CN116200747B - 基于印刷设备版辊铜层的喷淋式高精细深度腐蚀工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于版辊加工技术领域，具体是基于印刷设备版辊铜层的喷淋式高精细深度腐蚀工艺，包括版辊安装、喷头纵向定位、喷淋腐蚀、版辊表面喷洗，以及版辊固定旋转机构使待加工版辊继续旋转，旋转结束后取下加工完成的版辊；本发明是通过版辊固定旋转机构实现对版辊的固定，保证加工过程的稳定进行，有助于实现对版辊外表面的均匀喷淋腐蚀，并通过采用氯化铜对版辊表面铜层进行腐蚀，不会有污泥状的生成物产生，不易造成过滤系统和喷嘴堵塞，还原简单且反应快，以及通过蚀刻液再生来控制溶液的氧化‑还原电位和溶液中Cu¹⁺的浓度，在实现蚀刻液循环利用的同时还保证腐蚀效率和腐蚀效果。

Description

基于印刷设备版辊铜层的喷淋式高精细深度腐蚀工艺

技术领域

本发明涉及版辊加工技术领域，具体是基于印刷设备版辊铜层的喷淋式高精细深度腐蚀工艺。

背景技术

在版辊的加工过程中，先经过激光在外表面包裹有防腐蚀激光胶的版辊上雕刻出镂空图案，之后再通过腐蚀设备喷淋腐蚀液以将镂空图案腐蚀，达到所需要的网穴深度；目前对版辊铜层的腐蚀方式所采用的原理主要为通过三氯化铁和版辊（滚筒表面镀铜）反应，在腐蚀过程中会产生泥状（粘稠状）物，不仅容易堵塞过滤系统和喷嘴，还对后续污水处理带来麻烦，且此种方式难以实现蚀刻液的再生，蚀刻液无法得到循环利用，在腐蚀过程中需要耗费大量蚀刻液，加工成本高；针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供基于印刷设备版辊铜层的喷淋式高精细深度腐蚀工艺，解决了现有技术在腐蚀过程中不仅容易堵塞过滤系统和喷嘴，还对后续污水处理带来麻烦，且难以实现蚀刻液的再生，蚀刻液无法得到循环利用，在腐蚀过程中需要耗费大量蚀刻液，腐蚀成本高的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

基于印刷设备版辊铜层的喷淋式高精细深度腐蚀工艺，包括以下步骤：

步骤一、版辊安装：将待加工版辊放置于版辊固定旋转机构的两组辊体夹紧盘之间，启动版辊固定旋转机构中的夹紧调节电机，夹紧调节电机使双向螺杆转动，两组辊体夹紧盘在双向螺杆和横向导杆的作用下进行相向运动，直至两组辊体夹紧盘夹紧待加工版辊；

步骤二、喷头纵向定位：判断喷淋腐蚀机内的喷淋头是否处于零点，若喷淋头未处于零点则将喷淋头回归零点，通过腐蚀机操控面板输入版辊直径并选定预设间距值，在喷淋头处于零点后获取所加工版辊的直径以及喷淋头与版辊外表面的预设间距值，基于版辊直径和预设间距值对喷淋头进行纵向位置调节，直至喷淋头处于所需位置；

步骤三、喷淋腐蚀：通过腐蚀机操控面板选定腐蚀时长，版辊固定旋转机构控制待加工版辊进行旋转，在滑板拉动机构和弹性平衡机构的配合下使喷淋头进行横向运动，喷淋头将蚀刻液均匀喷向待加工版辊的外表面，蚀刻液与版辊表面铜层发生腐蚀反应，在喷淋腐蚀时间达到腐蚀时长时停止喷淋腐蚀，腐蚀反应化学式如下：

CuCl₂+Cu=2CuCl；即通过采用氯化铜对版辊表面铜层进行腐蚀；在腐蚀过程中，对氧化-还原电位和Cu¹⁺浓度进行控制，使氧化-还原电位维持在510-550MV之间，Cu¹⁺浓度＜0.4g/l，且使溶液温度保持在40～55℃之间，波美度控制在31-33°Be'之间，对应的含铜量在120～150g/l之间；

步骤四、版辊表面喷洗：通过腐蚀机操控面板选定喷洗时长，版辊固定旋转机构使待加工版辊进行旋转，在滑板拉动机构和弹性平衡机构的配合下使喷淋头进行横向运动，喷淋头将清水均匀喷向待加工版辊的外表面，对版辊外表面进行喷洗以去除版辊外表面所附着的蚀刻液，在喷水清洗时间达到喷洗时长时停止喷水清洗；

步骤五、版辊固定旋转机构使待加工版辊继续旋转15-20秒，旋转结束后完成腐蚀加工。

进一步的，氧化-还原电位和Cu¹⁺浓度的控制方法如下：

根据能斯特方程：E=E0＋(0.059/n)lg([Cu²⁺]/[Cu¹⁺])，式中：E表示指定浓度下的电极电位，E0表示标准电极电位，n表示得失电子数，[Cu²⁺]表示二价铜离子浓度，[Cu¹⁺]表示一价铜离子浓度；氧化-还原电位E与（Cu²⁺/Cu¹⁺）比值呈正相关，在加工过程中，随着蚀刻的进行，溶液中Cu¹⁺的浓度不断升高，溶液中的电极电位不断下降；通过蚀刻液再生来控制溶液的氧化-还原电位和溶液中Cu¹⁺的浓度并实现蚀刻液的循环利用，蚀刻液再生的原理是利用氧化剂将溶液中的Cu¹⁺氧化成Cu²⁺。

