CN112937077A - 高精度丝网印刷激光制版机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了高精度丝网印刷激光制版机，包括激光横梁、丝网印刷网版、移动平板、控制系统、左右移动丝杠、左右移动导轨、前后移动电机、前后移动丝杠、中间支板、前后移动导轨、左右移动电机、机架。丝网印刷网版固定在移动平板上，移动平板能够前后、左右移动，激光模组安装在激光横梁上，激光横梁安装在机架上，激光模组固定不动。激光二极管功率60mW‑160mW，感光胶膜的最大穿透深度1.0mm，激光光斑直径16μm‑50μm，激光模组排列在一条直线度公差不大于5级的直线上，激光模组间距公差小于15μm。感光胶膜能够再现线宽0.04mm的线条，线条边缘锯齿高度小于0.04mm。

Description

高精度丝网印刷激光制版机
技术领域
本发明涉及丝网印刷网版的制作，尤其涉及用激光技术制作高精度丝网印刷网版。
背景技术
通过曝光、显影的方法制作丝网印刷网版，晒版机功率高，能源消耗大，晒版以后底片变成废品，不但浪费了有限资源，而且污染环境；这种方法制作的丝网印刷网版，图像精度较差，不能反映真实图案信息。采用激光制版技术制作丝网印刷网版，由于激光模组在移动过程中产生振动，造成丝网印刷网版上面的感光胶膜不能再现线宽0.07mm的线条、线条边缘锯齿高度大于0.07mm，不能满足人们对精美图案的需求。
发明内容
本发明的目的在于：提供高精度丝网印刷激光制版机，解决资源浪费、环境污染问题，特别是解决丝网印刷网版上面的感光胶膜不能再现线宽0.07mm 的线条、线条边缘锯齿高度大于0.07mm的技术问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
高精度丝网印刷激光制版机，其特征在于：由激光横梁(1)、丝网印刷网版(2)、移动平板(3)、控制系统(4)、左右移动丝杠(5)、左右移动导轨(6)、前后移动电机(7)、前后移动丝杠(8)、中间支板(9)、前后移动导轨(10)、左右移动电机(11)、机架(12)构成；激光横梁(1)安装在机架(12)上，丝网印刷网版(2)固定在移动平板(3)上，移动平板(3)由前后移动丝杠(8)带动沿着前后移动导轨(10)前后移动，前后移动丝杠(8) 由前后移动电机(7)驱动，前后移动丝杠(8)、前后移动导轨(10)安装在中间支板(9)上；中间支板(9)由左右移动丝杠(5)带动沿着左右移动导轨 (6)左右移动，左右移动丝杠(5)由左右移动电机(11)驱动，左右移动丝杠(5)、左右移动导轨(6)安装在机架(12)上。
所述的激光横梁(1)安装有激光模组(1-1)，激光模组(1-1)等距分布并排列在一条直线上(直线度公差不大于5级)，激光模组间距6mm-12mm，激光模组间距公差小于15μm；激光模组长度与感光胶膜(2-1)宽度相同；激光模组向下发射激光；激光横梁(1)即可以左右方向固定在机架(12)上，也可以前后方向固定在机架(12)上。
所述的感光胶膜(2-1)涂覆在丝网印刷网版(2)的上面，厚度0.1mm-1.0mm，最佳波长370nm-420nm。
所述的激光模组(1-1)的发光元件为半导体激光二极管，半导体激光二极管为市场销售产品375nm、395nm、405nm、415nm当中的一种，处于感光胶膜 (2-1)的最佳波长范围之内；根据感光胶膜(2-1)厚度，半导体激光二极管功率60mW-160mW，可以连续调节；激光模组(1-1)发出的激光光斑直径16μ m-50μm。
所述的移动平板(3)前后移动速度1.5m/s-3.2m/s，可以连续调节；移动平板(3)左右移动速度0.05m/s-0.5m/s，可以连续调节。
所述的左右移动丝杠(5)位于两条左右移动导轨(6)之间；前后移动丝杠(8)位于两条前后移动导轨(10)之间；左右移动丝杠(5)和前后移动丝杠(8)为滚珠丝杠，滚珠丝杠的精度不低于P5。
所述的左右移动导轨(6)和前后移动导轨(10)为滚动导轨或滑动导轨，重复定位精度小于0.5μm。
所述的前后移动电机(7)和左右移动电机(11)可以是伺服电机、步进电机、直线电机当中的一种；电机可以开环控制，也可以通过光栅或磁尺进行闭环控制；采用直线电机的时候，不需要滚珠丝杠。
