Na produção de chapas de impressão de rotogravura industrial, uma ampla área de superfície requer uma alta resolução espacial. O rápido ciclo de fluxo de trabalho dos rolos de impressão requer uma gravação eficaz de uma área de vários metros quadrados com precisão no nível de mícrons em um curto período de tempo. A aplicação do laser nesse campo possui as seguintes características: alta taxa de processamento, foco preciso e as vantagens da modulação digital. Devido à maior precisão, repetibilidade, flexibilidade e produtividade, a microestrutura direta a laser está substituindo as técnicas tradicionais de produção de chapas de gravura (como gravação mecânica com canetas de diamante ou gravação química).
As chapas rotativas para impressão de rotogravura consistem em um rolo de cobre ou aço galvanizado uniformemente revestido. As informações da imagem são gravadas em minúsculas cavidades em camadas de cobre ou galvanizadas para transferir a tinta para o substrato (consulte a Figura 1). Uma fina camada de cromo garante uma longa vida útil da impressora em condições severas de retificação. Usando uma lâmina raspadora, é possível garantir que apenas a quantidade de tinta determinada pelo tamanho da célula seja entregue.
O comprimento do cilindro de impressão por rotogravura é de 0,3 a 4,4 metros, a circunferência é de 0,3 a 2,2 metros e a área da superfície pode chegar a 10 metros quadrados. Quando a resolução da tela é de 60 a 400 linhas / cm, o número de células no tambor é geralmente de 108 a 1010. Para fazer o processamento da imagem no tempo mais econômico, é necessário que os lasers tenham alta taxa de repetição de pulso e alta potência média .
Para microgravura em larga escala por ablação termo-óptica, o método mais eficaz é usar um feixe de laser pulsado, cujo único pulso de laser cria uma malha completa. Um sistema laser Nd: YAG com Q-switched com uma potência de foco média de 500 watts e uma taxa de repetição de 70 kHz (consulte a Figura 3) pode atingir uma taxa de ablação volumétrica de zinco de 1 cm / min e uma taxa de ablação de área de 0,1 M / min. A forma das células é determinada pela forma de onda de intensidade do feixe de laser.
As células semi-autotípicas (profundidade e diâmetro são variáveis em escala de cinza) podem ser geradas por um laser com forma de onda de feixe gaussiano, enquanto células tradicionais (com diâmetro constante de mudança de profundidade em cada valor cinza) são geradas usando formas de onda de fundo plano ( veja a figura 2). O tamanho da cavidade da malha depende da energia do pulso e é controlado pelos dados da imagem digital configurados usando um modulador acústico-óptico. O diâmetro varia de 25 a 150 metros, o que pode definir a resolução da tela da imagem; a profundidade varia de 1 metro a 40 metros, o que pode definir o valor de cinza dos pontos impressos.
A transferência de calor e a convecção do fundido devem ser minimizadas. Portanto, a Daetwyler desenvolveu um material eletrogalvanizado especial com aditivos orgânicos, que possui uma condutividade térmica mais baixa do que as estruturas comuns de zinco. Ao vaporizar e eliminar este zinco especial, a área de fusão e as rebarbas podem ser reduzidas a uma fina camada de sedimento (entre 2 a 3 metros em torno da célula).
Toda a superfície do tambor é alternadamente gravada por uma esteira de malha espiral contínua. Quando a velocidade do tambor atinge 20 rpm, a cabeça de processamento se move com uma alimentação transversal de 15-150 mícrons / rotação, paralela ao eixo do tambor (dependendo da resolução da tela). A espessura da parede da malha entre as células é de apenas 4-6 mícrons no valor máximo do tom. Isso requer que a precisão da mira do rolo de irradiação do feixe seja de cerca de 1 mícron.
Outro método é usar um laser de fibra de alta potência com modulação por pulso (potência média de 500 watts), cuja frequência de repetição de pulso pode ser modulada na faixa de 30 a 100 kHz. Quando a frequência é de 35 kHz, há mais energia em cada pulso, de modo que um único disparo pode perfurar um grande buraco (como um diâmetro de 140 mícrons quando a tela tem 70 linhas / cm). Quando a frequência é de 100 kHz, a energia em cada pulso diminui, de modo que uma pequena malha é esculpida (por exemplo, uma tela com um diâmetro de 25 mícrons é de 400 linhas / cm).
A operação do feixe de laser é sem contato, o que é uma vantagem importante em comparação com a gravação eletromecânica usando uma caneta de diamante. Desde que o processo de impressão seja previsível e repetível, a uniformidade da gravação pode ser garantida em toda a largura do cilindro. Devido à alta repetibilidade, o processo a laser single-hole single-shot é cerca de 10 vezes mais rápido que a gravação eletromecânica.