进一步的，蚀刻液再生方式的再生反应式为：2CuCl＋2HCl＋H₂O₂→2CuCl₂＋2H₂O，其中，HCl表示盐酸溶液，H₂O₂表示过氧化氢溶液，H₂O₂提供初生态氧[O]以加快再生速率；随着蚀刻的进行，当溶液的电极电位低于预设适宜电位范围的最小值时，启动对应的电磁阀以向蚀刻液再生箱的溶液中补加H₂O₂和HCl，在具体的补加过程中，使补加HCl的电磁阀先启动，推迟H₂O₂的供给，以调节H₂O₂和HCl的补加比例，再生过程中溶液内的Cu¹⁺不断氧化成Cu^{2 +}，使溶液的电极电位升高至预设适宜电位范围，电磁阀停止工作以结束H₂O₂和HCl的补加操作。

进一步的，喷淋腐蚀机包括喷淋腐蚀机槽体和透明罩壳，所述喷淋腐蚀机槽体固定设置在腐蚀机支撑架的顶部，所述喷淋腐蚀机槽体的开口朝上，所述透明罩壳通过合页铰接在喷淋腐蚀机槽体的顶部并罩住喷淋腐蚀机槽体的开口，所述喷淋腐蚀机槽体内安装有版辊固定旋转机构，所述版辊固定旋转机构对版辊进行固定并在加工过程中使其旋转；所述喷淋腐蚀机槽体的前、后两侧内壁通过滑轨滑动设置有滑板，两组所述滑板相对的一面通过纵向调位气缸连接有喷淋分散管，且喷淋分散管上沿X向等距安装有喷淋头；所述喷淋腐蚀机槽体的背面通过螺栓固定设置蚀刻液再生箱，所述蚀刻液再生箱上安装有蚀刻液输送管和溶液回流管，所述溶液回流管上安装有回流泵，所述蚀刻液输送管上安装有腐蚀泵，且溶液回流管远离蚀刻液再生箱的一端与喷淋腐蚀机槽体相通，所述喷淋分散管的一端安装有输液软管，所述喷淋分散管的另一端安装有输水软管，且输液软管远离喷淋分散管的一端与蚀刻液输送管相连，所述蚀刻液再生箱上安装有盐酸输送管和过氧化氢输送管，且盐酸输送管和过氧化氢输送管上均安装有电磁阀，所述喷淋腐蚀机槽体的内壁安装有与滑板相连的弹性平衡机构，所述喷淋腐蚀机槽体的外侧安装有滑板拉动机构，且滑板拉动机构作用于两组滑板。

进一步的，所述版辊固定旋转机构包括通过电机座固定设置在喷淋腐蚀机槽体外侧壁的夹紧调节电机和通过轴承转动设置在喷淋腐蚀机槽体内的双向螺杆，所述双向螺杆两端的螺纹走向相反，所述双向螺杆的下方安装有与喷淋腐蚀机槽体固定连接的横向导杆，且双向螺杆的两端与连接块螺纹连接，横向导杆贯穿两组连接块；所述连接块的顶部安装有竖向固定杆，所述竖向固定杆的顶端固定设置有安装块，两组所述安装块上通过轴承转动设置有旋转轴，且旋转轴远离对应安装块的一端通过螺栓与辊体夹紧盘相连，其中一组所述安装块内通过电机座固定设置有旋转电机，且旋转电机的输出端与对应的旋转轴相连，两组所述辊体夹紧盘相对的一面开设有辊端插槽，且待加工版辊的一端插入其中一组辊体夹紧盘的辊端插槽内，待加工版辊的另一端插入另一组辊体夹紧盘的辊端插槽内。

进一步的，所述滑板拉动机构与弹性平衡机构相配合以使两组滑板横向运动，所述滑板拉动机构包括固定设置在喷淋腐蚀机槽体外侧壁的驱动箱体，所述驱动箱体内通过滑轨滑动设置有驱动齿条板，所述驱动齿条板的前、后两侧均安装有连接绳，所述连接绳远离驱动齿条板的一端穿入喷淋腐蚀机槽体内并与对应滑板一端相连，所述驱动箱体的外部通过电机座固定安装有驱动电机，所述驱动电机的输出端安装有驱动轴，所述驱动轴远离驱动电机的一端固定设置有驱动半齿轮，且驱动半齿轮与驱动齿条板啮合连接。

进一步的，所述弹性平衡机构包括固定安装在喷淋腐蚀机槽体一侧内壁的拉力筒和固定安装在滑板一侧的拉力平衡杆，所述拉力平衡杆远离对应滑板的一端插入对应拉力筒内并与限位活动块固定连接，所述拉力筒内固定设置有拉力弹簧，且拉力弹簧与限位活动块固定连接。

