ES2233522T3 - Procedimiento y dispositivo para la fabricacion de un molde. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo para la fabricacion de un molde.Info
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Abstract
Procedimiento para la fabricación de un molde de imprenta, en el que en la superficie de una pieza en bruto del molde (1) se introduce un relieve desgastando material de la pieza en bruto del molde (1) a lo largo de pistas por medio de radiación, en el que a lo largo de una misma pista se generan regiones de relieve (A, B, C) situadas a profundidades diferentes por medio de una irradiación con una frecuencia correspondiente, caracterizado porque la irradiación se lleva a cabo con varios rayos (3, 4, 5), que son guiados de modo consecutivo a lo largo de la misma pista, y los varios rayos están dispuestos uno junto al otro en una dirección que se extiende transversalmente respecto a la dirección longitudinal de la pista.
Description
Procedimiento y dispositivo para la fabricación
de un molde.
La invención se refiere a un procedimiento y a un
dispositivo para la fabricación de un molde de imprenta según las
reivindicaciones 1 a 17. El molde puede ser, por ejemplo, un molde
de impresión flexográfica o un molde rígido, que trabajan como
moldes de imprenta para impresión en relieve o de huecograbado y
similares.
Para la fabricación de un molde de impresión
flexográfica con la ayuda de un láser de CO_{2} convencional ya se
conoce, de modo general, quemar directamente material de una placa
de impresión, que puede ser, por ejemplo, una capa de polímero, para
de esta manera generar un relieve en la placa de impresión. En este
procedimiento, sin embargo, el láser de CO_{2} se modula en
potencia en todo momento, de modo que el procedimiento es
relativamente lento.
Adicionalmente, del documento
WO-A-97/19783 ya se conoce, para la
fabricación de un molde de impresión flexográfica, el hecho de usar
dos fuentes de rayos láser, para de este modo fabricar con la
primera fuente de rayo láser estructuras finas de un perfil
deseado, mientras que con la segunda fuente de láser se generan en
el perfil regiones de bajo nivel.
Del documento
US-A-5,427,026 ya se conoce un
procedimiento para la fabricación de un molde de imprenta, en el que
en la superficie de una pieza en bruto de un molde se aplica un
relieve por medio del desgaste de material de la pieza en bruto del
molde a lo largo de pistas por medio de irradiación, generándose a
lo largo de la misma pista regiones de relieve de bajo nivel
diferentes por medio de la irradiación con una frecuencia
correspondiente.
Este documento
US-A-5,427,026 da a conocer también
un dispositivo para la fabricación de un molde con un soporte para
la sujeción de una pieza en bruto de un molde de imprenta, un
dispositivo óptico para la irradiación de una superficie de la
pieza en bruto del molde a lo largo de una pista por medio de al
menos un rayo, para de este modo desprender regiones de la pieza en
bruto del molde, y con un dispositivo de control que usando un
archivo de datos que contiene comandos de irradiación y de apagado
controla las variaciones de intensidad del al menos un rayo en su
trayectoria a lo largo de la pista, estando conformando el
dispositivo de control de tal manera que proporciona respectivamente
varios archivos de datos que contienen comandos de irradiación y de
apagados, de los cuales cada uno de ellos sirve para el mecanizado
de la pieza en bruto del molde a lo largo de toda la pista, y que
se pueden procesar de modo desplazado temporalmente referido a la
pista.
Las regiones muy finas y situadas simultáneamente
a muy bajo nivel se pueden fabricar sin más con una velocidad de
trabajo relativamente elevada con los procedimientos o dispositivos
mencionados hasta el momento. La modulación de potencia es
indiferente para esta finalidad, mientras que al usar un modulador
óptico-acústico, la potencia del láser se ha de
limitar a valores muy reducidos para no destruir el modulador.
También representa un problema el calor que se produce durante la
irradiación del molde, que en la fabricación de estructuras muy
finas puede volver a llevar a su deformación.
La invención se basa en el objetivo de
proporcionar un procedimiento para la fabricación de un molde de
imprenta, en particular de un molde de impresión flexográfica, con
el que se puedan fabricar estructuras muy pequeñas y rodeadas de
incisiones muy profundas de un modo rápido y sencillo.
Adicionalmente, para tal fin se ha de proporcionar un dispositivo
adecuado.
Una solución referida al procedimiento del
objetivo planteado está indicada en la reivindicación 1. Por otro
lado, una solución referida al dispositivo del objetivo planteado
se encuentra en la reivindicación 17. Se pueden extraer
configuraciones ventajosas de la invención de las reivindicaciones
subordinadas enumeradas posteriormente.
El procedimiento según la invención se
caracteriza porque la irradiación se produce con varios rayos que
son guiados, uno después del otro, a lo largo de la misma pista, y
los varios rayos están dispuestos situados uno junto al otro en una
dirección que se extiende de modo perpendicular respecto a la
dirección longitudinal.
Después de cada paso por la pista se puede
realizar un desplazamiento relativo entre la pieza en bruto del
molde y el grupo de rayos, de manera que ahora la misma pista es
mecanizada por otro rayo del grupo de rayos, etc. Si, por el
contrario, la pieza en bruto del molde y el grupo de rayos se mueven
continuamente de modo relativo entre ellos en la dirección
longitudinal de la pieza en bruto del molde, entonces los rayos se
extienden sobre pistas en forma de hélices sobre la superficie de
la pieza en bruto del molde. También en este caso sucede que cada
una de las pistas en forma de hélice es pasada por todos los rayos,
uno después de otro.
