CN110142960A - 基于立体光固化成型法的柔性印版的制版方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于立体光固化成型法的柔性印版的制版方法。其包括以下步骤：S1、制作柔性印版的三维模型，对所述三维模型进行切片处理以形成多个切片层，并获得切片数据；S2、向容器槽中充入液态感光树脂；S3、将构建平台伸入所述液态感光树脂，使得所述构建平台的底部与所述容器槽的底部之间的距离为一个所述切片层的厚度；S4、用紫外线扫描照射容器槽底部的液态感光树脂，形成一个印版切片；S5、构建平台带动形成的印版切片上升一个切片层的厚度的距离；S6、用紫外线扫描照射容器槽底部的液态感光树脂，以形成下一个印版切片；S7、循环步骤S5和S6，直至多个印版切片均形成。该方法工序少，节省材料，有利于环保。

Description

基于立体光固化成型法的柔性印版的制版方法

技术领域

本发明涉及柔性凸版印刷的柔性印版制版领域，特别涉及一种基于立体光固化成型方法的基于立体光固化成型法的柔性印版的制版方法。

背景技术

近年来，柔性版印刷发展呈现越来越好的趋势，柔性印版制版工艺也在不断发展之中。早期的柔性版印刷的印版是采用手工雕刻橡胶制成的，在发明橡胶硫化技术后便开始以硫化橡胶制版，因此被称为手工橡胶雕版。随着感光化学材料的发展，出现了基于菲林成像技术的液态感光树脂柔性版制版工艺和固体感光树脂柔性版制版工艺，后者在计算机技术、激光技术发展的大背景下，演变为激光直接成像技术。

感光树脂柔性版制版工艺虽各有不同，但基本上都需要主曝光、显影冲洗、干燥、后处理、后曝光等几道工序。其中主曝光就是用紫外光对覆盖了阴图(菲林制版工艺使用阴图加网胶片，激光直接成像技术利用版材上的黑色“掩膜”)的版材进行曝光，使见光的版材部分硬化并得以保留；显影冲洗是将曝光后的印版送入洗版机，洗刷掉印版未曝光部分的感光树脂(洗版液分为溶剂和水两大类，适用于不同的版材)。这两个步骤是形成印版表面图文部分上凸、得到印版主体形状结构的关键步骤。然后再经过烘干、去黏等后处理工序，再对印版整体进行后曝光，达到印版的设计硬度。总体来说，以上几种制版方法都存在着制版工序多、洗版液废弃物不环保、洗去的版材材料浪费等问题。

虽然有几项中国专利，例如申请号为201310057481.5、201310656776.4及201510024748.X的中国专利申请，分别公开了几种利用3D快速成型技术的柔性版直接制版方法和设备，均是利用喷头将材质喷射到基底，再经光固化得到印版。但制版系统中的喷射部分可能出现喷头堵塞等问题，另外，有的专利公开的方法每次喷涂完成后要在光或80-200℃加热的条件下完成交联固化，这些都会导致制版过程及制版质量的不确定性。此外，目前的液体树脂喷射3D打印技术产品受到液滴体积的限制，表面光洁度不高，经常需要后期打磨处理，这对于精度要求非常高、本身还具有弹性的柔性印版来讲几乎是不可能的。

从而，现有技术中的柔性印版制版具有制版工序多、洗版液废弃物不环保、洗去的版材材料浪费等缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中柔性印版制版具有制版工序多、洗版液废弃物不环保、洗去的版材材料浪费等缺陷，提供一种基于立体光固化成型法的柔性印版的制版方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种基于立体光固化成型法的柔性印版的制版方法，其特点在于，基于立体光固化成型法的柔性印版的制版方法包括以下步骤：