进一步的，所述喷淋腐蚀机槽体的正面固定设置有腐蚀机操控面板，所述腐蚀机操控面板包括处理器、数据存储单元、触控显示单元、喷头定位分析单元和蚀刻液再生分析单元，处理器与数据存储单元、触控显示单元、喷头定位分析单元以及蚀刻液再生分析单元均采用通信连接，且蚀刻液再生箱内安装有蚀刻液检测单元，喷淋腐蚀机槽体内安装有喷头捕捉单元，蚀刻液检测单元、喷头捕捉单元分别与腐蚀机操控面板通信连接；数据存储单元用于存储预设操作参数，触控显示单元用于进行信息显示，以及用于操作人员输入参数并控制各个部件的运转过程。

进一步的，喷头捕捉单元用于捕捉喷淋头的纵向位置并发送至腐蚀机操控面板，喷头定位分析单元用于在喷淋腐蚀前分析判断喷淋头是否处于零点，以及在喷淋头纵向定位时分析确定喷淋头的纵向位移距离并判断喷淋头是否调整到位。

进一步的，蚀刻液检测单元用于对蚀刻液再生箱内的溶液进行检测，将溶液检测信息发送至腐蚀机操控面板，蚀刻液再生分析单元基于溶液检测信息中的溶液电极电位数据判断是否进行蚀刻液再生反应，在判断需要进行蚀刻液再生反应时发出控制指令以使蚀刻液再生箱内开始进行蚀刻液再生反应。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中，通过版辊固定旋转机构实现对版辊的固定，有效防止加工过程中版辊产生倾斜甚至脱离，保证加工过程的稳定进行，适用于不同长度的版辊加工，且在加工过程中通过版辊固定旋转机构使版辊进行旋转，有助于实现对版辊外表面的均匀喷淋腐蚀和均匀喷洗，提高使用效果；通过滑板拉动机构与弹性平衡机构相配合以使滑板横向运动，解决了待加工版辊外表面位于相邻两组喷淋头之间的部分难以得到充分腐蚀或喷洗的问题，进一步保证对版辊表面的均匀腐蚀和清洗；本发明中，喷淋头将蚀刻液均匀喷向待加工版辊的外表面，蚀刻液与版辊表面铜层发生腐蚀反应，通过采用氯化铜对版辊表面铜层进行腐蚀，产生的物质都是水状来进行腐蚀，不会有污泥状的生成物产生，不易造成过滤系统和喷嘴堵塞，还原简单且反应快，后续污水处理较简便，解决了目前采用三氯化铁和版辊反应所造成的弊端；本发明中，随着蚀刻的进行，当溶液的电极电位低于预设适宜电位范围的最小值时，向蚀刻液再生箱的溶液中补加H₂O₂溶液和HCl溶液，再生过程中溶液内的Cu¹⁺不断氧化成Cu²⁺，直至溶液的电极电位升高至预设适宜电位范围，通过蚀刻液再生来控制溶液的氧化-还原电位和溶液中Cu¹⁺的浓度，在实现蚀刻液循环利用的同时还保证腐蚀效率和腐蚀效果。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的方法流程图；

