LOADING

Type to search

Particularităţi ale expunerii plăcilor termice

Educatie tipografica

Particularităţi ale expunerii plăcilor termice

admin dec. 10, 2015
Share

serbanescuCătălin ŞERBĂNESCU

În acest număr al revistei ne-am propus să atingem din nou subiectul computer-to-plate (CtP), însă, de această dată, vom încerca o altă abordare, şi anume o scurtă trecere în revistă a particularităţilor constructive ale capetelor de expunere, cu referire predilectă la tehnologia plăcilor digitale termice. De ce neapărat termic şi nu violet? Răspunsul este unul cât se poate de simplu: în timp ce pentru violet, puterea necesară a LASER-ului pentru impresionarea plăcii de aluminiu este una relativ modestă, precum cea folosită într-o unitate uzuală de inscripţionare a discurilor CD/DVD (5-120mW), pentru plăcile termice este nevoie de puteri cu aproximativ două ordine de mărime superioare acesteia (500-1000mW). Ca o mică paranteză, dacă vă amintiți articolul în care am făcut o analiză a tipurilor de computer-to-plate existente, în aceeaşi categorie, din punct de vedere al puterii mari a LASER-ului folosit, se încadrează şi sistemele CtP ce folosesc plăci convenţionale UV.

Practic, diferenţa dintre violet şi termic este dată de tipul de energie folosită pentru expunerea plăcilor offset. Astfel, în primul caz, este utilizată direct radiaţia luminoasă (emulsia fiind sensibilă la lumină) în timp ce pentru ultimul, cea termică – emulsia fiind sensibilă la căldură. Deoarece nu este deloc practic să se realizeze o placă offset termică extrem de sensibilă datorită în principal condiţiilor variabile de mediu (stocare, transport), precum şi de manipulare a acestora (un factor calitativ fiind acela al toleranţei la eventualele atingeri cu degetele, respectiv o imunitate faţă de temperaturi de până la 40°C), în echipamentele CtP de acest fel se folosesc diode LASER cu putere cuprinsă în general între 0,5 şi 1 watt. Un alt dezavantaj tehnologic faţă de violet este acela al vitezei de expunere mai mică şi acest lucru din cauza faptului că este necesar un timp mai mare pentru convertirea radiaţiei luminoase în putere termică pe suprafaţa emulsiei plăcii.

Din acest motiv, în cadrul tehnologiei termice, s-a optat pentru utilizarea mai multor diode LASER în scopul creşterii productivităţii echipamentelor computer-to-plate de acest gen, indiferent de soluţia constructivă aleasă pentru poziţionarea plăcii offset: cu tambur extern (figura 1), cu “cilindru” extern (figura 2) sau cu platformă (flatbed – figura 3). Totuşi, deşi simplă la o primă vedere, soluţia folosirii a mai multor diode LASER aduce cu sine necesitatea tratării anumitor aspecte atât de ordin economic, cât şi practic, respectiv:
a) Deşi este posibilă din punct de vedere tehnologic fabricarea unui cip care să conţină mai multe diode LASER de pute-rea necesară, această soluţie nu este viabilă din punct de vedere economic. În cazul defectării sau imposibilităţii aducerii fluxului luminos a unei singure diode în parametrii de funcţionare (pentru asigurarea uniformităţii expunerii) este necesară înlocuirea tuturor diodelor LASER, deci a întregului cip, ceea ce reprezintă o operaţiune destul de costisitoare financiar.
b) În cazul folosirii unui singur cip, traseul optic trebuie proiectat astfel încât să fie cât mai scurt posibil, în vederea păstrării dimensiunii dorite a spoturilor LASER. În plus, operaţia de înlocuire a cip-ului din cauza nefuncţionării în pa-rametri a unei diode necesită reglaje mecanice laborioase şi de precizie.
c) Sistemul de răcire a diodelor LASER trebuie să fie unul extrem de eficient pentru a menţine constantă temperatura acestora atât pe toată durata expunerii unei plăci, cât şi pentru expunerile ulterioare. În echipamentele CtP termice exis-tente la ora actuală, numărul de diode folosite poate varia între 8 şi 1.024 cu puteri între 0,5 şi 1 watt.

Aşadar, este crucială existenţa unui sistem de răcire performant, precum şi a unor mecanisme de compensare a puterii emise în funcţie de temperatură. În figura 5 am exemplificat dependenţa dintre temperatură, curentul absorbit şi emisia unei diode LASER. După cum se poate observa foarte uşor, pentru păstrarea constantă a fluxului luminos în cazul unei variaţii de temperatură a joncţiunii diodei, este necesară alimentarea cu o putere electrică (curent) mai mare, ceea ce duce invariabil la o creştere suplimentară a temperaturii, putându-se astfel ajunge la fenomenul cunoscut sub numele de ambalare termică”. Din acest motiv, nu se pot utiliza pentru răcirea diodelor doar nişte simple radiatoare de aluminiu şi ventilatoare decât în conjuncţie cu elemente termoelectrice (Peltier).

