做和压辊模具图形的制造

压辊模具图形的制造

织物、纸张、皮革、塑料和各种包装盒等制出凸凹图案和精美的花纹，是由压辊模具碾压的方法制做的。在人民生活水平不断改善和提高的今天，压辊模具也间接地起到了点缀生活和美化生活的作用。随着科技的进步和新型材料的不断涌现，压辊模具的图形制造技术也得到了发展和提高。

压辊模具主要由压辊主体和表面图形组成，这里我着重对压辊模具的表面凸凹图形的几种制造方法进行专门介绍（图1是压辊毛坯）：

1 手工雕刻法

图1 压辊毛坯

手工雕刻法是50－60年代常用的方法，它不用任何化学药品，无污染，适于单件生产，生产效率较低。

工艺流程：

……毛坯制造→表面制图样（转印）→手工刻制→淬火→磨光……

手工雕刻法是先用转印或复转的方法将绘制的图形制在毛坯的表面，然后按此图形进行雕刻，最后再行淬火，淬火的目的是使压辊的图形表面增加硬度和耐磨性。

压辊图形雕刻是靠工人的技艺和工具来完成。雕刻工人凭自己多年来学徒所获得的手艺和在长时间的工作积累经验后，自己锻制和磨制出不同宽度、不同角度的几十种小錾子作为雕刻的工具。雕刻时用小锤击小錾子，而小錾子按图案的笔划和轮廓线一点一点的将应凹下所以的部分剔出，极细的线条或较繁的笔划的字还必须用极细的雏形。然后向要求的深度雕刻，将凹下的底部用不同尺寸的平凿凿平，最后再用小錾子修理笔锋或极细的拐角处。于是一件压辊的图案就完成了，为了增加表面的硬度和耐磨性还应进行淬火（也叫热处理，就是不增加金属表面的厚度而增加金属硬度的一种方法），为减少表面的毛刺还需进行磨光（磨光处理应放在淬火工序前进行）。

手工雕刻耗费体力，劳动强度较大而且是手艺性较强的一种作业，完全是科班师傅带徒弟一一传授下来的。但是随着时间的流驶和技术的进步，拥有这种雕刻技术的人才在逐步减应重新焊接；检查5V负载电路中有没有短路点？若有则予以清除少，而且用雕刻方法制造压辊图形的厂家也越来越少了。

2 化学蚀刻法

此种方法是比较常见的一种方法。其优点是周期短，便于成批生产。由于感光化学技术的应用，较之雕刻法能制出更精细和精密的图形，使压辊模具的图形制造技术又前进了一步。

2．1 以沥青为掩膜的蚀刻法

此种方法适于制造简单、重复、有规则线条及满版的点等的图形。

工艺流程：

毛坯制造→淬火→磨光→涂布沥青→划制图形→蚀刻→除沥青→清洗

2．1．1 沥青的配制

工业沥青 200克

松香 10克

甲苯（或溶剂汽油） 200克

首先将松香溶于盛在玻璃瓶中的甲苯内。完全溶解后，将切成小块的沥青放入，轻轻摇动瓶体或搅拌，使其完全溶解。

注意事项：

①配制时远离火源；

②在通风处配制；

③配制好的沥青装入小口玻璃瓶中，拧紧瓶盖，随用随取防止溶剂挥发；

④用甲苯或溶剂汽油调整沥青的稀稠。

2．1．2 沥青的涂布

用板刷占沥青均匀刷在压辊的表面（涂布前应将压辊表面清洗干净）。甲苯或溶剂汔油挥发较快，涂布时最好一气呵成，若涂第二次会使表面不均匀。

2．1．3 图形绘制

就是用划破沥青面使图形完全露出金属。

绘制方法：将压辊卡在车床上在表面划螺旋线，最后再划若干条等分的横线和螺旋线相交，这样压辊表面形成若干个重复的“井”字。蚀刻后就成为若干凸出的小点遍布于整个压辊表面。

划破沥青时不能用车刀，一般是自制划针，图如2，夹在卡盘上或用自制弹簧刀，如图3。

图2 自制划针

图3 弹簧刀

2．1．4 蚀刻

最早的蚀刻方法是将蚀刻液浇涂在压辊的表面，不时地转动（改变蚀刻的位置）能均匀蚀刻到压辊表面的每个部位。这种方法速度较慢，劳动强度大，同时因蚀刻挥发的有害气体影响工人健康。现在的蚀刻方法是把压辊的表面浸在一蚀刻槽中，一个变速器连压辊主轴，然后开动电机，使压辊转动速度为10－15转／分这样能使压辊表面的每个部位都能获得均匀的蚀刻。