En el procedimiento conforme a la invención para
la fabricación de un molde de imprenta, en particular de un molde de
impresión flexográfica, se introduce en la superficie de una pieza
en bruto del molde un relieve gracias al hecho de que el material
de la pieza bruta del molde se desgasta a lo largo de pistas por
medio de irradiación, es decir, por medio de una irradiación que,
por ejemplo, se enciende y se apaga, por ejemplo, por medio de
moduladores, por ejemplo, moduladores
óptico-acústicos, deflectores de luz, como, por
ejemplo, espejos, etc., para gracias a ello modificar la
irradiación en su intensidad. El desgaste se produce por medio del
hecho de que a lo largo de la misma pista se generan regiones de
relieve de bajo nivel diferentes por medio de una irradiación con
una frecuencia correspondiente. En este caso se puede usar
irradiación enfocada, o bien irradiación paralela, siempre y cuando
sea suficiente en cuanto a intensidad y potencia para la finalidad
mencionada.
En este caso sucede que para la conformación de
un relieve en la superficie de la pieza en bruto del molde se
consiguen hendiduras relativamente planas únicamente por medio de la
irradiación, una sola vez, de la pieza en bruto del molde, mientras
que las hendiduras con un nivel más bajo se conforman por medio de
la irradiación en varias ocasiones de las posiciones
correspondientes de la pieza en bruto del molde. Esta irradiación
en varias veces de la pieza en bruto del molde para la generación
de las regiones de bajo nivel se realiza de modo desplazado
temporalmente, o sucesivo, de manera que una región de bajo nivel se
consigue prácticamente por medio de un descascarillado repetido.
Puesto que las regiones de bajo nivel de la
estructura del relieve se mecanizan por medio de la irradiación
repetida, la potencia de irradiación puede ser relativamente
reducida, lo que lleva consigo que se puedan emplear moduladores
muy rápidos para el encendido y el apagado de la potencia de
irradiación, en cuyo uso se ha de limitar la potencia de
irradiación únicamente para proteger a los moduladores de la
destrucción, por ejemplo, a los moduladores
óptico-acústicos. Con ello es posible conformar
también estructuras relativamente finas, a la vez que profundas, de
un modo rápido, para fabricar releves de impresión con una calidad
todavía mayor. Esto también es así, en particular por lo que se
refiere al hecho de que entre los procesos de quemado individuales
en la conformación de las regiones más profundas de la estructura,
el material del molde se vuelve a enfriar antes de ser desgastado
de nuevo, lo que lleva a que el material del molde no se caliente
tanto en sus regiones, de manera que se pueda conformar el relieve
de un modo perfectamente exacto y preciso en su forma. Entre los
procesos de quemado individuales, el material desgastado también se
puede retirar, por ejemplo, se puede aspirar, lo que hace posible
un trabajo más preciso en el siguiente proceso de desgaste y lleva
a mejores estructuras desde el punto de vista cualitativo.
Gracias al hecho de que una misma pista se pueda
mecanizar usando diferentes rayos, es posible desgastar regiones de
relieve de diferentes profundidades, por ejemplo, por medio de rayos
de diferente potencia o por medio de rayos de diferente longitud de
onda. De esta manera se pueden fabricar moldes con una calidad
todavía mayor. De este modo, por ejemplo, se pueden desgastar
regiones de relieve situadas directamente en la superficie de la
pieza en bruto del molde por medio de rayos cuya potencia sea menor
y/o cuya longitud de onda sea menor que la de los rayos que sirven
para el desgaste de regiones de relieve más profundas. De esta
manera se puede fabricar de un modo muy preciso el borde (contorno
de presión) de la parte de la superficie de un relieve que se haya
de conformar, lo cual no es forzosamente necesario para regiones más
allá de los bordes, ya que en ellas no se presiona. Debido a ello,
estas regiones se pueden desgastar con una mayor potencia, y con
ello más rápidamente, para acelerar el proceso de
mecanizado.
mecanizado.
De un modo ventajoso, las regiones de material de
la pieza en bruto del molde que limitan el relieve en la parte de la
superficie se desgastan en primer lugar, para de esta manera poder
fijar los contornos del relieve a una temperatura que todavía es
relativamente reducida de la pieza en bruto del molde. A
continuación se realiza el resto del desgaste de la pieza en bruto
del molde para la conformación de las regiones más profundas. Con
este modo de proceder se consiguen bordes del relieve de la parte de
la superficie muy exactos. Principalmente, sin embargo, también es
posible el procedimiento inverso, en el que, en concreto, los bordes
de la parte de la superficie del relieve se conforman al final.
Según una configuración ventajosa de la
invención, las regiones de material que limitan el relieve en la
parte de la superficie de la pieza en bruto del molde están
ajustadas en su sensibilidad espectral a la longitud de onda de la
irradiación de desgaste, gracias a lo cual se puede controlar
todavía mejor el proceso de desgaste de estas regiones del
material, para así conseguir relieves con una precisión todavía
mayor.
En otra configuración de la invención, la
irradiación de la pieza en bruto del molde se lleva a cabo con
radiación láser, ya que de esta manera se puede proporcionar la
energía de irradiación necesaria de un modo sencillo. A este
respecto, se puede emplear radiación láser enfocada.
Para el mecanizado de la pieza en bruto del molde
a lo largo de las pistas se pueden mover los rayos o bien los rayos
láser de modo relativo respecto a la pieza en bruto del molde, o se
procede de tal manera que la pieza en bruto del molde de mueve de
modo relativo respecto a los rayos fijos. También se pueden mover
tanto los rayos como la pieza en bruto del molde, y de modo relativo
entre ellos.
En este caso se usa, por ejemplo, una pieza en
bruto del molde que presenta un material elástico que conforma la
superficie de presión, por ejemplo, material de polímero, silicona
o goma. La superficie de presión, sin embargo, también podría ser
rígida, por ejemplo, podría estar hecha de metal.
De este modo, por ejemplo, se puede disponer una
pieza en bruto del molde hecha de material de polímero o de otro
material elástico adecuado, sobre la superficie de un cilindro
alojado de modo giratorio, y fijarla en esa posición de modo fijo,
por ejemplo, por medio de apriete, por medio de aspiración por
medio de vacío, por medio de imanes, etc. Para la conformación de
una pieza en bruto del molde, sin embargo, también se puede fijar o
aplicar material elástico o hecho de polímero sobre la superficie de
un cilindro alojado de modo giratorio. En este caso se puede
tratar, por ejemplo, de tubos flexibles, que se fijan sobre el
cilindro, o bien se puede aplicar material líquido o material hecho
de polímero por medio de racleado, rociado y sumergido, etc.