所述的左右移动丝杠(5)与左右移动电机(11)相连，连接方式包括减速机、同步带或者直接相连；前后移动丝杠(8)与前后移动电机(7)相连，连接方式包括减速机、同步带或者直接相连。
所述的左右移动丝杠(5)、左右移动导轨(6)也可以安装在中间支板(9) 的上面，这种情况下，前后移动丝杠(8)、前后移动导轨(10)安装在机架(12) 的上面。
所述的控制系统将印刷图案转化为二进制代码“1”或“0”，二进制代码“1”对应激光模组“开”，二进制代码“0”对应激光模组“关”；前后方向往复移动进行扫描，左右方向从左到右移动进行扫描；丝网印刷网版(2)由起点向前连续移动到终点，激光模组(1-1)根据二进制代码“1”或“0”进行“开”或“关”，完成第一次扫描；根据2540dpi、1693dpi、1270dpi、1016dpi当中的一种分辨率，丝网印刷网版(2)向左移动一个光斑间距以后，丝网印刷网版(2) 由终点向后连续移动到起点，激光模组(1-1)按照二进制代码“1”或“0”进行“开”或“关”，完成第二次扫描，以此类推，直至完成全部扫描。
感光胶膜(2-1)的穿透深度取决于激光二极管的功率，激光二极管功率越大，感光胶膜(2-1)穿透深度越大，同时激光二极管发热也越大；在保证感光胶膜(2-1)穿透深度的前提下，尽量将激光二极管的功率调小，以减少激光二极管的发热，提高激光二极管的使用寿命。
激光模组固定不动，通过丝网印刷网版的左右、前后移动完成制版，没有激光模组移动产生的振动，激光光斑不会抖动，制版精度明显提高。
激光模组间距能够被分辨率2540dpi、1693dpi、1270dpi、1016dpi四种光斑间距整除，保证激光模组间距为光斑间距的整数倍；采用不低于P5的滚珠丝杠，定位精度、重复定位精度高。
激光光斑直径16μm-50μm，根据分辨率的不同，使用不同直径的光斑，高分辨率使用小光斑，低分辨率使用大光斑，可以提高制版精度。
感光胶膜能够再现线宽0.04mm的线条，线条边缘锯齿高度小于0.04mm。
本发明采用的是卧式结构，也可以采用立式结构，当采用立式结构的时候，激光横梁、丝网印刷网版、移动平板、移动丝杠、移动导轨、中间支板均为垂直设置。立式结构属于本发明的保护范围。
本发明还能用于印刷电路板的制作。
本发明具有以下有益效果：
1.采用激光直接制作丝网印刷网版，没有晒版、显影过程，节约资源，不会对环境造成污染。
2.激光模组间距为光斑间距的整数倍以及采用不低于P5的滚珠丝杠，制版精度高。
3.激光模组固定不动，通过丝网印刷网版的左右、前后移动完成制版，没有激光模组移动产生的振动，激光光斑不会抖动，制版精度明显提高。
4.激光二极管功率60mW-160mW，可以连续调节，感光胶膜的最大穿透深度达到1.0mm。
5.激光光斑直径16μm-50μm，根据分辨率选用，可以提高制版精度。
6.激光模组排列在一条直线度公差不大于5级的直线上，激光模组间距公差小于15μm。
7.感光胶膜能够再现线宽0.04mm的线条，线条边缘锯齿高度小于 0.04mm。
附图说明
图1是高精度丝网印刷激光制版机的结构图。
图中：1-激光横梁、2-丝网印刷网版、3-移动平板、4-控制系统、5-左右移动丝杠、6-左右移动导轨、7-前后移动电机、8-前后移动丝杠、9-中间支板、10- 前后移动导轨、11-左右移动电机、12-机架。
具体实施方式
高精度丝网印刷激光制版机，由激光横梁(1)、丝网印刷网版(2)、移动平板(3)、控制系统(4)、左右移动丝杠(5)、左右移动导轨(6)、前后移动电机(7)、前后移动丝杠(8)、中间支板(9)、前后移动导轨(10)、左右移动电机(11)、机架(12)构成；激光横梁(1)安装在机架(12)上，丝网印刷网版(2)固定在移动平板(3)上，移动平板(3)由前后移动丝杠(8) 带动沿着前后移动导轨(10)前后移动，前后移动丝杠(8)由前后移动电机(7) 驱动，前后移动丝杠(8)、前后移动导轨(10)安装在中间支板(9)上；中间支板(9)由左右移动丝杠(5)带动沿着左右移动导轨(6)左右移动，左右移动丝杠(5)由左右移动电机(11)驱动，左右移动丝杠(5)、左右移动导轨(6)安装在机架(12)上。
