Haben Sie schon einmal über die wichtigsten Schritte für den sicheren Betrieb einer Lasergraviermaschine nachgedacht? Dieser Leitfaden behandelt die wichtigsten Sicherheitsprotokolle, von der ordnungsgemäßen Einrichtung und Wartung bis hin zu Schutzausrüstung und Notfallmaßnahmen. Wenn Sie diese Richtlinien befolgen, können Sie eine sichere Arbeitsumgebung gewährleisten und Unfälle vermeiden. Sind Sie bereit, Ihren Lasergravurprozess sowohl effizient als auch sicher zu gestalten? Erfahren Sie mehr über die Details zum Schutz Ihres Arbeitsbereichs.
Seit ihrer Einführung im Jahr 1960 hat die Lasertechnologie rasch Anwendungen in der Fertigung gefunden. Mit der Vertiefung des Verständnisses der zugrundeliegenden Theorie haben sich verschiedene Lasertypen entwickelt, die ihren Anwendungsbereich erweitert haben und immer häufiger zum Einsatz kommen, was zu erheblichen gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Vorteilen führt.
Als eine der Hochtechnologien ist die Lasertechnologie ein wesentliches Merkmal des wissenschaftlichen und technischen Fortschritts im 20. Jahrhundert und bildet einen integralen Bestandteil der Optoelektronik in der modernen Informationsgesellschaft.
Sie findet nicht nur in technologisch fortgeschrittenen Ländern große Beachtung, sondern auch in vielen Entwicklungsländern, die stark in sie investieren.
Seit den 1980er Jahren haben viele Regierungen die Lasertechnologie in ihre nationalen Entwicklungspläne aufgenommen. So zum Beispiel das britische AWE, das amerikanische Laserfusionsprogramm und der japanische Fünfjahresplan für Laserforschung.
Die Umsetzung dieser Pläne hat die Entwicklung der Lasertechnologie beschleunigt und eine lebendige und aufstrebende Industrie gefördert.
Gleichzeitig hat die Weiterentwicklung der Lasertechnologie die Fortschritte und Verbesserungen in den verschiedenen Technologien, Disziplinen und Produktionsstufen erheblich vorangetrieben und sich weltweit ausgewirkt.
In Übersee werden seit vielen Jahren lasergravierte keramische Rasterwalzen für den Flexodruck eingesetzt, wobei die Qualität der Schlüssel zum Erfolg ist. Lasergravurmaschinen können kontinuierliche, nahtlose Muster auf Druckwalzen beschriften.
Bei nicht-kontinuierlichen Mustern können die Kosten für lasergravierte Platten und Zylinder jedoch höher sein. Zwar können die lange Lebensdauer und die hohe Druckqualität der Platten und Zylinder die höheren Kosten für die Plattenherstellung ausgleichen, aber diese Kosten könnten die Entwicklung der Lasergravurtechnik dennoch bremsen.
Derzeit ist die Qualität nach wie vor ein entscheidender Faktor, aber der Schwerpunkt hat sich auf die Produktivität verlagert. Druckereien verlangen Rasterwalzen mit hoher Zeilenzahl und guter Gravurqualität, was einen erheblichen Zeitaufwand erfordert.
Um die Qualität zu erhöhen und die Kosten zu senken, muss die Lasergravurtechnik verbessert und die Geschwindigkeit der Lasergravur erhöht werden. In dieser Hinsicht wurden bereits erfreuliche Fortschritte erzielt.
Im Prinzip ist es ganz einfach, mit einem Laser ein Gittermuster in eine mit Keramik beschichtete Walze zu gravieren. Die Keramikwalze wird auf einer Drehbank platziert und gedreht, ein Laserstrahl wird auf die Oberfläche der Walze fokussiert, und der Strahl bewegt sich entlang der Länge der Walze und schaltet sich kontinuierlich ein und aus.
Folglich ist die Oberfläche der Walze mit kleinen Löchern versehen. Die Größe und das Muster des Gitters hängen von vielen variablen Faktoren ab.
Für grobe Rastergravuren, wie z. B. Leimwalzen, ist eine leichte Verbesserung des Verfahrens ausreichend. Die Gravur hochwertiger Rasterwalzen ist jedoch eine ganz andere Sache. Flexodruckereien benötigen Rasterwalzen, die eine konstante Farbleistung liefern.
Das bedeutet, dass die Form des Gitters einheitlich sein muss und Volumenschwankungen minimiert werden sollten. Das Gittermuster muss auch regelmäßig sein, um eine gleichmäßige Farbübertragung zu gewährleisten, insbesondere beim Druck von Vollflächen.