Según una variante muy ventajosa de la invención,
la irradiación de la pieza en bruto del molde se lleva a cabo a lo
largo de una pista correspondiente dependiendo de archivos de datos,
de los que, respectivamente, uno está asignado a una de las
regiones de relieve que se han de desgastar a diferentes
profundidades. El desgaste de las regiones de material de la pieza
en bruto del molde, con ello, se lleva a cabo de modo controlado
completamente digital, de modo que las variaciones de la potencia
de radiación se pueden realizar de un modo muy rápido, lo que
acelera el proceso de mecanizado. Los archivos de datos también se
pueden resumir en un archivo global, que contiene los archivos de
datos prácticamente como si fueran los eslabones de una cadena, que
se procesan uno detrás de otro.
En este caso, los archivos de datos se generan
según una configuración ventajosa de la invención de la siguiente
manera: conformación y almacenamiento electrónico de un patrón base
del relieve de dos dimensiones; conformación de uno o varios bordes
dispuestos a diferentes distancias respecto al patrón base del
relieve para la caracterización de regiones de relieve que a medida
que aumenta la distancia respecto al patrón base del relieve han de
estar dispuestas a una mayor profundidad; tirado de una pista a
través del patrón base del relieve bordeado; búsqueda de límites
del patrón base del relieve y de las regiones de relieve a partir de
los bordes en la pista; y fijación de los comandos de apagado y
encendido de los rayos a partir de los límites encontrados, y
clasificación en archivos de datos correspondientes para el patrón
base del relieve y las regiones de relieve dispuestas a mayor
profundidad.
En caso de que se prefije el patrón base del
relieve, por ejemplo, por medio de la lectura de un modelo o por
medio del trazado gráfico de un diseñador en la pantalla de un
ordenador, entonces se puede generar, con una anchura de pista
prefijada y un recorrido prefijado de las pistas relativo al patrón
base del relieve, los archivos de datos para las regiones que se
han de desgastar en la pieza en bruto del molde a diferentes
profundidades de un modo muy sencillo, en concreto de modo
automático, lo cual acelera igualmente el transcurso del
proceso.
En este caso, se hace uso de los archivos de
datos respectivos para la modulación o bien para el
encendido/apagado de los rayos. Por ejemplo, estos archivos de datos
se pueden usar para el control de moduladores
óptico-acústicos, con cuya ayuda se encienden y se
apagan los rayos o los rayos láser, y cuyo modo de funcionamiento
se conoce en general.
Para irradiar con diferente intensidad, los
moduladores óptico-acústicos pueden estar
controlados con diferentes tensiones de control. A tal efecto a los
archivos de datos correspondientes pueden estar asignadas diferentes
tensiones de control para la modulación de los rayos, para así, al
usar un archivo de datos concreto, hacer uso de una de las
tensiones de control respectiva para el control de un modulador. La
tensión de control respectiva se conecta a continuación en
concordancia con el archivo de datos. Esta tensión de control
conectada va a parar entonces al modulador.
Un dispositivo conforme a la invención para la
fabricación de un molde, en particular de un molde de impresión
flexográfica, contiene un soporte para la fijación de una pieza en
bruto del molde; un dispositivo óptico para la irradiación de una
superficie de la pieza en bruto del molde a lo largo de una pista
por medio de al menos un rayo, para, por medio de ello, desgastar
regiones de la pieza en bruto del molde; y un dispositivo de
control, que usando un archivo de datos que contiene comandos de
encendido y apagados de los rayos controla las variaciones de
intensidad correspondientes del al menos un rayo en su recorrido a
lo largo de la pista. El dispositivo de control está conformado de
tal manera que proporciona varios archivos de datos (informaciones
de patrón) que contiene comandos de encendido y apagado de los
rayos, de los cuales cada uno de ellos sirve para el mecanizado de
la pieza en bruto del molde a lo largo de toda la pista, y que se
pueden procesar de modo desplazado temporalmente referidos a la
pista.
Por medio de este procesado desplazado
temporalmente de las informaciones de patrón o bien de los archivos
de datos referidos a la misma pista, se pueden admitir regiones a lo
largo de la pista una o varias veces por medio de la radiación,
para obtener regiones correspondientemente más planas o más
profundas a lo largo de la pista, de manera que es posible generar
en la dirección longitudinal de la pista hendiduras muy cortas y
profundas, para de este modo obtener relieves muy precisos en la
superficie de la pieza en bruto del molde.
En este caso, según la invención, el dispositivo
óptico está conformado de tal manera que emite varios rayos que solo
se pueden controlar, respectivamente, por medio de un archivo de
datos separado. En este caso, todos los rayos han de pasar por la
misma pista uno después de otro. Adicionalmente, según la
invención, los rayos están dispuestos uno junto al otro en una
dirección que se extiende transversalmente respecto a la dirección
longitudinal de la pista, de manera que a través del desplazamiento
correspondiente en la dirección transversal, los rayos se pueden
llevar de modo sucesivo hasta que cubren la pista.
Como rayos, se pueden usar rayos enfocados, por
ejemplo, rayos láser enfocados.
Fundamentalmente, la pieza en bruto del molde
puede ser una pieza en bruto en forma de placa o bien una pieza en
bruto del molde cilíndrica. Está conformada de modo elástico al
menos en su superficie, y está formada preferentemente de material
de polímero, o al menos contiene un material de este tipo. Sin
embargo, también puede estar hecha de silicona, goma u otro
material, como por ejemplo metal.
Para el mecanizado de la pieza en bruto del
molde, ésta, en la conformación en forma de placa, puede ser
mecanizada, por ejemplo, en estado plano, cuando los rayos son
guiados a lo largo de pistas y se mantienen a una distancia
paralela respecto a ésta. Las fuentes de rayos y la pieza en bruto
del molde se pueden desplazar entonces en planos paralelos de modo
relativo entre ellas.