激光横梁(1)安装有激光模组(1-1)，激光模组(1-1)等距分布并排列在一条直线上(直线度公差5级)，激光模组间距9mm，激光模组间距公差12 μm；激光模组长度450mm，与感光胶膜(2-1)宽度相同；激光模组向下发射激光；激光横梁(1)左右方向固定在机架(12)上。
感光胶膜(2-1)涂覆在丝网印刷网版(2)的上面，厚度0.8mm，最佳波长 370nm-420nm。
激光模组(1-1)的发光元件为半导体激光二极管，半导体激光二极管的波长375nm，处于感光胶膜(2-1)的最佳波长范围之内；根据感光胶膜(2-1)厚度0.8mm，半导体激光二极管功率120mW。
激光模组(1-1)发出的激光光斑直径16μm-50μm。
移动平板(3)前后移动速度2.0m/s；移动平板(3)左右移动速度0.1m/s。
左右移动丝杠(5)位于两条左右移动导轨(6)之间；前后移动丝杠(8) 位于两条前后移动导轨(10)之间；左右移动丝杠(5)和前后移动丝杠(8) 为滚珠丝杠，滚珠丝杠的精度P3。
左右移动导轨(6)和前后移动导轨(10)为滚动导轨，重复定位精度小于 0.5μm。
前后移动电机(7)是伺服电机，左右移动电机(11)是步进电机，通过光栅进行闭环控制。
左右移动丝杠(5)与左右移动电机(11)相连，连接方式为减速机、同步带连接；前后移动丝杠(8)与前后移动电机(7)相连，连接方式为同步带连接。
控制系统将印刷图案转化为二进制代码“1”或“0”，二进制代码“1”对应激光模组“开”，二进制代码“0”对应激光模组“关”；前后方向往复移动进行扫描，左右方向从左到右移动进行扫描；丝网印刷网版(2)由起点向前连续移动到终点，激光模组(1-1)根据二进制代码“1”或“0”进行“开”或“关”，完成第一次扫描；根据分辨率，丝网印刷网版(2)向左移动一个光斑间距以后，丝网印刷网版(2)由终点向后连续移动到起点，激光模组(1-1)按照二进制代码“1”或“0”进行“开”或“关”，完成第二次扫描，以此类推，直至完成全部扫描。
感光胶膜能够再现线宽0.04mm的线条，线条边缘锯齿高度小于0.04mm。
本发明采用的是卧式结构，也可以采用立式结构，当采用立式结构的时候，激光横梁、丝网印刷网版、移动平板、移动丝杠、移动导轨、中间支板均为垂直设置。立式结构属于本发明的保护范围。
本发明还能用于印刷电路板的制作。
以下是对比实施方式：
激光横梁左右移动，丝网印刷网版前后移动。
激光横梁(1)安装有激光模组(1-1)，激光模组(1-1)等距分布并排列在一条直线上(直线度公差5级)，激光模组间距9mm，激光模组间距公差12 μm；激光模组长度450mm，与感光胶膜(2-1)宽度相同；激光模组向下发射激光；激光横梁(1)左右方向移动速度0.1m/s。
感光胶膜(2-1)涂覆在丝网印刷网版(2)的上面，厚度0.8mm，最佳波长 370nm-420nm。
激光模组(1-1)的发光元件为半导体激光二极管，半导体激光二极管的波长375nm，处于感光胶膜(2-1)的最佳波长范围之内；根据感光胶膜(2-1)厚度0.8mm，半导体激光二极管功率120mW。
激光模组(1-1)发出的激光光斑直径16μm-50μm。
丝网印刷网版前后移动速度2.0m/s。
左右移动丝杠和前后移动丝杠为滚珠丝杠，滚珠丝杠的精度P3。
左右移动导轨和前后移动导轨为滚动导轨，重复定位精度小于0.5μm。
前后移动电机(7)是伺服电机，左右移动电机(11)是步进电机，通过光栅进行闭环控制。
左右移动丝杠与左右移动电机相连，连接方式为减速机、同步带连接；前后移动丝杠与前后移动电机相连，连接方式为同步带连接。
控制系统将印刷图案转化为二进制代码“1”或“0”，二进制代码“1”对应激光模组“开”，二进制代码“0”对应激光模组“关”；前后方向往复移动进行扫描，左右方向从左到右移动进行扫描；丝网印刷网版(2)由起点向前连续移动到终点，激光模组(1-1)根据二进制代码“1”或“0”进行“开”或“关”，完成第一次扫描；根据分辨率，激光横梁向右移动一个光斑间距以后，丝网印刷网版(2)由终点向后连续移动到起点，激光模组(1-1)按照二进制代码“1”或“0”进行“开”或“关”，完成第二次扫描，以此类推，直至完成全部扫描。