Die Lasergravur ist ein gängiges Verfahren in der Lasertechnik. Es gibt drei Arten von Lasern Gravur: CO2-Lasergravur, Nd:YAG-Lasergravur und Excimer-Lasergravur. Jede dieser Lasergravurtechniken hat ihre eigenen Merkmale und Vorteile, die sie für unterschiedliche Anwendungsbereiche geeignet machen.
In den späten 1970er Jahren begannen Buekley und Jenkins mit der Entwicklung lasergravierter Rasterwalzen. Zuvor wurden die meisten mit CO2-Lasern mit gasförmigem Kohlendioxid als Lasermedium graviert.
CO2-lasergravierte Rasterwalzen haben den Entwicklungsbedarf der Flexodruckindustrie, insbesondere der Verpackungsdruckindustrie, weitgehend erfüllt.
Der erfolgreiche Einsatz von lasergravierten keramischen Rasterwalzen in Flexodruckmaschinen kann als einer der Schlüsselfaktoren für die rasante Entwicklung des Flexodrucks in den letzten Jahren angesehen werden.
Dadurch konnte der Flexodruck mit der Lithografie und dem Tiefdruck konkurrieren. Die CO2-Lasergravurmaschine hat drei Entwicklungsstufen durchlaufen:
Die erste Generation von Kohlendioxid-Lasergraviermaschinen verwendete Laser im Wesentlichen als verstärkte Skalen von Lichtstiften, die mit einem Fußschalter gesteuert wurden und mit denen Kalligraphie, gekrümmte Bilder und Porträts nachgebildet werden konnten. Der Laser ätzt ein dem Original ähnliches Bild auf das Werkstück. Es handelt sich um einen einfachen, primitiven CO2-Lasergravierer, der wenig kostet.
Die zweite Generation von CO2-Lasergravierern ist für die Gravur von Holzschnittbildern konzipiert und wird von einer Ein-Chip-Maschine gesteuert, die den Lichtpunkt Zeile für Zeile auf der XY-Plattform abtastet. Der Laser wird an den hellen Stellen der Vorlage ausgeschaltet und an den dunklen Stellen eingeschaltet, wodurch ein Schwarz-Weiß-Bild entsteht.
Der Fokusdurchmesser des Lasers beträgt 0,4 mm, und die schwarzen Bereiche des Bildes bestehen im Wesentlichen aus einer Reihe von 0,4 mm breiten und 2,2 mm tiefen Linien.
Ein Bild kann in 550 Zeilen unterteilt werden, und der Lesekopf kann auch eine synchrone Abtastung durchführen. Der Lesekopf hat eine 0,4 mm große Öffnung und besteht aus einer Halbleiter-Lichtröhre und einer Empfangsröhre, die das reflektierte Licht des von der Emissionsröhre beleuchteten Bildes empfängt und den Schalter des CO2-Lasers nach Erfassen des Schwellenwerts über die Ein-Chip-Maschine steuert.
Die dritte Generation der CO2 Lasergravierer ersetzt den Single-Chip durch einen Personal Computer in der Steuerung, daher wird er auch als mikrocomputergesteuerter CO2-Lasergravierer bezeichnet.
Es verwendet eine CCD-Kamera, um 512*512 Pixel und deren Graustufen auf einmal einzulesen. Die Dithering-Methode wird verwendet, um 256 Graustufen in die Schwarzpunktdichte des Bereichs umzuwandeln, die Informationskapazität stark zu komprimieren, die Helligkeit und die Graustufen des Bildes zu überwinden, das Problem der Bildvergrößerung und -verkleinerung zu lösen und das Lesen von dreidimensionalen und großflächigen Bildern sowie die Speicherung und Verarbeitung mehrerer Bildinformationen zu vervollständigen.
Es werden ständig Anstrengungen unternommen, um die Qualität der lasergravierten keramischen Rasterwalzen zu verbessern, damit die Qualität der Flexodruckprodukte mit dem Offset- und Tiefdruck mithalten oder diesen sogar übertreffen kann.
Durch die Verbesserung der Präzision bei der Plattenherstellung und die strengen Anforderungen an die Feinheit (Strichzahl) und die Farbspeicherkapazität von keramischen Rasterwalzen wurden nach mehreren Jahren der Erforschung und Bemühung schließlich um 1996 Nd:YAG-lasergravierte keramische Rasterwalzen eingeführt.
Nd:YAG-Laser werden durch Dotierung des Yttrium-Aluminium-Granat-Substrats (Y3AL3O12) mit Neodymoxid (Nd2O3). Bei den aktivierten Ionen handelt es sich ebenfalls um Neodym-Ionen mit einer Ausgangswellenlänge von 1,06 um.