Según una configuración ventajosa de la
invención, la pieza en bruto del molde está conformada como un
cilindro alojado de modo giratorio alrededor de su eje longitudinal,
que lleva en su superficie un material elástico, como, por ejemplo,
un material de polímetro. Ésta puede estar conformada en forma de
placa y puede estar dispuesta alrededor de su superficie. En caso
de que esté fijada en forma de una placa sobre la superficie del
cilindro, entonces la placa se puede volver a retirar de éste
después del mecanizado para ser usada como placa de impresión. El
material elástico o de polímero, sin embargo, también se puede
quedar de modo fijo sobre la superficie del soporte cilíndrico
después de que haya sido colocado o dispuesto de alguna otra forma,
por ejemplo, por medio de un proceso de inmersión, racleado o
rociado, y similar. En este caso, posteriormente se usa todo el
cilindro como cilindro de presión.
En el mecanizado o en la irradiación del cilindro
de presión para la generación del relieve de la superficie, éste se
puede girar, mientras que al mismo tiempo se mueve un carro
dispuesto de modo que se puede desplazar en la dirección del eje
longitudinal del cilindro, que lleva al menos partes del
dispositivo óptico. Sobre este carro puede haber, por ejemplo,
espejos de desviación para el desvío de rayos láser, o bien pueden
estar montados directamente sobre él fuentes de rayos láser. Sin
embargo, también es posible, al girar el cilindro alrededor de su
eje longitudinal, desplazar también éste en la dirección de su eje
longitudinal, para poder mecanizar la superficie de la pieza en
bruto del molde con el dispositivo óptico posicionado de modo fijo.
Esta variante representaría una ventaja cuando el mismo dispositivo
óptico estuviera hecho de un gran número de fuentes de rayos para
la generación de un gran número de rayos, y debido a ello fuera
relativamente grande un desajuste por vibraciones.
Ya se ha mencionado que para el control de la
intensidad o bien para el control de la potencia, es decir, para el
encendido y el apagado de los rayos, se prevén moduladores que se
pueden controlar por medio de los archivos de datos. En este caso
se puede tratar de un modo ventajoso de moduladores
óptico-acústicos que se puedan controlar muy
rápidamente.
Uno de los moduladores está unido en este caso
con al menos un interruptor analógico, por medio del que se puede
suministrar al modulador una tensión de control correspondiente a la
información del patrón, en donde el interruptor analógico se puede
conectar por medio del archivo de datos. Gracias a ello se hace
posible un control digital muy preciso del rayo o del rayo láser que
realiza la mecanización.
Según otra configuración de la invención, puede
haber varios moduladores, a los cuales está asignado,
respectivamente, un interruptor analógico, que se pueden conectar
por medio de uno de los varios archivos de datos requeridos para el
grabado a lo largo de una pista, en donde los interruptores
analógicos conectan respectivamente diferentes tensiones de
control.
La invención y los ejemplos de realización se
describen con detalle a continuación tomando como referencia los
dibujos. Se muestra:
Figura 1: el principio de la invención en el
mecanizado de una pieza en bruto del molde para la generación de un
relieve en su superficie;
Figura 2: el principio según la Figura 1 con una
superficie adaptada espectralmente de la pieza en bruto del
molde;
Figura 3: un patrón base del relieve con bordes
para la caracterización de regiones de relieve, que a medida que
aumenta la distancia respecto al patrón base del relieve han de
estar dispuestas a una mayor profundidad;
Figura 4: una sección a lo largo de la línea
A-A de la Figura 3 para la explicación de la
estructura de un relieve completo en la superficie de la pieza en
bruto del molde;
Figura 5: tres archivos de datos generados a
partir del patrón base del relieve según la Figura 3 a lo largo de
la línea A-A;
Figura 6: un dispositivo según un primer ejemplo
de realización de la invención para la fabricación de un molde;
y
Figura 7: un dispositivo según un segundo ejemplo
de realización de la invención para la fabricación de un molde.
El principio de trabajo en el que se basa la
invención se describe a continuación tomando como referencia la
Figura 1. En la Figura 1 está designado con el símbolo de referencia
1 una pieza en bruto del molde que está fabricada a partir de
material de polímero. Para la fabricación de, por ejemplo, un molde
de impresión flexográfica, se graba un relieve en una superficie 2
de la pieza en bruto del molde 1, retirando después de haberlo
quemado, con la ayuda de, por ejemplo, tres rayos láser 3, 4 y 5
enfocados, material de polímero de la pieza en bruto del molde 1
por regiones. También se pueden usar más o menos de tres rayos
láser. Para tal fin, los rayos láser 3, 4 y 5 se mueven de modo
secuencial a lo largo de una pista que se extiende sobre la
superficie 2, que se extiende en la dirección de la flecha 6. El
rayo láser 3 es el rayo láser adelantado, y solicita la superficie 2
de la pieza en bruto del molde 1 en primer lugar. A él le sigue a
lo largo de la misma pista, y desplazado temporalmente, el rayo
láser 4, al que, por su parte, sigue a lo largo de la misma pista,
y de nuevo desplazado temporalmente, el rayo láser 5. Dependiendo
de la profundidad de una hendidura que se haya de introducir en la
superficie 2 de la pieza en bruto del molde 1 en aras de la
conformación del relieve, se usan o bien sólo el rayo láser 3, los
rayos láser 3 y 4, o bien todos los rayos láser 3, 4 y 5. En caso
de que la hendidura sea relativamente plana, se enciende únicamente
el rayo láser 3, por medio del que se quema únicamente una sección A
por debajo de la superficie 2 de la pieza en bruto del molde 1. Los
rayos láser 4 y 5, en este caso, no se encienden. En el caso de
que, por el contrario, se deseen hendiduras más profundas, entonces
también se emplean los rayos láser 4 y 5. En este caso, de nuevo, se
quema en primer lugar con la ayuda del rayo láser 1 la sección A
superior de la pieza en bruto del molde 1, mientras que poco tiempo
después se quema la sección B que se encuentra por debajo del suelo
de la región A con la ayuda del rayo láser 4. En el caso de una
hendidura todavía más profunda, después del empleo del rayo láser 4
se quema la sección C que se encuentra por debajo del suelo de la
sección B con la ayuda del rayo láser 5, etc. Por medio de los rayos
láser 3, 4 y 5, así pues, se irradian las regiones de relieve en
las que se han de generar hendiduras comparativamente profundas, en
varias ocasiones de modo consecutivo, para de este modo seguir
quemando o levantando en etapas consecutivas, el suelo de la
hendidura obtenida en primer lugar.
