如何制作出金屬網紋輥

在所有的現代印刷過程中，過去被忽視的柔性版印刷已經在窄幅以及寬幅印刷的范圍內展示極大的發展潛力。整個供應工業通過不斷地改進方法已經獲得成功，并且通過相互合作以便在像“柔性版標準化”方面形成更易接收的方式，來達到高的和可再現的印刷質量。因此，印刷機、金屬網紋輥、油墨、印版、材料以及所有隨之而來的過程都必須在一個較高的水平上集成，像制版、印刷技術和質量控制。
這篇文章提供了一些有關柔性版的輥子的背景資料。在柔性版中金屬網紋輥的作用是進行油墨轉移，這就是為什么在印刷質量控制鏈中它們是那么的重要。
如果有足夠的技術知識和實踐經驗，購買時的選擇余地就會更大一些。以前對于金屬網紋輥不同生產廠家竭力推薦自己的產品，還沒有一套標準規范，對于用戶而言，在選購時會感覺有些困惑。這篇文章的主要目的，就是通過金屬網紋輥的主要生產工藝，使大家在這一問題上消除疑惑。
重要標準
金屬網紋輥生產過程中三個最重要的因素是：
＊材料的選擇和結構
＊陶瓷涂布或等離子處理
＊著墨孔的激光蝕刻 [next]
材料的選擇和結構
柔性版印刷工業繼續面臨差異很大、變化迅速的各種需要--包括短版印刷工作，因此必須把注意力集中在削減活件更換中的非生產時間和準備時間。這包括材料、印版、油墨和金屬網紋輥的更換。根據印刷單元的組合以及印刷機的結構，選取印刷單元可能或多或少地都會有一些困難。而且只有極少數的窄幅卷筒紙印刷機裝有集成化的起重裝置，在寬幅輪轉印刷機中，情況則截然不同。因此在窄幅輪轉印刷中印刷工作者必須自己抬動金屬網紋輥來安裝。
對于大多數直徑更小的金屬網紋輥窄幅印刷而言，重量問題并不明顯。然而，對于固態不銹鋼網紋輥而言，處理過程是相當嚴格的。一般情況下，金屬網紋輥并沒有得到正確的保護。如果輥子末端的陶瓷涂層出現碎裂現象，就是一個典型的例子：輥子移動起來比較困難，但沒有足夠的保護措施。
所有的先進的金屬網紋輥生產廠商都提供中空、輕質滾筒。鋁合金和不銹鋼是輥芯生產的常用材料。軸頸則用不銹鋼制作。這些材料的優缺點是什么呢？因為鋁的硬度低，所以它非常輕而且容易成型。為了確保它有足夠的耐久度和穩定性，要求它必須尺寸達到最小，尤其對是輥芯的厚度而言。一個鋁質輥芯和不銹鋼軸頸是兩種具有不同膨脹/收縮特性的材料的混合。通常，這兩種材料要非常小心地粘合在一起，以確保輥子同心運轉。
不銹鋼芯比鋁芯薄。然而為了確保不銹鋼輥芯的內部平衡，一般同時加工要裝配的不銹鋼滾筒的內部和外部，以實現需要的直徑。這一精確的過程，可以確保規則的壁厚和輥子的同心運轉。重量通過薄壁的方法進行削減。但是至少，不銹鋼軸頸是拋開輥芯材料之外輥子重量的重要組成部分。可以通過鉆孔的方法，來削減精密復雜的輥子軸頸的重量。與輥壁相同材料的軸頸，通過加熱套配的方法相互結合在一起，形成一個非常精確、永久的連接，即使在高溫的情況下也不會出問題，而膠粘的連接則在高溫時則容易出問題。為了防止油墨或溶劑滲入陶瓷涂層，因此必須用鉻鎳涂層對其加以保護。當用ph 值非常低的強腐蝕性溶劑處理時，整個輥子必須涂布以防止底基材料被侵蝕。通常，侵蝕發生在陶瓷涂層的裂紋處，并在滾筒表面停止。 輥子表面的“噴砂” 這是涂布前最重要的操作。空氣中包含非常規則的微粒子，并且在高壓下使用特殊設備噴射到輥子表面。當正確執行后，要涂布的輥子表面的污物就會清除；因為氧化物會影響陶瓷涂層的附著，因此也被清除；這樣就形成一個非常細微的表面，為陶瓷涂層提供了好的附著特性。 [next]
要實現這些目標，“噴砂工藝”必須在以下幾個主要方面滿足條件：
必須將噴砂設備調整到與輥子軸線精確平行；
噴砂裝置必須不斷更新，以防止污物并確保穩定操作；
粗糙度的測量和視覺控制，以檢測表面的最小不規則度。
噴砂和涂布的最大時間間隔，必須根據使用的材料決定。這個時間必須盡可能短，以防止表面的再次氧化。
鋁合金的氧化速度比不銹鋼要快得多，因此處理過程也相當困難。鎳或高級不銹鋼涂層相應要好得多。 陶瓷涂層 “噴砂”后的下一步就是輥子的陶瓷涂布，這對于以后金屬網紋輥的質量非常重要。