图2为本发明的整体结构示意图（正视）；

图3为本发明中的俯视示意图；

图4为本发明中版辊安装的状态图；

图5为本发明中版辊固定旋转机构的侧视示意图；

图6为本发明中安装块和辊体夹紧盘的连接示意图；

图7为本发明中滑板、喷淋分散管和喷淋头的结构示意图；

图8为本发明中滑板拉动机构的结构示意图；

图9为本发明中驱动齿条板和驱动半齿轮的连接示意图（侧视）；

图10为本发明中弹性平衡机构的结构示意图；

图11为本发明的第一系统框图；

图12为本发明的第二系统框图。

附图标记：1、喷淋腐蚀机槽体；2、透明罩壳；3、蚀刻液再生箱；4、版辊固定旋转机构；5、滑板拉动机构；6、弹性平衡机构；7、滑板；8、回流泵；9、腐蚀泵；10、蚀刻液输送管；11、溶液回流管；12、喷淋头；13、喷淋分散管；14、纵向调位气缸；15、输液软管；16、输水软管；17、腐蚀机操控面板；18、腐蚀机支撑架；19、盐酸输送管；20、过氧化氢输送管；41、夹紧调节电机；42、双向螺杆；43、安装块；44、辊体夹紧盘；441、辊端插槽；45、旋转电机；46、旋转轴；47、竖向固定杆；48、连接块；49、横向导杆；51、驱动箱体；52、驱动电机；53、驱动半齿轮；54、驱动轴；55、驱动齿条板；56、连接绳；61、拉力平衡杆；62、拉力筒；63、限位活动块；64、拉力弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1所示，本发明提出的基于印刷设备版辊铜层的喷淋式高精细深度腐蚀工艺，如图2-7所示公开了应用于该版辊铜层喷淋式高精细深度腐蚀方法的喷淋腐蚀机，具体的，该喷淋腐蚀机包括喷淋腐蚀机槽体1和透明罩壳2，喷淋腐蚀机槽体1固定设置在腐蚀机支撑架18的顶部，喷淋腐蚀机槽体1的开口朝上，透明罩壳2通过合页铰接在喷淋腐蚀机槽体1的顶部，在加工过程中，透明罩壳2罩住喷淋腐蚀机槽体1的开口，喷淋腐蚀机槽体1的正面固定设置有腐蚀机操控面板17，优选的，喷淋腐蚀机槽体1上安装有排雾风机，操作人员根据需要在喷淋腐蚀和喷洗过程中启动排雾风机，排雾风机将喷淋腐蚀机槽体1内因喷洒腐蚀液而产生的雾气排出，有助于操作人员清楚查看内部加工过程；喷淋腐蚀机槽体1内安装有版辊固定旋转机构4，版辊固定旋转机构4对版辊进行固定并在加工过程中使其旋转，具体而言，版辊固定旋转机构4包括夹紧调节电机41和双向螺杆42，夹紧调节电机41通过电机座固定设置在喷淋腐蚀机槽体1的外侧壁，双向螺杆42横向设置并通过轴承转动设置在喷淋腐蚀机槽体1内，双向螺杆42两端的螺纹走向相反，双向螺杆42的下方安装有与喷淋腐蚀机槽体1固定连接的横向导杆49，且双向螺杆42的两端与连接块48螺纹连接，横向导杆49贯穿两组连接块48，横向导杆49对连接块48的横向运动进行导向，在进行版辊的夹紧固定时，启动夹紧调节电机41，夹紧调节电机41使双向螺杆42进行旋转，从而使两组连接块48进行相向运动；连接块48的顶部安装有竖向固定杆47，竖向固定杆47的顶端固定设置有安装块43，两组安装块43上通过轴承转动设置有旋转轴46，且旋转轴46远离对应安装块43的一端通过螺栓与辊体夹紧盘44相连，当两组连接块48进行相向运动时，两组辊体夹紧盘44之间的距离不断减小并夹紧待加工版辊，其中一组安装块43内通过电机座固定设置有旋转电机45，且旋转电机45的输出端与对应的旋转轴46相连用于驱动旋转轴46进行旋转，优选的，两组辊体夹紧盘44相对的一面开设有辊端插槽441，且待加工版辊的两端插入对应两组的辊端插槽441内，使得显著提高对版辊的固定效果，有效防止加工过程中版辊产生倾斜甚至脱离，保证加工过程的稳定进行；喷淋腐蚀机槽体1的前、后两侧内壁通过滑轨滑动设置有滑板7，两组滑板7相对的一面通过纵向调位气缸14连接有喷淋分散管13，纵向调位气缸14用于进行对喷头进行纵向位置调节，且喷淋分散管13上沿X向等距安装有喷淋头12，喷淋分散管13将溶液分散至各组喷淋头12内；喷淋腐蚀机槽体1的背面通过螺栓固定设置蚀刻液再生箱3，蚀刻液再生箱3上安装有蚀刻液输送管10和溶液回流管11，溶液回流管11上安装有回流泵8，蚀刻液输送管10上安装有腐蚀泵9，在腐蚀过程中腐蚀泵9将蚀刻液输送至蚀刻液输送管10中，且溶液回流管11远离蚀刻液再生箱3的一端与喷淋腐蚀机槽体1相通，回流泵8通过溶液回流管11将回流液输送至蚀刻液再生箱3内；所述喷淋分散管13的一端安装有输液软管15，所述喷淋分散管13的另一端安装有输水软管16，且输液软管15远离喷淋分散管13的一端与蚀刻液输送管10相连，在腐蚀过程中通过蚀刻液输送管10将蚀刻液经输液软管15输送至喷淋分散管13中，在腐蚀结束后对版辊表面进行喷洗时，输水软管16将清洗用水输送至喷淋分散管13内；蚀刻液再生箱3上安装有盐酸输送管19和过氧化氢输送管20，盐酸输送管19和过氧化氢输送管20用于在蚀刻液再生时输入盐酸溶液和过氧化氢溶液，且盐酸输送管19和过氧化氢输送管20上均安装有电磁阀；喷淋腐蚀机槽体1的内壁安装有与滑板7一侧相连的弹性平衡机构6，喷淋腐蚀机槽体1的外侧安装有滑板拉动机构5，且滑板拉动机构5作用于两组滑板7。

版辊铜层喷淋式高精细深度腐蚀方法包括以下步骤：

步骤一、版辊安装：将待加工版辊放置于版辊固定旋转机构4的两组辊体夹紧盘44之间，启动版辊固定旋转机构4中的夹紧调节电机41，夹紧调节电机41使双向螺杆42转动，两组辊体夹紧盘44在双向螺杆42和横向导杆49的作用下进行相向运动，直至两组辊体夹紧盘44夹紧待加工版辊；

步骤二、喷头纵向定位：判断喷淋腐蚀机内的喷淋头12是否处于零点，若喷淋头12未处于零点则将喷淋头12回归零点，通过腐蚀机操控面板17输入版辊直径并选定预设间距值，在喷淋头12处于零点后获取所加工版辊的直径以及喷淋头12与版辊外表面的预设间距值，基于版辊直径和预设间距值对喷淋头12进行纵向位置调节，直至喷淋头12处于所需位置；

