项目先容:用于凹版印刷的激光直接雕刻法(S-DLE)

S-DLE项目的目标是开拓一种对环境无害的化学工艺或材料即可直接生产凹版印刷版材的工艺。
自2006年第一台DLE机器投产以来,两家公司(Jura和OeBS)一贯致力于开拓一种环保的印版
前期用DLE工艺生产铜合金凹印版,但有一些局限性,虽然能直接上机印刷,但印版的耐用性达不到印刷商的期望。
而如果铜板被用作电镀过程中的母版光降盆镍板,则电镀槽是必须的,这一事情流程会产生对环境有害物质。

直到2018年,当飞秒激光可用于该行业时,在不锈钢板上得到了打破性的空想结果。

激光去除材料——称为激光烧蚀——可以在两种基本状态下发生。

2024年最佳新型钞票工艺奖决赛项目激光雕刻不锈钢凹版工艺

一是当能量以较永劫光的连续脉冲施加时(永劫光是一个相对术语,我们在这里评论辩论的仍旧是秒的几分之一),金属上的受影响区域会升温、熔化,并通过蒸发(准期望的那样)被去除。
作为副浸染,靠近激光斑点的金属区域会升温并部分熔化。
这种优柔且液态的金属在去除锥体的边缘形成毛刺。
在雕刻后须要履行抛光步骤以去除这个“突出”,并在印版上实现完备平坦的表面。

二是通过将相同的能量以多个超短脉冲(显著小于1纳秒=0.000000001秒)的形式施加,材料没有韶光加热到熔点。
这会在去除锥体阁下留下一个干净且未受滋扰的印版表面。
用于描述该过程的模型涉及非经典超快激光束与材料的相互浸染。
来自极短脉冲的高能量无法转移到样品中,导致材料从固态直接过渡到气态。
仅在形成的坑洞的底部有一小部分熔化。

短脉冲激光和超短脉冲激光事情效果差异示意图

与黄铜合金比较,在钢上雕刻须要更多的能量。
近十年来短脉冲激光技能的进步将飞秒激光从科学运用带到了商业工业市场。
飞秒激光的脉冲持续韶光更短,能够在钢材上实现以前无法达到的去除质量水平。

纸币或印钞工艺的改进

一是更加环保。
首次实现了在打消所有对环境有害的工艺或材料的同时,生产出可直接用于印刷的激光雕刻凹版印刷版。
同时,印版的耐用性也符合行业的期望。

二是质量得到行业的认可。
包括不同条件下的印版延伸率,知足胶印和凹版之间的准确套印哀求,板材寿命更长。

三是钢板油墨的花费减少,降落了生产本钱。

两种制版工艺示意图

此外,印版的校准和检讨是完备自动化的。
Jura和OeBS开拓了一套完全的软件和硬件办理方案,涵盖全体Inaglio制版工艺,适用于所有材料-铜合金、不锈钢或其他材料,凹版制版的所有参数--偏差在几微米以内。

创新和独特的方面

新的S-DLE方法多年来已经经由了多项实验室和印刷测试。
首先,在Mini Orloff上进行的首次印刷测试并未创造任何问题,后来,在Super Orloff上进行的首次印刷测试利用了虚拟钞票设计(OEBS 20年样本钞票),共印刷了600,000张,未见印版磨损。

在所有测试和后续生产中,S-DLE版材都涂有PVD镀铬。
在生产过程中没有不雅观察到最担心的版材伸长问题。

2022年5月,开始与多家中心银行进行真实钞票生产测试。
到2022年7月结束,测试得到了非常积极的反馈,并将利用钢板作为标准。

OEBS于2022年7月至9月首次仅利用钢板进行了全面生产,一套印版可印刷2,500,000大张,每块印版可印刷830,000大张。

印版雕刻过程中的另一项创新是S-DLE所利用的独特功能,特殊是仿照传统手工雕刻。
通过一种激光沿路径雕刻线条的技能,使线条的质量与手工雕刻非常相似。

一张用S-DLE雕刻的钢板的照片

环境影响DLE制版与PVD技能相结合,是一种环保的凹版制版工艺,所有利用的材料都是非常环保的。

用于洗濯印版的溶液不含须要分外处理的化学物质。

雕刻机中用来过滤雕刻过程中产生的粉尘的过滤器,可以存放在城市选择性废物中。

印刷版可以回收(不像镍板在电镀液中再加工那样),由于钢可以由钢铁铸造厂重复利用。

个人认为,激光雕刻凹印的不锈钢印刷版工艺,除了环保成分外,最核心的上风是生产的快速性和灵巧性,在新产品打样和小批量的钞票生产如纪念钞、一些小国家的货币生产方面有独特上风。