电子雕刻机雕刻头的使用及发展三青铜轴承
2022-07-19 21:20:24 瑞联机械网
电子雕刻机雕刻头的使用及发展三
2，2 镀铜凹版的电子束雕刻「1」
如图6所示，采用高能电子束可以对镀铜的凹版滚筒进行雕刻。电子束由热阴极产生，在2．5-5万V电场的加速下射向滚筒表面。在此过程中、电子束受到电磁场的会聚控制。在小于1的时间内使电子束会聚到网穴所应该达到的直径。电子束按所需网穴深度大小在镀铜层上作用一定时间，以便达到所需深度。每个网穴的雕刻时间不长于6，以此达到巧万个网穴／a的高频率。在滚筒表面上，电子束的动能转化为热能，使铜熔化和汽化，残留在网穴边缘的熔化物被刮刀刮掉。由此可知，电子束凹版雕刻所形成的网穴是开口面积和凹下深度都变化类型的。
由手电子束的能量会与空气中的各种离子碰撞而损失，因此，电子束雕刻必须在真空装置内进行。使用高能电子束发生器和真空仓，造成设备成本高昂，最终导致其难以实用化。由于电子束离子与金属表面的吸附作用，使得所雕刻的网穴偏深，尤其在雕刻中调颜色的网穴时，得不到预期效果「9」。
3正在研究和发展的雕刻头
3，1 压电陶瓷(PZT)
在压电陶瓷两端加以电场，压电陶瓷发生伸长现象，这是压电陶瓷内部的晶体结构变化引起的。利用压电晶体的逆压电效应，实现电机械转换「10」。单片压电陶瓷的伸长量很小，一般要多片叠加成压电陶瓷堆，以满足雕刻位移要求；其输出力很大，可以比电磁力大10倍左右。对压电陶瓷堆力口以高频变化电压时，其伸缩随之变化。理论上可达1—2．5万网穴／s的雕刻频率「4」。
压电晶体会产生较大的滞环，必须设计合适的驱动电路以减小压电晶体的滞环影响kllJ。压电陶瓷9区动器结构如图7所示。
超磁致伸缩材料(Giant Magnetostrictive Material，简写为GMM)是一种新型功能材料，具有高刚度、磁滞小、应变大、响应速度快、能量传翰密度高和输出力大等特点「12-13」。
GMM电呻几械转换98常见结构如图8所示，当给线圈提供电流时，在线圈内产生磁场，超磁致伸缩材料便产生长度变化，推动输出件工作，其具体工作情况见文献「13」在电子雕刻中需要高频率，输出力并不需要很大，因此GMM的翰出力大的优点并不适用于此处；GMM的输出是非线形的，受热效应的影响较大，这些都需要进行补偿，特别是高频时必须处理好焦耳热效应和涡流；此外，GMM需专门的驱动装置来提供磁场，材料本身价格也较高「12」。虽然如此，GMM所具有的许多优异性能，仍使其成为高频电斗几械转换器开发的尸个参考方向。
4 结 语
电子机械雕刻头主要有摆动式和直动式，其特点是雕刻频率高，雕刻质量好，且已产品化，为许多制版企业应用；激光雕刻，经过多年的发展，在版辊雕刻方面已表现出了优异性能，目前虽然成本较高，但其表现出了强大的发展潜力。在发展电子机械雕刻头方面，压电陶瓷和超磁致伸缩等功能材料是很好的发展方向。
（文/张策 黄琪 浙江大学流体传动及控制国家重点实验室）
《包装工程》
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