等離子體是很有名的、使用非常廣泛的離子化氣體混合物。其中添加了氧化鉻，以溶解并加速其與旋轉的滾筒表面的混合。噴射設備沿著輥子的長度方向上移動，直到獲得需要的涂層厚度。必須注意，在一定程度上涂布好的輥子不能冷卻得太快，否則涂層的黏附力就會降低，并且最終涂層的同質性就會受到相當大的影響。輥子冷卻后，就可以看見單一涂層了。高溫并不對不銹鋼管有什么影響。這是與鋁材料完全不同的。通常，材料并不是溫度恒定的。而且冷卻的時候材料的膨脹率會導致收縮問題。等離子體處理過程本身的質量決定一個完整涂層的最終形態（多孔性、硬度、結構）。
需要考慮下面兩個因素：
陶瓷粒子撞擊輥子的動能；
陶瓷粒子的熱能。 [next]
由simec設計的工作站的計算機控制可以完成整個涂布過程，可以電子化地測量、記錄并平衡氣體的流動速度、等離子體本身以及能量供應。與前面的等離子體系統不同，這一精確的生產過程確保了穩定的熱能供應。
需要特別注意的是陶瓷粉。在標準的氧化鉻粉中，粒子尺寸范圍為5-50微米。即便其他的參數都保持不變，這樣大的差異可以導致涂層巨大的不規則性。 例如當小粒子（5微米）已經蒸發的時候，大粒子（50微米）還僅僅是部分融化。通常采用薄的涂層會更精確而且更均勻。粒子尺寸上的巨大差異可以導致激光蝕刻的不精確性。
把所有這些因素都考慮進去，simec系統 在實驗條件下精確地檢測了氧化鉻粉以確保必要的質量等級和化工需要。測試過程與生產過程同步進行并且結果打印出來為生產服務。已經證明了氧化鉻是激光蝕刻金屬網紋輥的最好的表面材料。等離子體涂布氧化鉻因其極強的硬度和高密度，是非常耐用的。如果陶瓷涂層的處理過程是非常縝密的，涂層就會非常硬，幾乎無法被破壞。這些特征形成了高質量的表面，這樣，激光蝕刻過程就可以精確地進行，以產生需要的網孔。
采用co2 和yag 進行激光蝕刻
一般情況下，激光蝕刻單元是計算機控制的，它的存儲數據可以在任何時候恢復，以確保高度的再現性能。激光束的強度，是根據要蝕刻的深度決定的。并且通過特定的光學設備聚焦在輥子的表面。輻射能力的直徑d、焦距f 和波長λ決定了激光生成的最小網點尺寸s。最小的網點尺寸，對于高網線數和隨后的更好的網孔是非常重要的。以前的激光系統不能蝕刻出特別好的網屏線數。操作的co2 激光 波長大約為10微米進行操作，并且用于有限的網線范圍。隨著新一代的激光--yag 激光的出現，這一限制已經不復存在了。因為短至1微米的波長使得能夠產生更小的網點尺寸。因此可以設想激光波長越短，分辨率越高。最新的yag 激光系統裝有“multi-hit”設備，這使得它可以以一系列、更精細的步驟蝕刻網孔。最終的網孔壁更精細而且網孔剖面更陡。 [next]
co2 激光形成的網孔是由較強的脈沖產生的。撞擊陶瓷涂層的激光束被材料部分反射、部分吸收。這致使兩個不同的過程產生：
融化；
陶瓷涂層的揮發。
對于co2激光一個特點，就是融化的陶瓷在網孔壁上堆積，要經過特別的修整，才可以除去。采用yag激光的蝕刻則主要是揮發過程而沒有融化。這就使得對于高質量印刷而言，提供了更加平滑、均勻的蝕刻效果。
這并不意味著yag 激光在以后是唯一使用的。它們的低能量不適合于生產具有相應高網孔數的粗糙的金屬網紋輥。因此用yag激光來生產這樣的網紋輥并不經濟。yag 激光的最低限制是160- 200l/cm，但是應該主要用于特別高的網線生產上。
鉆石拋光器還會對輥筒做最終的特別修整，以除最輕微的不均勻部分。這樣，每一個輥就可立即使用，而不需要以前的磨合過程。每一個金屬網紋輥在制作時都需要精確控制，直徑、聚焦、蝕刻深度和理論網孔大小以及生產數量、順序、客戶及生產數據在網紋輥的合格證（它伴隨整個傳輸過程）上，都有明確標注。


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