步骤三、喷淋腐蚀：通过腐蚀机操控面板17选定腐蚀时长，版辊固定旋转机构4控制待加工版辊进行旋转，在滑板拉动机构5和弹性平衡机构6的配合下使喷淋头12进行横向运动，喷淋头12将蚀刻液均匀喷向待加工版辊的外表面，蚀刻液与版辊表面铜层发生腐蚀反应，在喷淋腐蚀时间达到腐蚀时长时停止喷淋腐蚀，腐蚀反应化学式如下：

CuCl₂+Cu=2CuCl；即通过采用氯化铜对版辊表面铜层进行腐蚀，产生的物质都是水状来进行腐蚀，这样不会造成过滤系统和喷嘴的堵塞，液体和液体之间还原简单，腐蚀反应快，并且对后续污水处理较简便，不会有污泥状的生成物产生，解决了目前采用三氯化铁和版辊（滚筒表面镀铜）反应所造成的弊端；在腐蚀过程中，对氧化-还原电位和Cu¹⁺浓度进行控制，使氧化-还原电位维持在510-550MV之间，Cu¹⁺浓度＜0.4g/l，且使溶液温度保持在40～55℃之间；当氧化-还原电位在530MVJF 时，CU1+浓度低于0.4g/1.能提供最理想的且几乎恒定的蚀刻速率；氧化-还原电位和Cu¹⁺浓度的控制方法如下：

根据能斯特方程：E=E0＋(0.059/n)lg([Cu²⁺]/[Cu¹⁺])，式中：E表示指定浓度下的电极电位，E0表示标准电极电位，n表示得失电子数，[Cu²⁺]表示二价铜离子浓度，[Cu¹⁺]表示一价铜离子浓度；由能斯特方程可知，氧化-还原电位E（即电极电位）与（Cu²⁺/Cu¹⁺）比值呈正相关；在加工过程中，随着蚀刻的持续进行，溶液中Cu¹⁺的浓度不断升高，因此溶液中的电极电位不断下降；此时需要通过蚀刻液再生来控制溶液的氧化-还原电位和溶液中Cu¹⁺的浓度并实现蚀刻液的循环利用，蚀刻液再生的原理是利用氧化剂将溶液中的Cu¹⁺氧化成Cu^{2 +}；蚀刻液再生方式的再生反应式为：2CuCl＋2HCl＋H₂O₂→2CuCl₂＋2H₂O，其中，HCl表示盐酸溶液，H₂O₂表示过氧化氢溶液，由于H₂O₂可提供初生态氧[O]，因此显著加快了再生速率；随着蚀刻的进行，当溶液的电极电位低于预设适宜电位范围的最小值时，启动对应的电磁阀以向蚀刻液再生箱3的溶液中补加H₂O₂和HCl，在具体的补加过程中，使补加HCl的电磁阀先启动，推迟H₂O₂的供给，以调节H₂O₂和HCl的补加比例，再生过程中溶液内的Cu¹⁺不断氧化成Cu²⁺，使溶液的电极电位升高至预设适宜电位范围，电磁阀停止工作以结束H₂O₂和HCl的补加操作；进一步而言，随着蚀刻的进行，溶液中的铜含量不断增加，使溶液比重不断升高，为了保持恒定且较高的蚀刻速率，一般波美度控制在31-33°Be'之间（比重在1.280-1.295之间），此时对应的含铜量在120～150g/l之间，波美度较低溶液的蚀刻速率不稳定且蚀刻速率慢，溶液比重过高时蚀刻速率也会降低，所以必要时需加水到溶液中以调节波美度；采用H₂O₂－HCl的方法再生，蚀刻过程中溶液比重不会升得过快，因为这种再生方法的副产物中有水，且所加入的H₂O₂溶液和HCl溶液中均有一定量的水，由于蚀刻再生过程中H₂O₂和HCl的不断添加，蚀刻液的体积不断增加，当溶液液位超过一定高度时，只需让多余的液体溢流出去即可；

步骤四、版辊表面喷洗：通过腐蚀机操控面板17选定喷洗时长，版辊固定旋转机构4使待加工版辊进行旋转，在滑板拉动机构5和弹性平衡机构6的配合下使喷淋头12进行横向运动，喷淋头12将清水均匀喷向待加工版辊的外表面，对版辊外表面进行喷洗以去除版辊外表面所附着的蚀刻液，在喷水清洗时间达到喷洗时长时停止喷水清洗；

步骤五、版辊固定旋转机构4使待加工版辊继续旋转15-20秒，旋转结束后完成腐蚀加工，取下加工完成的版辊，并更换上下一组待加工版辊，重复上述加工操作以实现对下一组待加工版辊的腐蚀。

实施例二

如图11-12所示，本实施例与实施例1的区别在于，腐蚀机操控面板17包括处理器、数据存储单元、触控显示单元、喷头定位分析单元和蚀刻液再生分析单元，处理器与数据存储单元、触控显示单元、喷头定位分析单元以及蚀刻液再生分析单元均通信连接，且蚀刻液再生箱3内安装有蚀刻液检测单元，喷淋腐蚀机槽体1内安装有喷头捕捉单元，蚀刻液检测单元、喷头捕捉单元分别与腐蚀机操控面板17通信连接；数据存储单元用于存储预设操作参数，触控显示单元用于进行信息显示，以及用于操作人员输入参数并控制各个部件的运转过程，方便操作人员控制操作过程，以及有助于操作人员了解操作过程中的各项信息。