感光胶膜不能再现线宽0.07mm的线条，线条边缘锯齿高度大于0.07mm。
由对比实施方式可以看出，激光模组移动，导致激光光斑抖动，对丝网印刷网版的制版精度的影响非常大。

Claims (10)

1.高精度丝网印刷激光制版机，其特征在于：由激光横梁(1)、丝网印刷网版(2)、移动平板(3)、控制系统(4)、左右移动丝杠(5)、左右移动导轨(6)、前后移动电机(7)、前后移动丝杠(8)、中间支板(9)、前后移动导轨(10)、左右移动电机(11)、机架(12)构成；激光横梁(1)安装在机架(12)上，丝网印刷网版(2)固定在移动平板(3)上，移动平板(3)由前后移动丝杠(8)带动沿着前后移动导轨(10)前后移动，前后移动丝杠(8)由前后移动电机(7)驱动，前后移动丝杠(8)、前后移动导轨(10)安装在中间支板(9)上；中间支板(9)由左右移动丝杠(5)带动沿着左右移动导轨(6)左右移动，左右移动丝杠(5)由左右移动电机(11)驱动，左右移动丝杠(5)、左右移动导轨(6)安装在机架(12)上。
2.根据权利要求1所述的高精度丝网印刷激光制版机，其特征在于：激光横梁(1)安装有激光模组(1-1)，激光模组(1-1)等距分布并排列在一条直线上(直线度公差不大于5级)，激光模组间距6mm-12mm，激光模组间距公差小于15μm；激光模组长度与感光胶膜(2-1)宽度相同。
3.根据权利要求1所述的高精度丝网印刷激光制版机，其特征在于：感光胶膜(2-1)涂覆在丝网印刷网版(2)的上面，厚度0.1mm-1.0mm，最佳波长370nm-420nm。
4.根据权利要求1所述的高精度丝网印刷激光制版机，其特征在于：激光模组(1-1)的发光元件为半导体激光二极管，半导体激光二极管波长为375nm、395nm、405nm、415nm当中的一种，处于感光胶膜(2-1)的最佳波长范围之内；半导体激光二极管功率60mW-160mW，可以连续调节；激光模组(1-1)发出的激光光斑直径16μm-50μm。
5.根据权利要求1所述的高精度丝网印刷激光制版机，其特征在于：移动平板(3)前后移动速度1.5m/s-3.2m/s，可以连续调节；移动平板(3)左右移动速度0.05m/s-0.5m/s，可以连续调节。
6.根据权利要求1所述的高精度丝网印刷激光制版机，其特征在于：左右移动丝杠(5)位于两条左右移动导轨(6)之间；前后移动丝杠(8)位于两条前后移动导轨(10)之间；左右移动丝杠(5)和前后移动丝杠(8)为滚珠丝杠，滚珠丝杠的精度不低于P5。
7.根据权利要求1所述的高精度丝网印刷激光制版机，其特征在于：左右移动导轨(6)和前后移动导轨(10)为滚动导轨或滑动导轨，重复定位精度小于0.5μm。
8.根据权利要求1所述的高精度丝网印刷激光制版机，其特征在于：前后移动电机(7)和左右移动电机(11)可以是伺服电机、步进电机、直线电机当中的一种；电机可以开环控制，也可以通过光栅或磁尺进行闭环控制；采用直线电机的时候，不需要滚珠丝杠。
9.根据权利要求1所述的高精度丝网印刷激光制版机，其特征在于：左右移动丝杠(5)与左右移动电机(11)相连，连接方式包括减速机、同步带或者直接相连；前后移动丝杠(8)与前后移动电机(7)相连，连接方式包括减速机、同步带或者直接相连。
10.根据权利要求1所述的高精度丝网印刷激光制版机，其特征在于：控制系统将印刷图案转化为二进制代码“1”或“0”，二进制代码“1”对应激光模组“开”，二进制代码“0”对应激光模组“关”；前后方向往复移动进行扫描，左右方向从左到右移动进行扫描；丝网印刷网版(2)由起点向前连续移动到终点，激光模组(1-1)根据二进制代码“1”或“0”进行“开”或“关”，完成第一次扫描；根据2540dpi、1693dpi、1270dpi、1016dpi当中的一种分辨率，丝网印刷网版(2)向左移动一个光斑间距以后，丝网印刷网版(2)由终点向后连续移动到起点，激光模组(1-1)按照二进制代码“1”或“0”进行“开”或“关”，完成第二次扫描，以此类推，直至完成全部扫描。
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