S1、制作柔性印版的三维模型，对三维模型进行切片处理以形成多个切片层，并获得切片数据；

S2、向底部具有透明窗的容器槽中充入液态感光树脂；

S3、将构建平台伸入液态感光树脂，使得构建平台的底部与容器槽的底部之间的距离为一个切片层的厚度；

S4、在容器槽的外部，用紫外线透过透明窗扫描照射靠近容器槽的底部的液态感光树脂，以使靠近容器槽的底部的液态感光树脂发生交联反应，固化形成一个印版切片；

S5、使构建平台带动形成的印版切片沿容器槽的高度方向上升一个切片层的厚度的距离；

S6、在容器槽的外部，用紫外线透过透明窗扫描照射靠近容器槽的底部的液态感光树脂，以使靠近容器槽的底部的液态感光树脂发生交联反应，固化形成下一个印版切片；

S7、循环步骤S5和S6，直至与多个切片层对应的多个印版切片均形成。

在本方案中，采用立体光固化成型方法制版，不需要借助胶片、黑色“掩膜”等材料进行曝光，有利于节省材质，有利于降低成本。该制版方法中省去了现有制版工序中的冲洗环节，减少了制版工序，同时可以避免洗版溶剂、洗版液废弃物对环境和人体的危害，有利于环保。另外，感光树脂的固化发生在容器槽的底部，上部的感光树脂同时具有隔绝空气的作用，能够避免曝光部分的感光树脂与空气接触发生反应，有利于制作平顶网点，有利于提高柔性印版的质量。另外，在此制版方法中，不需要喷射操作，不会产生喷头堵塞的问题。另外，只有柔性印版的三维实体部分对应的液态感光树脂才会见光硬化，容器槽内的液态感光树脂不受光照的影响，可以节省液态感光树脂的用量，有利于进一步降低制版成本。

较佳地，柔性印版具有版基和图文部分，且在步骤S1和S2之间，基于立体光固化成型法的柔性印版的制版方法还包括步骤：

S2′、将切片数据按照从版基到图文部分的顺序依次传送至立体光固化成型装置；

其中，立体光固化成型装置包括数据存储部分、控制器、容器槽和构建平台，数据存储部分用于在步骤S2′中接收切片数据并向控制器发出数据指令，控制器接收到数据指令后用于控制印版切片按照从版基到图文部分的顺序形成。

在本方案中，在容器槽中，印版是版基在上、图文部分在下，当需要将印版从容器槽中取出时，没有固化的感光树脂受到重力的作用，会顺着图文部分的边缘流下来，不会产生堆积，因此，版基与图文部分不会受到残存的感光树脂影响，柔性印版的成型质量较好。

较佳地，步骤S6中的紫外线由紫外激光器产生。

较佳地，立体光固化成型装置还包括旋转棱镜和紫外激光器，旋转棱镜用于反射紫外激光器发出的激光，并将激光透过透明窗作用到所述容器槽底部的液态感光树脂；

其中，旋转棱镜能够绕旋转棱镜的中心轴线旋转，并能够沿中心轴线的方向移动。

在本方案中，激光方向性较好，不易发散，有利于使得图文部分的边缘较为整齐，不需要打磨，有利于节省工序和提高柔性印版的质量。

较佳地，立体光固化成型装置还包括：

致动机构，致动机构通过连接杆传动连接于构建平台，以带动构建平台沿容器槽的高度方向上下移动。

较佳地，在步骤S7之后，基于立体光固化成型法的柔性印版的制版方法还包括步骤：

S8、将构建平台从液态感光树脂中提出。

在本方案中，包括多层印版切片的柔性印版会粘在构建平台的底部，将构建平台从液态感光树脂中提出时，也会将柔性印版提出。

较佳地，在步骤S8之后，基于立体光固化成型法的柔性印版的制版方法还包括步骤：

S9、将柔性印版从构建平台上分离。

较佳地，透明窗的材质为玻璃。

在本方案中，透明窗既能够较为可靠地支撑容器槽内的液态感光树脂，也不会影响紫外线的穿过，有利于印版切片的形成，有利于提高柔性印版的质量。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

该制版方法采用立体光固化成型方法制版，不需要借助胶片、黑色“掩膜”等材料进行曝光，有利于节省材质，有利于降低成本。该制版方法中省去了现有制版工序中的冲洗环节，减少了制版工序，同时可以避免洗版溶剂、洗版液废弃物对环境和人体的危害，有利于环保。另外，感光树脂的固化发生在容器槽的底部，上部的感光树脂同时具有隔绝空气的作用，能够避免曝光部分的感光树脂与空气接触发生反应，有利于制作平顶网点，有利于提高柔性印版的质量。另外，只有柔性印版的三维实体部分对应的液态感光树脂才会见光硬化，容器槽内的液态感光树脂不受光照的影响，可以节省液态感光树脂的用量，有利于进一步降低制版成本。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例的基于立体光固化成型法的柔性印版的制版方法的流程图。