喷头捕捉单元用于捕捉喷淋头12的纵向位置并发送至腐蚀机操控面板17的控制端，喷头定位分析单元用于在喷淋腐蚀前分析判断喷淋头12是否处于零点，以及在喷淋头12纵向定位时分析确定喷淋头12的纵向位移距离并判断喷淋头12是否调整到位，提高喷头调整精准性和纵向定位效率；蚀刻液检测单元用于对蚀刻液再生箱3内的溶液进行检测，将溶液检测信息发送至腐蚀机操控面板17的控制端，蚀刻液再生分析单元基于溶液检测信息中的溶液电极电位数据判断是否进行蚀刻液再生反应，在判断需要进行蚀刻液再生反应时发出控制指令以使蚀刻液再生箱3内开始进行蚀刻液再生反应，实现蚀刻液再生反应的自动控制，能够及时进行蚀刻液再生反应以保证腐蚀效果，不需人工进行判断并控制，自动化和智能化程度显著提高，降低了操作人员的工作量。

实施例三

在喷淋腐蚀和喷洗过程中，由于同侧相邻两组喷淋头12之间间隔一定距离，实际使用过程中待加工版辊外表面位于相邻两组喷淋头12之间的部分难以得到充分腐蚀或喷洗，不利于对版辊表面进行均匀腐蚀和清洗；如图8-10所示，本实施例与实施例1、实施例2的区别在于，滑板拉动机构5与弹性平衡机构6相配合以使两组滑板7横向运动，滑板拉动机构5包括通过驱动箱体51，驱动箱体51固定设置在喷淋腐蚀机槽体1的外侧壁，驱动箱体51内通过滑轨滑动设置驱动齿条板55，驱动齿条板55沿Y向设置且顶部设有啮齿，驱动齿条板55的前、后两侧均安装有连接绳56，连接绳56远离驱动齿条板55的一端穿入喷淋腐蚀机槽体1内并与对应滑板7相连，驱动箱体51的外部通过电机座固定安装有驱动电机52，驱动电机52的输出端安装有驱动轴54，驱动轴54远离驱动电机52的一端固定设置有驱动半齿轮53，且驱动半齿轮53位于驱动齿条板55的上方并与驱动齿条板55啮合连接；在腐蚀过程和喷洗过程中，驱动电机52使驱动轴54进行旋转，驱动半齿轮53随之进行转动，从而使驱动半齿轮53与驱动齿条板55处于间歇啮合状态，当驱动半齿轮53与驱动齿条板55啮合时，在两组连接绳56和两组弹性平衡机构6的作用下使两组滑板7进行反向运动，当驱动半齿轮53与驱动齿条板55脱离时，两组滑板7恢复至原位并保持平衡，有助于使蚀刻液或清水喷至待加工版辊的整个外表面，实现均匀喷淋，保证喷淋腐蚀效果和喷洗效果；具体的，弹性平衡机构6包括拉力筒62和拉力平衡杆61，拉力筒62固定安装在喷淋腐蚀机槽体1的内壁一侧，拉力平衡杆61固定安装在滑板7的一侧，拉力筒62内滑动设置限位活动块63，拉力平衡杆61远离对应滑板7的一端插入对应拉力筒62内，且拉力平衡杆61插入拉力筒62内的一端与限位活动块63固定连接，拉力筒62内固定设置有拉力弹簧64，且拉力弹簧64与限位活动块63固定连接，拉力弹簧64处于拉伸状态并对限位活动块63施加拉力。

本发明的工作过程及原理如下：

使用时，通过版辊固定旋转机构4夹紧待加工版辊以实现对版辊的固定，有效防止加工过程中版辊产生倾斜甚至脱离，保证加工过程的稳定进行，适用于不同长度的版辊加工，实用性强，且在加工过程中通过版辊固定旋转机构4使版辊进行旋转，有助于实现对版辊外表面的均匀喷淋腐蚀和均匀喷洗，提高使用效果；通过滑板拉动机构5与弹性平衡机构6相配合以使两组滑板7横向运动，解决了待加工版辊外表面位于相邻两组喷淋头12之间的部分难以得到充分腐蚀或喷洗的问题，进一步保证对版辊表面的均匀腐蚀和清洗；在版辊腐蚀过程中，喷淋头12将蚀刻液均匀喷向待加工版辊的外表面，蚀刻液与版辊表面铜层发生腐蚀反应，在喷淋腐蚀时间达到腐蚀时长时停止喷淋腐蚀，通过采用氯化铜对版辊表面铜层进行腐蚀，产生的物质都是水状来进行腐蚀，不会有污泥状的生成物产生，不易造成过滤系统和喷嘴堵塞，还原简单且反应快，后续污水处理较简便，解决了目前采用三氯化铁和版辊反应所造成的弊端；并且在加工过程中，随着蚀刻的进行，当溶液的电极电位低于预设适宜电位范围的最小值时，启动对应的电磁阀以向蚀刻液再生箱3的溶液中补加H₂O₂溶液和HCl溶液，调节H₂O₂溶液和HCl溶液的补加比例，再生过程中溶液内的Cu¹⁺不断氧化成Cu²⁺，直至溶液的电极电位升高至预设适宜电位范围，通过蚀刻液再生来控制溶液的氧化-还原电位和溶液中Cu¹⁺的浓度，在实现蚀刻液循环利用的同时还保证腐蚀效率和腐蚀效果。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (3)