La ventaja de este principio reside en el hecho
de que por medio del desgaste repetido del suelo de una misma región
con varios rayos láser, la potencia de los rayos se puede mantener
en niveles relativamente reducidos, lo que tiene como consecuencia
que se pueden emplear elementos de conexión ópticos para el
encendido y el apagado de los rayos láser, que presentan un
comportamiento de conexión relativamente rápido, si bien no han de
ser cargados con una potencia demasiado elevado. Con ello se pueden
generar al mismo tiempo estructuras finas y muy profundas, lo cual
lleva a una mejora considerable de la calidad en la fabricación de
moldes (placas de impresión, cilindros impresores, etc.). Como
elementos de conexión del tipo mencionado se pueden emplear, por
ejemplo, moduladores óptico-acústicos, deflectores o
desviadores, como espejos, etc.
La pieza en bruto del molde según la Figura 1
puede ser, por ejemplo, una pieza en bruto en forma de placa que se
mecaniza en estado plano, o bien una pieza en bruto del molde
cilíndrica, que está dispuesta, por ejemplo, en la superficie de un
cilindro alojado de modo giratorio, y se puede volver a retirar de
éste. El propio cilindro también podría estar designado, sin
embargo, como pieza en bruto del molde en el caso de que estuviera
recubierto en su superficie, por ejemplo, con material de
polímero.
Los rayos láser 3, 4 y 5 pueden presentar según
una configuración de la invención diferentes potencias. El rayo
láser 3 adelantado, por ejemplo, podría tener una potencia menor
que los dos rayos láser 4 y 5 retrasados, para de este modo poder
fijar mejor con el rayo láser 3 en primer lugar los bordes del
relieve con una potencia comparativamente reducida. Las regiones
más profundas de las hendiduras se podrían quemar entonces con los
rayos láser 4 y 5 de mayor potencia. De este modo, por ejemplo,
como rayo láser 3 se podría emplear un rayo láser de CO_{2} con
100 vatios, mientras que los rayos láser 4 y 5 serían rayos láser de
CO_{2} con 200 vatios.
Los rayos láser mismos se enfocan con la ayuda de
lentes 7, 8 y 9, para lo que, por ejemplo, estas lentes pueden estar
dispuestas en el mismo plano, si bien presentan diferentes
distancias focales dependiendo de la profundidad de la región que
haya de ser quemada por los rayos láser. En la Figura 1, la lente 7
presenta la menor distancia focal y la lente 9 la mayor distancia
focal. Naturalmente, también se podrían emplear lentes con la misma
distancia focal en diferentes planos, en caso de que se deseara. En
el caso de relieves menos precisos también sería posible que lentes
con aproximadamente la misma distancia focal estuvieran dispuestas a
la misma distancia respecto a la pieza en bruto del molde 1. También
sería posible usar diferentes diámetros de rayos para cada uno de
los rayos láser 3, 4 y 5, en caso de que se deseara.
La Figura 2 muestra una variante del principio
mostrado en la Figura 1. En este caso, una región 10 superior de la
pieza en bruto del bloque 1 y el rayo láser 3 para el mecanizado de
esta región 10 superior están ajustados espectralmente entre ellos.
Para ello, la superficie de la pieza en bruto del molde 1 está
revestida en la región 10 superior con material correspondiente que
es especialmente sensible a la longitud de onda del rayo láser 3.
El rayo láser 3, en este caso, por ejemplo, puede estar generado
por medio de un láser GYA, cuya longitud de onda tiene un valor de
1,060 \mum. El mismo rayo puede presentar una potencia de 50 a 100
vatios. Por medio de un láser de este tipo se obtiene un cuello del
rayo en el foco de aproximadamente 10 \mum, de manera que en la
región de la superficie de la pieza en bruto del bloque 1 se pueden
fabricar estructuras extraordinariamente finas. Para ello, sin
embargo, el material en la región 10 se ha de elegir de tal manera
que se pueda quemar de un modo sencillo por medio del rayo láser 3.
El resto de rayos láser 4 y 5 pueden estar generados de nuevo por
medios de láseres de CO_{2} de 200 vatios cada uno, para poder
quemar regiones dispuestas más profundas a una cierta distancia
respecto a los bordes del contorno. En este caso no se requiere una
precisión tan elevada, de modo que se pueden aceptar los cuellos de
los rayos que se encuentran en la región del foco de 30 a 35
\mum.
En las Figuras 1 y 2 se puede reconocer que las
estructuras de relieve se encajan entre ellas. Para ello se apagan
los rayos láser 3, 4 y 5 en la dirección de la pista 6 en
diferentes posiciones en la dirección de la pista 6. Se produce
entonces un recorrido de plataformas en forma de escalera, en el que
la inclinación de los bordes se corresponde aproximadamente con el
recorrido de la radiación láser enfocada. Los bordes de los zócalos
están designados en las Figuras 1 y 2 con 11, 12 y 13.