图2为本发明一较佳实施例的基于立体光固化成型法的柔性印版的制版方法的第一过程示意图。

图3为本发明一较佳实施例的基于立体光固化成型法的柔性印版的制版方法的第二过程示意图。

图4为本发明一较佳实施例的基于立体光固化成型法的柔性印版的制版方法的第三过程示意图。

图5为本发明一较佳实施例的基于立体光固化成型法的柔性印版的制版方法的第四过程示意图。

图6为采用本发明一较佳实施例中的基于立体光固化成型法的柔性印版的制版方法制得的印版的结构示意图。

附图标记说明：

10 柔性印版

101 版基

102 图文部分

20 容器槽

201 透明窗

30 液态感光树脂

40 构建平台

50 连接杆

60 紫外激光器

70 旋转棱镜

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。

本实施例揭示一种基于立体光固化成型法的柔性印版的制版方法，参照图1予以理解，基于立体光固化成型法的柔性印版的制版方法包括以下步骤：

S1、制作柔性印版的三维模型，对三维模型进行切片处理以形成多个切片层，并获得切片数据；

S2、向底部具有透明窗的容器槽中充入液态感光树脂；

S3、将构建平台伸入液态感光树脂，使得构建平台的底部与容器槽的底部之间的距离为一个切片层的厚度；

S4、在容器槽的外部，用紫外线透过透明窗扫描照射容器槽底部的液态感光树脂，以使容器槽底部的液态感光树脂发生交联反应，固化形成一个印版切片；

S5、使构建平台带动形成的印版切片沿容器槽的高度方向上升一个切片层的厚度的距离；

S6、在容器槽的外部，用紫外线透过透明窗扫描照射容器槽底部的液态感光树脂，以使容器槽底部的液态感光树脂发生交联反应，固化形成下一个印版切片；

S7、循环步骤S5和S6，直至与多个切片层对应的多个印版切片均形成。

在本实施方式中，采用立体光固化成型方法制版，不需要借助胶片、黑色“掩膜”等材料进行曝光，有利于节省材质，有利于降低成本。该制版方法中省去了现有制版工序中的冲洗环节，减少了制版工序，同时可以避免洗版溶剂、洗版液废弃物对环境和人体的危害，有利于环保。另外，感光树脂的固化发生在容器槽的底部，上部的感光树脂同时具有隔绝空气的作用，能够避免曝光部分的感光树脂与空气接触发生反应，有利于制作平顶网点，有利于提高柔性印版的质量。另外，在此制版方法中，不需要喷射操作，不会产生喷头堵塞的问题。

其中，在本实施方式中，透明窗的材质为玻璃。透明窗既能够较为可靠地支撑容器槽内的液态感光树脂，也不会影响紫外线的穿过，有利于印版切片的形成，有利于提高柔性印版的质量。

其中，需要说明的是，图2示意出了在步骤S3之前，构建平台40与容器槽20的相对位置。图3示意出了执行步骤S3后，构建平台40与容器槽20的相对位置。

进一步地，参照图6予以理解，柔性印版10具有版基101和图文部分102。另外，且在步骤S1和S2之间，基于立体光固化成型法的柔性印版的制版方法还包括步骤：

S2′、将切片数据按照从版基101到图文部分102的顺序依次传送至立体光固化成型装置；

其中，立体光固化成型装置包括数据存储部分(图中未示出)、控制器(图中未示出)、容器槽20和构建平台40，数据存储部分用于在步骤S2′中接收切片数据并向控制器发出数据指令，控制器接收到数据指令后用于控制印版切片按照从版基101到图文部分102的顺序形成。在容器槽20中，印版是版基101在上、图文部分102在下，当需要将印版从容器槽20中取出时，没有固化的感光树脂受到重力的作用，会顺着图文部分102的边缘流下来，不会产生堆积，因此，版基101与图文部分102不会受到残存的感光树脂影响，柔性印版10的成型质量较好。另外，只有柔性印版10的三维实体部分对应的液态感光树脂30才会见光硬化，容器槽20内的液态感光树脂30不受光照的影响，可以节省液态感光树脂30的用量，有利于进一步降低制版成本。

参照图4予以理解，步骤S6中的紫外线由紫外激光器60产生。立体光固化成型装置还包括旋转棱镜70和紫外激光器60，旋转棱镜70用于反射紫外激光器60发出的激光，并将激光透过透明窗201作用到容器槽20底部的液态感光树脂；其中，旋转棱镜70能够绕旋转棱镜70的中心轴线旋转，并能够沿中心轴线的方向移动。