1.基于印刷设备版辊铜层的喷淋式高精细深度腐蚀工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、版辊安装固定：将待加工版辊放置于版辊固定旋转机构（4）的两组辊体夹紧盘（44）之间，启动版辊固定旋转机构（4）中的夹紧调节电机（41），夹紧调节电机（41）使双向螺杆（42）转动，两组辊体夹紧盘（44）在双向螺杆（42）和横向导杆（49）的作用下进行相向运动，直至两组辊体夹紧盘（44）夹紧待加工版辊；

步骤二、喷头纵向定位：判断喷淋腐蚀机内的喷淋头（12）是否处于零点，若喷淋头（12）未处于零点则将喷淋头（12）回归零点，通过腐蚀机操控面板（17）输入版辊直径并选定预设间距值，在喷淋头（12）处于零点后获取所加工版辊的直径以及喷淋头（12）与版辊外表面的预设间距值，基于版辊直径和预设间距值对喷淋头（12）进行纵向位置调节，直至喷淋头（12）处于所需位置；

步骤三、喷淋腐蚀：通过腐蚀机操控面板（17）选定腐蚀时长，版辊固定旋转机构（4）控制待加工版辊进行旋转，在滑板拉动机构（5）和弹性平衡机构（6）的配合下使喷淋头（12）进行横向运动，喷淋头（12）将蚀刻液均匀喷向待加工版辊的外表面，蚀刻液与版辊表面铜层发生腐蚀反应，在喷淋腐蚀时间达到腐蚀时长时停止喷淋腐蚀，腐蚀反应化学式如下：CuCl₂+Cu=2CuCl；即通过采用氯化铜对版辊表面铜层进行腐蚀；在腐蚀过程中，对氧化-还原电位和Cu¹⁺浓度进行控制，使氧化-还原电位维持在510-550MV之间，Cu¹⁺浓度＜0.4g/l，且使溶液温度保持在40～55℃之间，波美度控制在31-33°Be'之间，对应的含铜量在120～150g/l之间；

步骤四、版辊表面喷洗：通过腐蚀机操控面板（17）选定喷洗时长，版辊固定旋转机构（4）使待加工版辊进行旋转，在滑板拉动机构（5）和弹性平衡机构（6）的配合下使喷淋头（12）进行横向运动，喷淋头（12）将清水均匀喷向待加工版辊的外表面，对版辊外表面进行喷洗以去除版辊外表面所附着的蚀刻液，在喷水清洗时间达到喷洗时长时停止喷水清洗；