Aufgrund der schmalen Fluoreszenzspektrallinie von Nd:YAG, der hohen Quanteneffizienz und der guten Wärmeleitfähigkeit ist es das einzige Festkörperlaser unter den drei Arten von Festkörperlasern derjenige, der zum Dauerbetrieb fähig ist, und wird häufig in der Laserwärmebehandlung eingesetzt.
Der Excimer-Laser ist ein Hochleistungs-Ultraviolettlaser mit hohem Wirkungsgrad. Aufgrund seiner zahlreichen Eigenschaften spielt er eine wichtige Rolle bei der Mikrofabrikation von Keramik, Polymeren und anderen Materialien. Mit dem kontinuierlichen Wachstum der Mikrofabrikation und den hohen Präzisionsanforderungen wird der Excimer-Laser seit seiner Einführung von Ländern auf der ganzen Welt sehr geschätzt.
Der Eureka-Plan der Europäischen Gemeinschaft (EREKA), das AMMTRI-Programm (Advanced Manufacturing and Mechatronics Towards the 21st Century) der japanischen Regierung sowie das 863-Programm und das Super-863-Programm Chinas setzen allesamt auf die Entwicklung von Excimer-Lasern, die rasant vorangeschritten ist.
Der Mechanismus der Excimer-Lasergravur: Das Ätzen mit Excimer-Lasern ist ein direkter photochemischer Prozess auf Materialien. Der Mechanismus, durch den der Excimer-Laser mit dem zu bearbeitenden Material interagiert, wird als Ablation bezeichnet, einschließlich photoinduzierter Bindungsauflösung und Produktexplosion.
Wenn die Energie des Excimerlaser-Photons größer ist als die chemische Bindungsenergie des Polymers, wird die chemische Bindung gebrochen, das spezifische Volumen eines kleinen Bereichs auf der Materialoberfläche nimmt plötzlich zu, und wenn die Bindungsbruchrate einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, schälen sich die Oberflächenfragmente ab, wodurch das Ätzen abgeschlossen wird.
Das Aufkommen und die Entwicklung von Excimer-Lasern haben leistungsfähige Werkzeuge für ein breites Spektrum industrieller Anwendungen und wissenschaftlicher Forschung geschaffen.
Aufgrund ihrer Wellenlänge im ultravioletten und tief ultravioletten Spektrum, der hohen Pulsenergie und Photonenenergie, der hohen Wiederholrate und der geringen Pulsbreite absorbieren die meisten Metalle und Nichtmetalle ultraviolettes Licht stark. Dank dieser Absorption können Excimerlaser Aufgaben erfüllen, die andere Laserwärme Behandlungen nicht möglich sind, wodurch sich der Anwendungsbereich der Laserbearbeitung erweitert.
Da sich die Stabilität und Zuverlässigkeit von Excimer-Lasern in den letzten Jahren verbessert hat, finden sie breite Anwendung in der Biomedizin, der Materialwissenschaft, der Mikrofabrikation und der Photochemie.
Bei der Analyse wird deutlich, dass YAG-Laser bei der Bearbeitung von metallische Werkstoffe, während CO2 Laser sind für nichtmetallische Werkstoffe besser geeignet. Excimerlaser hingegen sind bei der Mikrofertigung und bei hochpräzisen Aufgaben im Vorteil.
Der Einsatz der Nd:YAG-Lasergravurtechnologie bei der Herstellung von Flexodruckwalzen hat die Leistung der gravierten Produkte erheblich verbessert und die Weiterentwicklung der Lasergravurtechnologie selbst vorangetrieben. Da die Technologie in diesem Bereich weiter ausgereift ist, erwarten wir für die Zukunft noch größere Erfolge.
Betrachtet man den aktuellen Stand der weltweiten Lasergravurtechnologie, so ist die CO2 Lasergravur, YAG-Lasergravur und Excimer-Lasergravur haben jeweils ihre eigenen Stärken, aber auch gewisse Schwächen.
Der koordinierte Einsatz dieser drei Bearbeitungsmethoden, die Erweiterung der Produktvielfalt und die Verbesserung der Leistung der gravierten Produkte sind zweifellos die beste Wahl für die aktuelle Lasergravurbearbeitung von keramischen Rasterwalzen.
Daher bieten die Anbieter von Lasergravurgeräten in der Regel sowohl CO2 und YAG-Laser in ihren Verpackungen, während für die Hochpräzisionsgravur Excimer-Laser eingesetzt werden sollten. Die Excimer-Lasergravur ist die wichtigste Forschungsrichtung für die Hochpräzisionsfertigung.
Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.
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