其中，激光方向性较好，不易发散，有利于使得图文部分102的边缘较为整齐，不需要打磨，有利于节省工序和提高柔性印版10的质量。

进一步地，在本实施方式中，参照图2-4立体光固化成型装置还包括致动机构，致动机构通过连接杆50传动连接于构建平台40，以带动构建平台40沿容器槽20的高度方向上下移动。

参照图5予以理解，在步骤S7之后，基于立体光固化成型法的柔性印版的制版方法还包括步骤：S8、将构建平台40从液态感光树脂30中提出。其中，包括多层印版切片的柔性印版10会粘在构建平台40的底部，将构建平台40从液态感光树脂30中提出时，也会将柔性印版10提出。其中，图5示意出了执行步骤S7后，构建平台40与容器槽20的相对位置。

更进一步地，在步骤S8之后，基于立体光固化成型法的柔性印版的制版方法还包括步骤：S9、将柔性印版10从构建平台40上分离。其中，可以手动或借助外力通过撕扯将柔性印版10从构建平台40上分离，也可以在不影响柔性印版10的质量的前提下，采用其他分离方法将柔性印版10与构建平台40分离。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于立体光固化成型法的柔性印版的制版方法，其特征在于，所述基于立体光固化成型法的柔性印版的制版方法包括以下步骤：

S1、制作柔性印版的三维模型，对所述三维模型进行切片处理以形成多个切片层，并获得切片数据；

S2、向底部具有透明窗的容器槽中充入液态感光树脂；

S3、将构建平台伸入所述液态感光树脂，使得所述构建平台的底部与所述容器槽的底部之间的距离为一个所述切片层的厚度；

S4、在所述容器槽的外部，用紫外线透过所述透明窗扫描照射所述容器槽底部的液态感光树脂，以使所述容器槽底部的液态感光树脂发生交联反应，固化形成一个印版切片；

S5、使所述构建平台带动形成的所述印版切片沿所述容器槽的高度方向上升一个所述切片层的厚度的距离；

S6、在所述容器槽的外部，用紫外线透过所述透明窗扫描照射所述容器槽底部的液态感光树脂，以使所述容器槽底部的液态感光树脂发生交联反应，固化形成下一个印版切片；

S7、循环步骤S5和S6，直至与多个所述切片层对应的多个印版切片均形成。

2.如权利要求1所述的基于立体光固化成型法的柔性印版的制版方法，其特征在于，柔性印版具有版基和图文部分，且在步骤S1和S2之间，所述基于立体光固化成型法的柔性印版的制版方法还包括步骤：

S2′、将所述切片数据按照从所述版基到所述图文部分的顺序依次传送至立体光固化成型装置；

其中，所述立体光固化成型装置包括数据存储部分、控制器、所述容器槽和所述构建平台，所述数据存储部分用于在步骤S2′中接收所述切片数据并向所述控制器发出数据指令，所述控制器接收到所述数据指令后用于控制印版切片按照从所述版基到所述图文部分的顺序形成。

3.如权利要求2所述的基于立体光固化成型法的柔性印版的制版方法，其特征在于，步骤S6中的紫外线由紫外激光器产生。

4.如权利要求3所述的基于立体光固化成型法的柔性印版的制版方法，其特征在于，所述立体光固化成型装置还包括旋转棱镜和所述紫外激光器，所述旋转棱镜用于反射所述紫外激光器发出的激光，并将所述激光透过所述透明窗作用到所述容器槽底部的液态感光树脂；

其中，所述旋转棱镜能够绕所述旋转棱镜的中心轴线旋转，并能够沿所述中心轴线的方向移动。

5.如权利要求2所述的基于立体光固化成型法的柔性印版的制版方法，其特征在于，所述立体光固化成型装置还包括：

致动机构，所述致动机构通过连接杆传动连接于所述构建平台，以带动所述构建平台沿所述容器槽的高度方向上下移动。

6.如权利要求1所述的基于立体光固化成型法的柔性印版的制版方法，其特征在于，在步骤S7之后，所述基于立体光固化成型法的柔性印版的制版方法还包括步骤：

S8、将所述构建平台从所述液态感光树脂中提出。

7.如权利要求6所述的基于立体光固化成型法的柔性印版的制版方法，其特征在于，在步骤S8之后，所述基于立体光固化成型法的柔性印版的制版方法还包括步骤：

S9、将所述柔性印版从所述构建平台上分离。

8.如权利要求1-7中任意一项所述的基于立体光固化成型法的柔性印版的制版方法，其特征在于，所述透明窗的材质为玻璃。