La Figura 3 muestra un patrón de base de relieve
14 en forma de una región ennegrecida uniformemente. Este patrón
base de relieve 14 representa la superficie impresora, y ha de
estar rodeado en su contorno por regiones 15, 16 y 17 más
profundas. Así pues, el material de la pieza en bruto del molde 1 se
ha de quemar en las regiones 15, 16, y 17. La estructura resultante
se puede reconocer en la Figura 4. En este caso se trata de una
sección transversal a lo largo de la línea A-A en
la Figura 3.
Para el encendido y apagado de los rayos láser se
emplea en patrón base de relieve 14 mostrado en la Figura 3. En la
pantalla de un ordenador se puede representar en primer lugar el
patrón base del relieve, y se puede almacenar en un almacenamiento
electrónico de modo provisional. A continuación se fijan pistas
sobre las que se guían los rayos láser cuando se graba el relieve.
Se supone que en el caso de la línea A-A de la
Figura 3 se trata de una pista de este tipo. Este patrón base del
relieve 14 se puede proveer antes o después con bordes 18, 19, en
concreto en el exterior y en el exterior, para fijar las regiones
15, 16, 17 en las que el material de la pieza en bruto del molde 1
ha de ser retirada mediante quemado. En los puntos de corte de la
pista A-A de la Figura 3 con el patrón base del
relieve o bien con los bordes 18, 19 existen entonces puntos de
encendido y apagado para los rayos láser, que se recopilan en
archivos de datos clasificados según las regiones.
En el caso de que, por ejemplo, uno se mueva a lo
largo de la línea A-A de la Figura 3 en la dirección
de la flecha 6, y concretamente con los rayos láser 3, 4 y 5 de la
Figura 1, entonces el primer punto de corte de la pista
A-A proporciona con el patrón base del relieve 14
un punto de apagado X3 para el rayo láser 3, que está mostrado en la
Figura 5. El punto de corte del borde 18 con la pista
A-A proporciona entonces un punto de apagado X4
para el rayo láser 4, mientras que el punto de corte del borde 19
proporciona con la pista A-A un punto de apagado X5
para el rayo láser 5. En la Figura 5 también están representados
los puntos X4 y X5. Al continuar el movimiento a lo largo de la
pista A-A de la Figura 3 en la dirección de la
flecha 6 se producen de nuevo, para los rayos láser 3, 4 y 5 puntos
de encendido, y de nuevo puntos de apagado, etc., de modo que
finalmente se obtienen los tres archivos de datos D3, D4 y D5
mostrados en la Figura 5 para el apagado y el encendido de los rayos
láser 3, 4 y 5.
Los archivos de datos D3, D4 y D5 presentan,
respectivamente, valores "1" y "0", y sirven para el
control de moduladores óptico-acústicos que, por su
lado, se usan para la conexión de los rayos láser 3, 4 y 5. El
comienzo de una pista se produce en la Figura 5 en el punto X=0, de
manera que en el primer paso de la pista, con la ayuda del rayo
láser 3 se retiran mediante quemado las regiones 17, 16 y 15 a lo
largo de la sección A, hasta que el rayo láser 3 se apaga en X3. En
el segundo paso de la pista se enciende el rayo láser 4 en X=0, y
se apaga en X4, de manera que por medio del segundo rayo láser 4 se
quema la sección B a lo largo de las regiones 17 y 16. En el tercer
paso por la pista, el rayo láser 5 se enciende en el punto X=0, y
se apaga en X5, de manera que ahora se retira mediante quemado a lo
largo de la sección C sólo la región 17. Así pues, visto desde la
posición X=0, el rayo láser 3 es el último que se apaga, y el rayo
láser 5 es el primero que se apaga. Después de pasar la
ramificación derecha del patrón base del relieve en la Figura 3 se
realiza entonces de nuevo el encendido de los rayos láser 3, 4 y 5
en este orden, etc.
Los puntos de encendido y apagado o bien los
archivos de datos se pueden generar de modo automático con la ayuda
de programas informáticos adecuados después de la fabricación de los
bordes 18 y 19 y de la fijación de la pista A-A así
como de la dirección de la pista.
La Figura 6 muestra la estructura de un
dispositivo conforme a la invención para la fabricación de un molde,
por ejemplo, de un molde de impresión flexográfica.
Al dispositivo pertenece un grabador láser con un
banco de máquina 20. En el banco de máquina 20 está alojada de modo
giratorio la pieza en bruto del molde 1 que se ha de grabar y que
en este caso está conformada en forma de cilindro hueco. Para ello,
la pieza en bruto del molde 1 presenta un árbol 20a central que es
alojado por cojinetes previstos en el banco de la máquina 20. Por
medio de un motor 21 se puede girar la pieza en bruto del molde 1
alrededor de su eje central. Un codificador 22 o bien un generador
de impulsos de giro sirve para la generación de impulsos que se
corresponden con la posición de giro correspondiente de la pieza en
bruto del molde 1. Un carro 23 se mueve sobre guías 24 de modo
paralelo respecto al eje de la pieza en bruto del molde 1. Un
husillo de espiral 25 sirve para el accionamiento de este carro 23
a lo largo de las guías 24, en donde el husillo de espiral 25 se
gira por medio de un accionamiento 26 en una o en otra dirección,
para arrastrar al carro 23 de modo correspondiente.
En el carro 23 hay tres láseres 27a a 27c
dispuestos uno junto al otro. A cada uno de estos láseres está
asignado un dispositivo de seguridad propio, un modulador y un
sistema de lentes propio. A cada uno de los moduladores 30a a 30c,
que a su vez están conformados como moduladores
óptico-acústicos, está asignado un interruptor
analógico propio en un control de la máquina 33. Se le suministra
con la misma o con diferentes tensiones de entrada para poder
proporcionar una radiación láser enfocada de diferente
potencia.
Para el control del funcionamiento de la
instalación existe el control de la máquina 33, que está unido por
medio de líneas de control con los láseres 27a-27c,
con el modulador 30, con el accionamiento de giro 26, con el motor
21 y con el generador de impulsos de giro 22.
Adicionalmente, según la Figura 6, pertenece al
dispositivo un sistema CAD 34 que está unido con un ordenador de
control 35, que por su parte sirve para el control del control de la
máquina 33.
