Hologramme Präzisionstechnik für Walzenbeschriftung und Hologramm-Herstellung

Autor / Redakteur: Ralph Hardt Junior * / Johann Wiesböck

Für eine hochpräzise Walzenbeschriftung, wie sie z.B. für die Hologramm-Herstellung nötig ist, wirken Präzisionsmechaniken, moderne Steuerungen und Laserkontrollfunktionen zusammen. Eine entsprechende Software koordiniert den Produktionsprozess.

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Bild 1: Rolle-zu-Rolle-Walze bei der Bearbeitung eines dünnen Substrats.
Bild 1: Rolle-zu-Rolle-Walze bei der Bearbeitung eines dünnen Substrats.
(Bild: Aerotech)

Für viele Produkte des täglichen Bedarfs werden Bauteile benötigt, die nur mit Präzisionswalzen im Rolle-zu-Rolle-Verfahren hergestellt werden können. Dazu gehören z. B. Sicherheitshologramme für Kreditkarten oder Spezialfolien, um die Bildschirmhelligkeit auf Mobiltelefonen und anderen LCDs zu steigern. Um fälschungssichere Produkte herstellen zu können, werden immer fortschrittlichere und kompliziertere Hologramme verwendet.

In der Elektronik konzentriert sich der Miniaturisierungsprozess auf kleinere, eingebettete Funktionen auf Spezialfolien. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden und die Produkte fertigen zu können, werden Hochpräzisions-Masterwalzen eingesetzt.

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Die Laserbeschriftung dieser Walzen wird durch Präzisions-Bewegungstechnik ermöglicht, indem die Bewegung der Walze im Verhältnis zum fokussierten Laserstrahl sowie die Ansteuerung des Lasers in den exakt richtigen zeitlichen Abständen und an den richtigen Stellen erfolgen.

Worauf beruht die Herausforderung der Miniaturisierung an die dafür notwendige Steuerung? Die Antwort liegt im Endprodukt: Um mit den technologischen Fortschritten komplexer Muster und reduzierter Elektronikgrößen Schritt zu halten, liegen die erforderlichen, individuellen Druck/Beschriftungsfunktionen im Submikronbereich und müssen in einigen Fällen in gegenseitigen Abständen unter 100 nm platziert sein.

Zusätzlich sind die Hersteller motiviert Hochgeschwindigkeitssysteme zu produzieren, da die Bearbeitung dieser Walzen Wochen in Anspruch nehmen kann. Beispielsweise benötigt eine bei 50 U/min bearbeitete Walze mit 300 mm Durchmesser einen Laserpuls-Trigger im 0,0012-ms-Intervall, um Laserpulsfunktionen der Größe 1 μm auf der Außenfläche der Walze zu erzeugen.

Den leistungsstarken Bewegungssubsystemen von Aerotech gelingt es die geforderten engen Genauigkeitstoleranzen zu erfüllen und die Schwierigkeiten der Funktionsminiaturisierung im Rolle-zu-Rolle-Verfahren zu lösen.

Für die Herstellung der Präzisionswalzen sind verschiedene Technologien erforderlich: hohe Positionsauflösung, hochgenaue Mechanik, die Fähigkeit den Laser an einer exakten, kalibrierten Position der Walze anzusteuern und Autofokusfunktionen, welche dem Laser ermöglichen, in der optimalen Brennweitendistanz zu operieren.

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