镭射全息模压机的研究

陶宝吉1,廖升云2

摘要：本文通过分析目前市面上镭射全息模压机存在的问题，针对性地提出了一种全息版辊加热均匀、快速、操作方便且能耗低的镭射全息模压机。

关键词：全息、电磁加热、模压

1、目的

镭射全息模压机是一种利用干涉和衍射原理记录并再现物体光波波前的装置。镭射全息模压机的全息版辊在工作过程中，一般需要加热到160~180℃，这样才能将全息版辊上的全息图案压印到镭射膜的全息涂层上。目前的全息版辊都是通过导热油进行加热，导热油加热主要存在如下几个缺陷：1、加热不均匀；2、加热过程复杂，耗时长，能耗高，而且需要额外配置导热油加热、回流机构，占地面积大。

2、结构介绍

镭射全息模压机包括机座，以及沿镭射膜传输方向依次设置在机座上的放卷辊、第一导辊组、全息版辊、冷却辊、第二导辊组和收卷辊。其中，放卷辊和收卷辊分别位于机座的始端和末端。全息版辊的下方设有模压胶辊，模压胶辊与全息版辊工作时，模压胶辊借助气缸使两者压紧，不工作时，两者之差存在间隙。全息版辊设有全息图案的外表面周围设有用于全息版辊加热的1个电磁加热机构，电磁加热机构主要用于加热全息版辊。

第一导辊组包括第一张力辊，第一张力辊的前后分别设有用于引导镭射膜的第一导辊和第二导辊。第二导辊组包括第二张力辊，第二张力辊的前后分别设有用于引导镭射膜的第三导辊和第四导辊。第一张力辊和第二张力辊用于调节镭射膜的输送张力，使其输送均匀平稳。

电磁加热机构包括绝缘罩、高频发生器，以及设置在绝缘罩内侧的电磁加热线圈。绝缘罩通过支架安装在机座上，电磁加热线圈固定在绝缘罩上，高频发生器通过连接线与电磁加热线圈的两个端口相连，使电磁加热线圈产生热量，高频发生器一般设置在镭射全息模压机控制箱内。为保证电磁加热线圈加热的均匀性，绝缘罩为弧形，其弧形段所对应的圆心与全息版辊的轴心相一致，即弧形段所对应的圆与圆形全息版辊为同心圆。电磁加热线圈与全息版辊外表面的最近距离为10~20mm。弧形绝缘罩的弧形段所对应的圆心角θ为90°,即在任一时刻，全息版辊有1/4的外周表面处于被加热状态。弧形绝缘罩的弧形段所对应的圆心角θ大小取决与需加热的具体情况，一般需要较多热量时，弧形绝缘罩会覆盖的宽些。

电磁加热线圈盘旋设置在弧形绝缘罩内侧壁上，盘旋设置可加长电磁加热线圈的长度，加大电磁加热线圈的热能，使加热更快速均匀。电磁加热线圈在绝缘罩内的分布长度L1大于等于全息版辊的轴向长度。本设备全息版辊的轴向长度为800mm，电磁加热线圈在绝缘罩内的分布长度L1为1050 mm。

图1

（机座1、放卷辊2、全息版辊3、冷却辊4、收卷辊5、第一张力辊6、第一导辊7、第二导辊8、第二张力辊9、第三导辊10、第四导辊11、模压胶辊12、电磁加热机构13、支架133、镭射膜14）

3、工作原理

镭射全息模压机工作原理：未模压过的半成品镭射膜从放卷辊输出，然后依次经过第一导辊、第一张力辊、第二导辊后，穿入全息版辊和模压胶辊之间，接着经过冷却管冷却，再依次经过第三导辊、第二张力辊、第四导辊，最后到达收卷辊收卷。电磁加热线圈为全息版辊均匀加热，加热后的全息版辊和模压胶辊配合实现全息图案的模压。

4、有益效果

镭射全息模压机通过设置在全息版辊侧边的电磁加热机构，可以使全息版辊加热更均匀，温度控制更精确。电磁加热机构相比较传统的导热油加热方式，操作更方便，可以实现快速加热和快速冷却（一般情况下，导热油升温需要50-90分钟，冷却需要25-35分钟，而本发明的电磁加热机构升温只需5-10分钟，冷却也只需5-10分钟），能耗大幅度降低。电磁加热机构的长度与全息版辊长度差不多，高频发生器结构非常小巧，因此整个电磁加热机构安装非常方便，而且安装空间更省。此外，采用传统的导热油加热，模压工作车间会具有很重的油烟味，而电磁加热机构属于纯电路加热，不存在任何异味，改善了模压工作环境。

5、总结

随着技术的发展和进步，更多的微纳加工手段以及新的技术的呈现，镭射全息模压机也得到了进一步的发展，文本将镭射全息模压机的加热方式设置为电磁加热机构，不仅加热更均匀，温控更精确，而且更加环保，进一步推动了镭射全息模压机的技术创新。

参考文献

[1] 毛宏萍,姚瑞玲. 全息镭射模压工艺的影响因素及质量控制[J]. 广东印刷,2016(1):37-39.   

[2] 梁超. 全息镭射定位纸印刷精度控制[J]. 印刷技术,2020(5):26-28.