Con la ayuda del sistema CAD 34, un diseñador
puede diseñar un patrón en la pantalla correspondiente, por ejemplo,
el patrón base de relieve 14 mostrado en la Figura 3. El diseñador,
por medio de los comandos correspondientes, puede definir en el
sistema CAD 34 bordes 18 y 19 relativos al patrón base del relieve
14, que fijan regiones en las que se ha de desgastar la superficie
de la pieza en bruto del molde 1 fuera del patrón base del relieve.
El diseñador también puede determinar la pista A-A
en la Figura 3, a lo largo de la cual se ha de grabar
posteriormente la pieza en bruto del molde 1. El sistema CAD 34
calcula a continuación las informaciones de patrón o archivos de
datos mostrados a continuación en la Figura 5, en donde el número
de los archivos de datos se corresponde con el número de regiones
que se han de desgastar. Esto se llevará a cabo, tal y como ya se
ha indicado, usando varios rayos láser consecutivos para la
aplicación. Las informaciones de patrón o bien los archivos de
datos D3 a D5 son transmitidos entonces desde el sistema CAD 34 al
ordenador de control 35, y se almacenan en éste, para finalmente ser
suministrados en el caso de procesado al control de la máquina 33.
Ésta se ocupa del giro de la pieza en bruto del molde 1 alrededor
de su eje central, para el desplazamiento correspondiente del carro
23, para guiar los rayos láser 27a-27c a lo largo de
la pista predeterminada en la superficie de la pieza en bruto del
molde 1, y para el encendido y apagado de los rayos láser
27a-27c en concordancia con los archivos de datos
D3 a D5 usando los moduladores 30a-30c, que en este
caso están conformados como moduladores
óptico-acústicos.
En el caso de que en el giro de la pieza en bruto
del molde 1 en forma de cilindro se desplace alrededor de su eje
longitudinal el carro 23 al mismo tiempo desde la derecha hacia la
izquierda en la Figura 6, entonces los rayos láser 28a a 28c
enfocados se extienden por pistas en forma de hélices sobre la
superficie de la pieza en bruto del molde 1. El rayo láser 28a
enfocado avanza entonces y graba en primer lugar las regiones de la
superficie que se corresponden con las regiones A de la Figura 4. A
continuación, el rayo láser 28b enfocado se extiende a lo largo de
la misma pista en forma de hélice, y graba en este caso regiones que
se corresponden con las regiones B de la Figura 4. A continuación,
la misma pista es barrida por el rayo láser 28c enfocado, para
grabar las regiones a lo largo de la pista que se corresponden con
las regiones C de la Figura 4. También en este caso se puede
controlar la potencia de los rayos láser enfocados, poniendo para
ello a diferentes altas tensiones las entradas de control de los
moduladores óptico-acústicos, y conectándolas en
concordancia con los archivos de datos correspondientes. En este
caso también sería posible una operación en bloque en la que sólo se
recorren pistas cilíndricas.
Un segundo ejemplo de realización del dispositivo
conforme a la invención está representado en la Figura 7. Los mismos
elementos que en la Figura 6 están provistos de los mismos símbolos
de referencia, y no se vuelven a describir. A diferencia del ejemplo
de realización según la Figura 6, en este caso el carro 23 está
dispuesto de modo fijo, es decir, ya no se puede desplazar en la
dirección longitudinal de la pieza en bruto del molde 1 conformada
en forma de cilindro. Por el contrario, la pieza en bruto del molde
1 está alojada ahora de modo que se puede desplazar en su dirección
longitudinal del cilindro, para lo que ésta está dispuesta ahora en
las guías 24, y se acciona, por ejemplo, con la ayuda del husillo de
espiral 25, que por su parte es accionado por medio del
accionamiento de giro 26 en una o en otra dirección. Esta
disposición presenta una ventaja cuando se emplean muchos láseres
para el mecanizado simultaneo de la pieza en bruto del molde 1, ya
que en este caso, este gran número de láseres ya no se puede
transportar de un modo suficientemente estable y sin oscilaciones en
un carro móvil.
Claims (27)
1. Procedimiento para la fabricación de un molde
de imprenta, en el que en la superficie de una pieza en bruto del
molde (1) se introduce un relieve desgastando material de la pieza
en bruto del molde (1) a lo largo de pistas por medio de radiación,
en el que a lo largo de una misma pista se generan regiones de
relieve (A, B, C) situadas a profundidades diferentes por medio de
una irradiación con una frecuencia correspondiente,
caracterizado porque la irradiación se lleva a cabo con
varios rayos (3, 4, 5), que son guiados de modo consecutivo a lo
largo de la misma pista, y los varios rayos están dispuestos uno
junto al otro en una dirección que se extiende transversalmente
respecto a la dirección longitudinal de la pista.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque las regiones de relieve (A, B, C)
situadas a diferentes profundidades se desgastan por medio de rayos
de diferente potencia.
3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 ó
2, caracterizado porque las regiones de relieve (A, B, C)
situadas a diferentes profundidades se desgastan por medio de rayos
de diferente longitud de onda.
4. Procedimiento según la reivindicación 2 ó 3,
caracterizado porque las regiones de relieve (A) dispuestas
directamente en la superficie (2) de la pieza en bruto del molde (1)
se desgastan por medio de rayos cuya potencia es menor y/o cuya
longitud de onda es menor que la de los rayos que sirven para el
desgaste de regiones de relieve (B, C) situadas a mayor
profundidad.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el relieve de
las regiones de material que limitan con la parte de la superficie
de la pieza en bruto del molde se desgastan en primer lugar.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el relieve de
las regiones de material (A) que limitan con la parte de la
superficie de la pieza en bruto del molde (1) se ajustan en su
sensibilidad espectral a la longitud de onda de la radiación que
realiza el desgaste.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la irradiación
de la pieza en bruto del molde (1) se realiza con radiación láser,
por ejemplo, con radiación láser enfocada.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque los rayos se
mueven de modo relativo respecto a la pieza en bruto del molde
(1).
