关键词：标签新技术激光模切 激光束

传统的标签模切工艺是采用金
属刀具，而现在则越来越多地利用
激光束进行模切。本文就这种*新
的标签模切技术作介绍。
早在1985年，人们已经开始利
用激光技术对粘着复合的标签进行
分离试验。但是，其加工速度和精
确度均未能达到实际生产的要求。
经过l5年的开发研究，如今的标签
激光模切技术已经成熟，并可供实
际生产使用，其性能和价格也开始
被人们所接受。

基本原理

根据“有源介质”的不同应
用，激光可称为气体激光、液体激
光和固体激光。介质指的是，用它
产生激光束。Co1气体激光常用于激
光模切。然而问题是，使用“开
放”的还是“封闭”的系统。
· 封闭的系统：没有问题和免
维修，但使用寿命有限。用封闭系
统可达~IJ200W的激光功率。
· 开放系统也称为“轴运激
光”，因为必须不断地供给气体。
该系统无磨损，也没有因为老化而
功率损耗。从激光功率200W起，适
合使用这种带供气的系统。开放式
激光运行在技术上的费用比封闭式
系统高得多。使得这种设备形成了
明显的高价位。然而，据制造商介
绍，封闭式系统使用15 0004,时后需
要更换全套激光单元，而开放式系
统则不需要更换。

激光束的产生

“激光”是**个技术组合词，
其全称为“受激辐射产生的光放
大”。乍听起来颇复杂，但是好理
解：在特殊光源的两侧安装有镜
子，其中**个镜子透光较弱，反射
96％的光，同时光束来回地投射，并
产生雪崩式的放大过程，4％的光作
为精确聚焦的单色光束射出。这就
是众所周知的激光。

激光束控制

如何控制激光束呢?利用活动
的镜子将激光束特别精确地导向物
质的光路。根据不同的系统还要进
行聚焦。因此这个激光束变得**
细，并将能量聚焦几微米。这是**
个遇到物理学限制的耗资的技术过
程。**个如此轻而小的镜子有“固
有的惯性”。其后果是，尽管关系
速移动。因此在不连贯的弯曲和小
圆圈时，必须减少激光束运动的速
度，激光功率也必须适合减少的运
动速度。改变若干参数实现t0m／s的
高速度和*高的精度。看来如此简
单和轻而易举，这是计算机和软件
的*高效率。

注意物理学**限

用激光加工金属没有这个问
题。金属加工是切制或焊接过程，
相比是蜗牛速度。这种加工过程大
多没有移动的反射光学系统聚焦单
元，所要切割的物料或激光头全套
移动。像开汽车**样注意“物理学
的**限”，直线允许高速度，遇到
“弯道”必须制动。形象地说，由
于速度不匹配，光速会从“弯道”
滑出来，其后果是切圆角不规则和
有误差。
在印前可以通过选择不同颜色
的轮廓来确定激光束的功率和速度。
例如，模切可选择“黑色”，切透选
择“红色”，对于打孔则选择“绿
色”。在这几种模切过程中，激光束
闪电般地变换其功率调制或频率，通
过提供的软件自动完成部分变换。但
是复杂的形状必须手工优化。这方面
还需要工作人员的经验。

数据接收

对于Freehand、Illustrator、
CoreIDraw、Quark、Indesign等软
件产生的矢量数据大多可直接接收。
但是需要给每条线、每个圆圈或矩形
分配**个“起始点”，为的是使激光
从规定的点开始，并使终点再与起点
准确地吻合。这样可避免模切部位重
叠，优化激光效率。

实际情况如何

把卷筒承印物装入开卷单元，
并穿入纸带，调节进给距和输入必
要的参数，设备准备就绪，进行**
**个模切。
采用95～50Ore／rain的激光束运
动速度(勿与纸带速度混淆)加工
承印材料，后续加工大多按传统方
式进行。激光可以横切，并在同**
过程也可以进行纵切，但生产速度
明显减少。因此利用传统技术切断
纸带是合理的。

激光模切的应用

用激光能模切什么?纸张、纸
板、不干胶纸、复合材料、复合不
干胶纸、PP薄膜、P髓、高密度聚乙
烯、聚苯乙烯、聚酰胺、泡沫材
料、**薄的金属箔和织物等都适合
激光模切。有些低熔的塑料会引起
问题。**般普通聚乙烯和橡胶大多
不适合激光模切，因为释热使液化
的材料回流入已产生的模切空隙
中。反光的表面和热敏纸只能有限
地适合激光模切。具有高物理密度
的材料，例如金属带，则要求具有
高功率的激光。
聚乙烯原则上不适合激光模切
加工，它会游离出盐酸，更像会产
生有害的氯气。激光模切纸带是很
适合的现代化技术。用扫描标记或
**个任意的图像成分作为基准点，
对印刷图像上的测试轮廓进行光学
投影，利用控制键对准轮廓，当这
个轮廓与印刷图像**致时，模切过
程启动— —立即对准。这种模切特
别节省材料。

适合数字印刷

激光模切也适用于数字印刷，
附加的扫描单元采集纸带的侧向偏
差，并不断地对激光束进行相应地
微调。当数字印刷纸带上的印刷图
像出现波动和变化时，模切总得保
持准确。
激光模切对数字印刷也有**定
限制。对出血的数字印刷来说，基
于墨粉的方法会产生**些变化，油
墨在模切部位重新熔化，变了样。
模切宽度对激光模切有**定限
制，但是模切长度可任意改变，多
个文件可以连续成行排列。另**个
应用范围是激光模切的文字，可作
为薄膜字体或几米长的类似通栏标
题的产品。