图4 蚀刻或显影

2．2 以感光膜（胶）为掩膜的蚀刻法

2．2．1 以蛋白胶为感光掩膜

此种方法是以蛋白片水溶后加入感光剂重铬酸铵，然后时行辅助掩膜－上红粉，最后进行蚀刻。这种方法最突出的优点是能将图形蚀刻的很深，但工艺繁琐、工序多、周期长、劳动强度大，不适于成批生产。

工艺流程：

……毛坯制造→淬火→涂感光胶→曝光→滚油墨→上红粉→显影→烘烤→蚀刻→除胶膜→清洗。

①感光胶的配制：

蛋白片 50克

重铬酸铵 5克

水 700－900毫升

②红粉配制

制版红粉 80克

松香 10－15克

以上用研钵碾碎过300目分样筛。

③涂布感光胶：在暗处或在黄光下，涂布时请参照图5。在刮胶器的前沿粘一双层250目的丝，丝约突出刮胶器的前沿mm。

上胶时的倾斜方式和直接法制版的刮胶方法相同。不同的是使压辊转动，使感光胶能均匀地涂在压辊的表面最后在热风下吹干。

图5 旋转涂胶（涂感光油墨）

④曝光：应选择冷光源、卤族系列灯、如碘镓灯，高压汞灯、功率应在2kW以上为佳，曝光方式和涂胶方法相似，也是将压辊固定在一支架上，调好光源距离，然后转动压辊如图6所示。底片的压紧非常重要，压紧的方法可采用透明胶带粘合压紧，也可以自制一个聚酯或塑料口袋用抽真空的方法压紧。在敷底片时，一定注意底片的首尾相接，定位准确。

图6 曝光

⑤滚油墨上红粉：先用胶辊将印刷油墨滚涂在已经备好的橡胶平台上（平台上铺一层橡胶）再将压辊在橡胶平台上滚动，把平台上的油墨转涂于压辊表面。最后将压辊表面涂一层红粉。

⑥显影：在滚流水下显影，亦可用水枪冲洗显影（注意压力的控制）。

⑦烘烤：在100°的烘箱中烘烤30分钟，使油墨和红粉松香熔化。

⑧蚀刻：蚀刻方法参看图4。

⑨多次重复：滚油墨上红粉、显影、烘烤、蚀刻四道工序。重复这四道工序的目的是使蚀刻出的侧面能有效地被溶化的油墨红粉所保护，使蚀刻的方向较垂直地向底部进行，减少侧蚀。所以较之其它方法能获得较深的图型，变形性较小（即侧蚀较小）。

⑩去膜：用毛刷沾汽油刷去表面的油墨和红粉，最后用热水冲洗干净。

2．2．2 以骨胶和聚乙烯醇做掩膜

此种掩膜适用于蚀刻不太深和较简单、粗略的图形。因为这两种掩膜的耐酸性能有些局限性（对硝酸类型和硫酸类型的蚀刻液的耐蚀性较差），以上两种感光掩膜均以重铬酸为感光剂，故在使用中不六价格的排放，污染水源和环境。只是在配制上有所不同。

骨胶感光掩膜的配制：

骨胶 g

重铬酸铵 g

水 ml

聚乙烯醇感光掩膜的配制：

聚乙烯醇（聚合度1200） g

重铬酸铵 g

水 800ml

将聚乙烯醇放入水中煮一小时以上，使其完全溶解加入称好的重铬酸铵，最后加入足量的水经350目的丝过滤即可使用。

工艺流程为：

压辊毛坯制造→淬火和表面清洁处理→涂感胶→干燥→曝光→显影着色→高温聚合→蚀刻→去膜→清洗表面。

大部分工艺流程结合我国国情都和蛋白片感光掩膜相同，所不同的是：①它以胶膜为直接抗蚀膜。②显影后直接着色以显示图形的反差。③高温聚合是指：显影后在250℃的烘箱中烘烤1小时左右使紫校准硬度计用的标准块不能两面使用色的掩膜呈金黄色，原理为：最简单和普通的原理解释为：在紫外光照下由Cr+6→Cr+3的同时与邻近的PVA长链中的（OH）以配位键的形式生成不溶于水的状螯合物，留在板面上。而不变光的部分被水冲掉故Cr+6继续存在形式了Cr+6的污染。还有一种解释即：通光UV及热能使（OH）脱水发生缩合反应，以醚键的型式组成光架桥的状不溶物留在板面。不论作何种理论来解释它都是会排放Cr+6，造成污染。是这种掩膜的主要缺点。

2．2．3 以光成像抗蚀油墨为掩膜

此掩膜是目前应用最广泛的一种，它的优点是：操作简单、抗蚀