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la pieza en
bruto del molde (1) se mueve de modo relativo a los rayos fijos.
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque se irradia una
pieza en bruto del molde que presenta un material de polímero.
11. Procedimiento según la reivindicación 10,
caracterizado porque se dispone una pieza en bruto del molde
en forma de placa hecha de material de polímero sobre la superficie
de un cilindro alojado de modo giratorio.
12. Procedimiento según la reivindicación 10,
caracterizado porque para la conformación de una pieza en
bruto del molde (1) se coloca o se aplica material de polímero sobre
la superficie de un cilindro alojado de modo giratorio.
13. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque la irradiación
de la pieza en bruto del molde (1) se realiza a lo largo de una
pista dependiendo de archivos de datos (D3, D4, D5) de los que
cuales uno de ellos está asignado a una de las regiones de relieve
(A, B, C) que se han de desgastar que están situadas a diferentes
profundidades.
14. Procedimiento según la reivindicación 13,
caracterizado porque los archivos de datos (D3, D4, D5) se
generan de la siguiente manera:
- Conformación y almacenamiento electrónico de un
patrón base de relieve (14) de dos dimensiones;
- Conformación de uno o varios bordes (18, 19)
dispuestos a diferentes distancias respecto al patrón base del
relieve para la caracterización de regiones de relieve (15,
16,17), que a medida que aumenta la distancia respecto al patrón
base de relieve (14) han de estar dispuestos a mayor
profundidad;
- Extensión de una pista (A-A) a
través del patrón base del relieve (14) rebordeado;
- Búsqueda de límites (X3, X4, X5) del patrón
base del relieve (14) y de las regiones de relieve (15 a 17) a
partir de los bordes en la pista; y
- Fijación de comandos de encendido y apagado de
los rayos a partir de los límites encontrados, y clasificación en
archivos de datos (D3, D4, D5) correspondientes para el patrón base
del relieve (14) y las regiones de relieve (15 a 17) dispuestas a
mayor profundidad.
15. Procedimiento según la reivindicación 14,
caracterizado porque los archivos de datos (D3 a D5)
correspondientes se emplean para la modulación de los rayos.
16. Procedimiento según la reivindicación 15,
caracterizado porque a los archivos de datos (D3 a D5)
correspondientes están asignadas, respectivamente, diferentes
tensiones de control para la modulación de los rayos.
17. Dispositivo para la fabricación de un molde
de imprenta, con
- un soporte para la sujeción de una pieza en
bruto del molde (1);
- un dispositivo (27) óptico para la irradiación
de una superficie (2) de la pieza en bruto del molde (1) a lo largo
de una pista por medio de al menos un rayo (28) para gracias a ello
desgastar regiones de la pieza en bruto del molde (1); y
- un dispositivo de control, que usando archivos
de datos que contienen comandos de encendido y apagado de los rayos
controla las variaciones de intensidad del al menos un rayo en su
recorrido a lo largo de la pista,
en el que el dispositivo de control está
conformado de tal manera que proporciona varios archivos de datos
(D3 a D5) que contienen comandos de encendido y apagado de rayos, de
los cuales cada uno de ellos sirve para el mecanizado de la pieza
en bruto del molde (1) a lo largo de toda la pista, y se pueden
procesar de modo desplazado temporalmente referidos a la pista,
caracterizado porque el dispositivo óptico está conformado
de tal manera que emite varios rayos (28a a 28c), que se pueden
controlar por medio de respectivamente sólo uno de los archivos de
datos (D3 a D5), y porque los rayos están dispuestos uno junto al
otro en una dirección que se extiende de modo transversal respecto
a la dirección longitudinal de la pista.
18. Dispositivo según la reivindicación 17,
caracterizado porque los rayos son rayos láser.
19. Dispositivo según la reivindicación 14 ó 18,
caracterizado porque la pieza en bruto del molde (1) está
conformada como un cilindro alojado de modo giratorio alrededor de
su eje longitudinal, que lleva en su superficie un material
elástico, por ejemplo, un material de polímero.
20. Dispositivo según la reivindicación 19,
caracterizado porque existe un carro (23) dispuesto de modo
que se puede desplazar en la dirección del eje longitudinal del
cilindro que lleva al menos partes del dispositivo óptico.
21. Dispositivo según la reivindicación 19,
caracterizado porque el cilindro se puede desplazar en la
dirección de su eje longitudinal, y el dispositivo óptico está
posicionado de modo fijo.
22. Dispositivo según una de las reivindicaciones
17 a 21, caracterizado porque para el control de la
intensidad de los rayos están previstos moduladores (30), que se
pueden controlar por medio de los archivos de datos (D3 a D5), al
menos de modo indirecto.
23. Dispositivo según la reivindicación 22,
caracterizado porque un modulador (30a a 30c) correspondiente
está unido con al menos un interruptor analógico, por medio del que
se le puede suministrar al modulador una tensión de control, y
porque el interruptor analógico se puede conectar por medio del
archivo de datos (D3 a D5).
24. Dispositivo según la reivindicación 23,
caracterizado porque existen varios moduladores (30a a 30c),
a cada uno de los cuales está asignado, respectivamente, un
interruptor analógico, cada uno de los cuales, respectivamente, se
puede conectar por medio de uno de los varios archivos de datos (D3
a D5) que se requieren para grabar a lo largo de una pista, y porque
los interruptores analógicos, respectivamente, conectan diferentes
tensiones de control (Figuras 6, 7).
25. Dispositivo según una de las reivindicaciones
22 a 24, caracterizado porque los moduladores (30a a 30c) son
moduladores óptico-acústicos.
26. Dispositivo según una de las reivindicaciones
22 a 24, caracterizado porque los moduladores son deflectores
o desviadores de rayos.
27. Dispositivo según una de las reivindicaciones
17 a 26, caracterizado porque los rayos son rayos
enfocados.
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