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高載墨量網穴的雕刻技術:高載墨量網穴對印刷的意義


要從印刷的立場來理解高載墨量網目輪網穴(CHVA)的意義,首先要從流體力學來分析。40年來,陶瓷網目輪的雕刻基本採用相同的技術,控制雷射束的能量及光斑大小,準確地將雷射脈衝落在陶瓷材料上,形成幾何網穴結構。現在常用的菱形或六邊形網穴是在陶瓷材料氣化後凝固過程中自然形成的。傳統的網穴剖面結構基於圓形光斑的特性呈現漏斗形,對比底部較寬闊的網穴,油墨較難流出。


網目輪的網穴可分為兩個部分,一部分是網目輪表面之上,另一部分之下。表面之下的形狀主要由雷射光束決定。傳統雕刻機的雷射光束是圓形光斑,能量呈高斯分佈(見圖 1),表面之上的結構則由重新凝固的陶瓷材料決定。陶瓷網目輪在雕刻之後的外徑會變大,就是陶瓷材料氣化再凝固的過程所造成。


圖 1 雷射光束的高斯曲線能量分佈示意圖


 

網穴形狀


根據立方體體積的計算公式,最大理論容積 MTV(Maximum Theoretical Volume)= H(高) x W(寬)x D(深度)。並且:


- 立方體的容積是 MTV 的 100 %


- 圓錐體的容積大約是 MTV 的 26 %


- 金字塔的容積大約是 MTV 的 33 %


我們可以發現在不同的網穴結構中,底部越平整的網穴載墨量越大。我們也可以從網穴深度的角度來分析,要有相同的載墨量:


- 以立方體的容積為準,深度是 100 %


- 圓錐體的深度必須達四倍


- 金字塔形的深度必須達三倍


圖 2 不同結構的容積



雕刻出立方體的網穴在實務上並不可能,我們只是強調底部越平整的網穴容積越接近 MTV,深度也不用那麼深,同時對油墨流出網穴也有説明。


網穴的哪個部位載墨最有效?這個問題乍聽很奇怪,如果網穴呈現試管的形狀,相同的截面從上到下,那麼上層的會比下層的實際有效載墨更多。原因是底部的油墨未必能夠完全轉移出來,所以這些載墨是浪費的。傳統機械雕刻的金字塔形網穴正是這種情況,上層載墨較底部有效,傳統雷射雕刻的網穴也是一樣,越靠近表面的載墨越有效。


 

傳統雕刻


機械雕刻頭需要一個尖端穿透輥面材料,因此網穴底部的平整度及載墨量由雕刻頭決定。傳統雷射雕刻的原理類似,由光斑決定網穴的形狀。高載墨量網穴雕刻技術則打破雷射光斑與網穴形狀的關係,這種雕刻技術動態調整雷射能量及位置,形成網穴形狀及結構,結果是雕刻出底部平整的網穴,如此可以降低對深度的要求,油墨轉移性能也會更好。在這種情況下,輥面處理的效果更好,刮刀的磨損也會比較小。


 

輥面之下


傳統雷射雕刻的六邊形或菱形網穴是由陶瓷材料氣化再凝固形成的,網穴形狀由鐳射光斑決定,因此是圓形的。使用高載墨量網穴雕刻技術時,四顆網穴排布的方式形成菱形網穴;六顆網穴排布的方式則形成六邊形網穴(見圖 3)。


圖 3(上)高載墨量雕刻網穴成型

(下)傳統雷射雕刻網穴成型



高載墨量網穴相較傳統網穴有以下區別:


- 相同深度下,底部平整的網穴載墨量較大


- 底部平整的網穴油墨轉移能力較強


- 底部平整的網穴較容易清洗


- 底部平整的網穴比較不容易積墨


- 減少網穴清洗的需要


- 網目輪清洗的效率更高


- 由於油墨轉移性能提升,即使印刷速度更快,也能取得更高的印刷密度


圖 4 是各種不同的網穴形狀,皆具有高載墨量網穴的特點,即平整的底部。基於高載墨量網穴雕刻技術的概念,網穴載墨量與深度的比例是評估網穴油墨轉移能力的有效指標,這個比例越低,轉移能力就越好。試管與茶碟形狀的網穴載墨量與深度比例相距甚遠,茶碟形狀的網穴底部比較平整,油墨轉移的能力也越強。這不僅對印刷有利,清洗網目輪時也很方便。


圖 4 各種形狀的高載墨量網穴,平整的底部是共同點



傳統的網穴深度開口比對傳統雕刻技術是個有用的指標,但對高載墨量雕刻技術而言,載墨量與網穴深度比例指標的意義更大些。


 

※ 本文翻譯自美國 FTA " FLEXO " 雜誌 2023年 6月刊

原文標題:Engraving High Volume Anilox Cell Structures

由「信華柔印科技 * 嘉昱有限公司」提供予「台灣柔版印刷協會」網站使用


※ 作者:Brendan Pollard

英國ALE公司總裁,帶領ALE公司33年來的研發工作

在成立ALE之前是ZED的技術總監,服務達17年之久









※ 譯者:信華柔印科技 * 嘉昱有限公司--林嘉彥 先生




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