Acestea sunt dispozitive semiconductoare care prezintă propietatea că, la trecerea unui curent electric continuu prin acestea, realizează un transfer termic între cele două suprafeţe constructive ale acestuia. Cu alte cuvinte, preiau căldura uneia şi o cedează celeilalte. Dintre principalele avantaje oferite de elementele Perlier enumerăm posibilitatea răcirii unei suprafeţe sub temperatura ambiantă (imposibil de realizat cu un simplu ansamblu radiator plus ventilator), o durată lungă de viaţă, nu conţine părţi în mişcare (deci nu atrage praful) şi oferă un reglaj foarte precis al temperaturii (de ordinul fracţiilor de grad Celsius). Dezavantajul major este dat, aşa cum probabil aţi ghicit, de cost – aceasta fiind principala cauză pentru care elementele Peltier sunt folosite doar în domenii şi echipamente de vârf precum industria aerospaţială, camere foto digitale cu adevărat de top şi, bineînţeles, utilajele computer-to-plate termice.
Din cele prezentate anterior, concluzia care se desprinde este aceea că singura soluţie viabilă este aceea de utilizare a mai multor module de câte o singură diodă LASER. Mai mult decât atât, folosirea fibrei optice pentru transmiterea razelor LASER reprezintă o rezolvare elegantă a următoarelor probleme de ordin tehnic:
– înlocuirea unei diode devine o operaţiune extrem de simplă, nemaifiind necesare reglaje mecanice adiționale (pentru paralelismul fascicolului şi a focalizării optime);
– diodele pot fi dispuse la distanţe relativ mari una faţă de alta, fapt important în ceea ce priveşte posibilitatea de control precis al temperaturii acestora;
– lungimea traseului optic poate fi oricât de mare, fără a afecta practic diametrul sau puterea spotului LASER rezultat şi fără a necesita sisteme optice de colimare scumpe (în ceea ce priveşte dimensiunea şi numărul lentilelor folosite) – vezi figura 4.
Schema bloc a unei diode LASER folosite în componenţa sistemelor computer to plate actuale este prezentată în figura 6. Controlul temperaturii joncţiunii LASER este realizat prin folosirea unui termistor şi a unui element de răcire Peltier. Se mai poate observa prezenţa unei a doua diode, fotosensibilă de această dată, utilizată pentru ajustarea precisă a curentului diodei LASER în scopul obţinerii puterii dorite a spotului LASER. Acest control este extrem de important pentru obţinerea unei uniformităţi a expunerii pentru toate modulele LASER singulare ce intră în componenţa capului de scriere al CtP-ului. Anumiţi producători optează pentru module fără dioda de control, folosind pentru calibrarea spoturilor LASER un senzor optic montat în vecinătatea cilindrului port-placă. Cuplajul optic este reprezentat, de cele mai multe ori, de o simplă lentilă pentru focusarea spotului pe fibra optică. Această componentă este necesară deoarece fasciculul emis prezintă o oarecare divergenţă datorată difracţiei radiaţiei luminoase la trecerea dintre materialul joncţiunii semiconductoare şi aer (figura 7).

În general, toate modulele LASER se montează pe un radiator de aluminiu răcit cu aer. Deoarece aceste module sunt capsulate (eventualul element Peltier fiind înglobat în această structură), nu există posibilitatea ca spotul LASER să fie afectat de praful datorat ventilatoarelor folosite la răcire. Două dintre modalităţile constructive ale acestor module de diode sunt prezentate în figurile 8 şi 9. În ceea ce priveşte substratul semiconductor, cel mai folosit este GaAlAs (galiu-aluminiu-arsen), acesta stabilind lungimea de undă a radiaţiei luminoase emise la 830 nm. Deoarece, aşa cum am amintit în începutul acestui articol, puterea diodelor LASER folosite poate ajunge la 1 watt, în cazul oricărei intervenţii de service asupra echipamentelor computer-to-plate termice sunt necesare măsuri drastice de protecţie. Dacă pentru cazul CtP-urilor violet se poate opta pentru ochelari speciali de protecţie, aceştia sunt total nefolositori pentru utilajele de expunere a plăcilor termice. Ca ordin de mărime, o diodă LASER de 1 watt montată pe un echipament cu rezoluţia de 2.400 dpi generează o intensitate luminoasă de aproximativ 2.800 watt/mm2, suficient pentru a produce arsuri pielii şi distrugeri iremediabile la nivelul retinei. Ca regulă generală, când tehnicianul de service efectuează intervenţii asupra unui echipament CtP termic, este indicat să se limiteze accesul în încăperea respectivă. O simplă reflexie de scurtă durată a spotului LASER pe o suprafaţă metalică poate provoca accidente de muncă extrem de neplăcute.
În încheiere, trebuie să menţionăm faptul că folosirea fibrei optice în echipamentele computer-to-plate termice nu aduce acestora un plus din punct de vedere calitativ, ci reprezintă doar o soluţie tehnică simplă, economică şi extrem de robustă folosită la scară largă de către marea majoritate a producătorilor.

Tags:

Leave a Comment