织物模切

使用聚酯缎子、醋酸纤维和羊
毛料可以达到良好的模切效果。织
物标签可以在**道工序中完成横切
和打孔，还可以完成折边(例如缝
合标签)，也可以模切奇特形状。
此外，通过相应的光束调焦可完成
标签封边，以防止织物散开。
更换作业只是几秒钟的过程。
如果将活件的所有参数**次存储，
它可以像数字印刷**样，可直接重
复调用。

物理学观察

当激光束照射在纸带上的**瞬
间发生了什么?
· 在剪切时纤维被切断；
· 在旋转模切时产生**种破裂
过程；
· 激光模切则完全不同，与普
遍的看法相反，模切物不是“简单
地熔化”，而是成千上万的微爆切
开物料。
操作人员的技术和可以精确控
制的软件，使纸张和胶粘剂干净地
分离，不损伤基材的机构，因此可
以达到几微米“深度”的精确度。
激光模切的物料被分解成细微颗
粒，并被吸掉。新型设备用多个激
光同时模切，纸带不停(Cut—on—
fly系统)。

不足之处

利用激光模切技术应事先注
意，还应考虑工艺条件的不足之处：
· 变色问题尚未解决。由于能
量聚焦成**细的光束，对有些物料在
模切部位产生不好看的褐色变色。有
些客户认可，有的却不接受。有些材
料还遗留下长时间存在的异味。
· 在激光模切部位的材料变厚
也是个问题。尽管大多数材料在模切
加工过程中没有该问题。但几乎所有
显地变
厚。这种变厚过程是不可逆的。
· 同样胶粘剂变化也是个问
题。甚至IⅣ丙律 胶在激 蝴线
范围也发生变化，它吸收能量，并改
变其l生能，后果是改变粘合力。
· 残余颗粒。尽管连续加工的
激光模切表面采用空气喷射和吸
除，但仍有**层细尘埃落在纸带
上，对**些印刷系统造成问题。印
刷机的进纸辊和压力板达不到通常
的使用寿命。
· 产生噪声。虽然激光束本身
是无声的，但是激光束**照射，激
光模切就发出声音。由于频率改
变，声音不断地变换，有时会产生
**种导致头痛的频率。
· 能量消耗。除去耗电之外，
轴运激光系统还消耗气体。当系统
高速运行时，消耗大量气体，**瓶
气通常使用600～1000／b时。目前
(2006年5月)灌注**瓶气约350欧
元，此外还要加上钢瓶的日租金。
· 成本。激光模切设备购置成
本还要加上不同的改造费用。耗资
的过滤设备和排气通道是必要的，
这是不可低估的成本因素。多**的
烟气过滤设备是绝对必要的，该设
备带有气溶胶吸收单元。由于每小
时高达2000m 废气的流量，在冬季
也特别需要热量回收。

投资

全套连续激光模切系统需要投
资25～40万欧元，包括开卷、激光
横I切、计鼽、勒件、纵切刀、楱I切
刀、复卷单元、过滤设备和培训。作
为光学系统，激光模切需要定期清洗
和维修。对于调节和校准，通常不会
由操作人员自己去做，所以必须依靠
诊断系统和制造厂的支持。这种设备
多数都有制造厂的E-mail~址和发
给制造厂的信号。
软件问题主要通过远程监视排
除。由于电子系统的发展非常快，
其价值随时间而贬值的问题将很严
重，类似于计算机和数字印刷系
统。所以激光模切大多值得多班次
生产。

有利可图

尽管有不足之处，激光模切还
是可以赢利的。主要加工新产品，
如**米长的粘着标签、安全标签，
同时显示污染的回路标签、带有微
型穿孑L的标签或显示环境影响的知
识标签。
盲文也可以用激光生成，这种
技术可能长期未被充分利用。利用
激光可以研发全新的创新产品，例
如，交互式模切产品。在模切过程
中，用传感测量模切结果，并将数
据立即又流入随继的模切过程。该
*小的偏差可直接微调。

其他值得了解的问题

速度——激光模切有多快，—再
是需要弄清的问题。我们假定，激光
功率为 00W，使用—个激光头工作，
激光束的模切速度为2撕n／加jn。我们
举的例子是根据_0[~grl~l00咖n切圆角
的方形标签。
按照这种尺寸，**分钟可制作
500枚标签。对激光模切来说，无论
单纸带还是多纸带生产，起不了多
大作用，关键是切割速度。这取决
于材料、激光功率和轮廓。在小半
径时降低切割速度。因此在激光模
切时，用纸带速度或每小时件数说
明功率是没有意义的。
编号——采用现代的激光模切也
可以生成连续的顺序号码。如果用激
光生成可读的文字或号码，那么系统
则改变其聚焦程度。激光束大多较
粗，而且慢。结果是，激光束只是
“烤”，并留下棕褐色的字体。
在购置激光模切设备时必须注
意下列几点：
· 在购置任何新机器时应注意
的**切；
· 在任何情况下应使用自己的
承印材料作试验；
· 检查圆形或小半径的模切质
量，主要是边缘部位。当利用*大
模切尺寸时，能看出质量的不足；
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