步骤五、版辊固定旋转机构（4）使待加工版辊继续旋转15-20秒，旋转结束后完成腐蚀加工；

步骤二中的喷淋腐蚀机包括喷淋腐蚀机槽体（1）和透明罩壳（2），所述喷淋腐蚀机槽体（1）固定设置在腐蚀机支撑架（18）的顶部，所述喷淋腐蚀机槽体（1）的开口朝上，所述透明罩壳（2）通过合页铰接在喷淋腐蚀机槽体（1）的顶部并罩住喷淋腐蚀机槽体（1）的开口；所述喷淋腐蚀机槽体（1）内安装有版辊固定旋转机构（4），所述版辊固定旋转机构（4）对版辊进行固定并在加工过程中使其旋转；所述喷淋腐蚀机槽体（1）的前、后两侧内壁通过滑轨均滑动设置有滑板（7），两组所述滑板（7）相对的一面通过纵向调位气缸（14）连接有喷淋分散管（13），且喷淋分散管（13）上沿X向等距安装有喷淋头（12）；所述喷淋腐蚀机槽体（1）的背面通过螺栓固定设置有蚀刻液再生箱（3），所述蚀刻液再生箱（3）上安装有蚀刻液输送管（10）和溶液回流管（11），所述溶液回流管（11）上安装有回流泵（8），所述蚀刻液输送管（10）上安装有腐蚀泵（9），且溶液回流管（11）远离蚀刻液再生箱（3）的一端与喷淋腐蚀机槽体（1）相通，所述喷淋分散管（13）的一端安装有输液软管（15），所述喷淋分散管（13）的另一端安装有输水软管（16），且输液软管（15）远离喷淋分散管（13）的一端与蚀刻液输送管（10）相连；所述蚀刻液再生箱（3）上安装有盐酸输送管（19）和过氧化氢输送管（20），且盐酸输送管（19）和过氧化氢输送管（20）上均安装有电磁阀，所述喷淋腐蚀机槽体（1）的内壁安装有与滑板（7）相连的弹性平衡机构（6），所述喷淋腐蚀机槽体（1）的外侧安装有滑板拉动机构（5），且滑板拉动机构（5）作用于两组滑板（7）；所述版辊固定旋转机构（4）包括通过电机座固定设置在喷淋腐蚀机槽体（1）外侧壁的夹紧调节电机（41）和通过轴承转动设置在喷淋腐蚀机槽体（1）内的双向螺杆（42），所述双向螺杆（42）两端的螺纹走向相反，所述双向螺杆（42）的下方安装有与喷淋腐蚀机槽体（1）固定连接的横向导杆（49），且双向螺杆（42）的两端与连接块（48）螺纹连接，横向导杆（49）贯穿两组连接块（48）；所述连接块（48）的顶部安装有竖向固定杆（47），所述竖向固定杆（47）的顶端固定设置有安装块（43），两组所述安装块（43）上通过轴承转动设置有旋转轴（46），且旋转轴（46）远离对应安装块（43）的一端通过螺栓与辊体夹紧盘（44）相连，其中一组所述安装块（43）内通过电机座固定设置有旋转电机（45），且旋转电机（45）的输出端与对应的旋转轴（46）相连，两组所述辊体夹紧盘（44）相对的一面开设有辊端插槽（441），且待加工版辊的一端插入其中一组辊体夹紧盘（44）的辊端插槽（441）内，待加工版辊的另一端插入另一组辊体夹紧盘（44）的辊端插槽（441）内；所述滑板拉动机构（5）与弹性平衡机构（6）相配合以使两组所述滑板（7）横向运动，所述滑板拉动机构（5）包括固定设置在喷淋腐蚀机槽体（1）外侧壁的驱动箱体（51），所述驱动箱体（51）内通过滑轨滑动设置有驱动齿条板（55），所述驱动齿条板（55）的前、后两侧均安装有连接绳（56），所述连接绳（56）远离驱动齿条板（55）的一端穿入喷淋腐蚀机槽体（1）内并与对应滑板（7）相连，所述驱动箱体（51）的外部通过电机座固定安装有驱动电机（52），所述驱动电机（52）的输出端安装有驱动轴（54），所述驱动轴（54）远离驱动电机（52）的一端固定设置有驱动半齿轮（53），且驱动半齿轮（53）与驱动齿条板（55）啮合连接；所述弹性平衡机构（6）包括固定安装在喷淋腐蚀机槽体（1）一侧内壁的拉力筒（62）和固定安装在滑板（7）一侧的拉力平衡杆（61），所述拉力平衡杆（61）远离对应滑板（7）的一端插入对应拉力筒（62）内并与限位活动块（63）固定连接，所述拉力筒（62）内固定设置有拉力弹簧（64），且拉力弹簧（64）与限位活动块（63）固定连接；所述喷淋腐蚀机槽体（1）的正面固定设置有腐蚀机操控面板（17），所述腐蚀机操控面板（17）包括处理器、数据存储单元、触控显示单元、喷头定位分析单元和蚀刻液再生分析单元，处理器与数据存储单元、触控显示单元、喷头定位分析单元以及蚀刻液再生分析单元均采用通信连接，蚀刻液再生箱（3）内安装有蚀刻液检测单元，喷淋腐蚀机槽体（1）内安装有喷头捕捉单元，且蚀刻液检测单元、喷头捕捉单元分别与腐蚀机操控面板（17）通信连接；数据存储单元用于存储预设操作参数，触控显示单元用于进行信息显示，以及用于操作人员输入参数并控制各个部件的运转过程；喷头捕捉单元用于捕捉喷淋头（12）的纵向位置并发送至腐蚀机操控面板（17），喷头定位分析单元用于在喷淋腐蚀前分析判断喷淋头（12）是否处于零点，以及在喷淋头（12）纵向定位时分析确定喷淋头（12）的纵向位移距离并判断喷淋头（12）是否调整到位；蚀刻液检测单元用于对蚀刻液再生箱（3）内的溶液进行检测，将溶液检测信息发送至腐蚀机操控面板（17），蚀刻液再生分析单元基于溶液检测信息中的溶液电极电位数据判断是否进行蚀刻液再生反应，在判断需要进行蚀刻液再生反应时发出控制指令以使蚀刻液再生箱（3）内开始进行蚀刻液再生反应。

2.根据权利要求1所述的基于印刷设备版辊铜层的喷淋式高精细深度腐蚀工艺，其特征在于，氧化-还原电位和Cu¹⁺浓度的控制方法如下：根据能斯特方程：E=E0＋(0.059/n)lg([Cu²⁺]/[Cu¹⁺])，在加工过程中，随着蚀刻的进行，溶液中Cu¹⁺的浓度不断升高，溶液中的电极电位不断下降，通过蚀刻液再生来控制溶液的氧化-还原电位和溶液中Cu¹⁺的浓度并实现蚀刻液的循环利用。

3.根据权利要求2所述的基于印刷设备版辊铜层的喷淋式高精细深度腐蚀工艺，其特征在于，蚀刻液再生方式的再生反应式为：2CuCl＋2HCl＋H₂O₂→2CuCl₂＋2H₂O；随着蚀刻的进行，当溶液的电极电位低于预设适宜电位范围的最小值时，启动对应的电磁阀以向蚀刻液再生箱（3）的溶液中补加H₂O₂和HCl，在具体的补加过程中，使补加HCl的电磁阀先启动，推迟H₂O₂的供给，以调节H₂O₂和HCl的补加比例，再生过程中溶液内的Cu¹⁺不断氧化成Cu²⁺，使溶液的电极电位升高至预设适宜电位范围，电磁阀停止工作以结束H₂O₂和HCl的补加操作。