必胜网]

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