في أرضية الطباعة، يبدو أن الطلاءات المستخدمة في الطباعة المختلطة – حيث يتم استخدام مواد لاصقة قابلة للتصلب تحت أشعة الأشعة فوق البنفسجية بالإضافة إلى صبغات مائية – تفشل دائمًا عندما لا يكون طيف الضوء مناسبًا. يظهر ذلك في تلف سطح الطلاء، وفشل التصاق الطبقات المختلفة، بالإضافة إلى تراكم المذيبات داخل الطبقة. كميات النفايات الناتجة تُظهر مدى فشل العملية، حتى في حالة كون الخصائص الكيميائية للمواد جيدة. لقد قمنا بتطوير نظام أضواء فوق بنفسجية عالية الضغط باستخدام الزئبق، وذلك بهدف واحد: التحكم في طيف الضوء بحيث يمكن للمواد اللاصقة أن تتصلب بشكل جيد عند نفس سرعة الطباعة.
ما هو مهم من الناحية التقنية؟ تُصدر أضواء الزئبق عالية الضغط طيفًا واسعًا من الأشعة، مع إشعاع قوي عند 365 نانومتر، بالإضافة إلى خطوط أخرى عند 313 نانومتر و405 نانومتر، بالإضافة إلى الأشعة المرئية والأشعة تحت الحمراء. يتحدد مستوى الإشعاع وتوازن الطيف بناءً على كثافة الطاقة الصادرة عن الضوء، وطول القوس الكهربائي، والغلاف الكوارتزي، بالإضافة إلى طبقة العاكس. بالنسبة لعملية التصلب، فإن المهم هو كثافة الطاقة الموجهة إلى السطح – بالميجاجول/سم² – مع الحفاظ على وقت كافٍ تحت خط التركيز. نقوم بضبط الطول الموجي المناسب عن طريق اختيار التركيبات المناسبة للكوارتز وطبقة العاكس، بحيث يمكن توجيه الضوء نحو المواد اللاصقة التي تمتص الأشعة فوق البنفسجية، مع الحفاظ في نفس الوقت على طاقة كافية لطبقة الصبغة المائية لكي تتصلب دون أن تتأثر سلبًا.
لماذا ينجح هذا النظام في الطباعة المختلطة؟ في آلات الطباعة المختلطة، يجب أن يتم تصلب المواد اللاصقة بسرعة باستخدام الأشعة فوق البنفسجية، بينما تحتاج الصبغات المائية إلى تجفيف منتظم ومتحكم فيه لتجنب تكون الفقاعات والتجعد. يمكن تعديل طيف الضوء لتعزيز تصلب المواد اللاصقة بسرعة، ثم تقليل شدة الأشعة فوق البنفسجية الموجهة إلى الطبقة المائية لتجنب تراكم الحرارة. النتيجة هي عملية تصلب مستقرة على طول السطح المطبوع: عدد أقل من المنتجات التالفة، وتصاق مستقر بين الطبقات، بالإضافة إلى القدرة على زيادة سرعة الطباعة دون مواجهة مشاكل في عملية التصلب. الطاقة تذهب إلى المكان الذي تحتاجه – دون الحاجة إلى دفع تكاليف إضافية للأشعة تحت الحمراء التي ترفع درجة الحرارة في البيئة المحيطة.
بعض الحقائق المتعلقة بالعملية الفعلية يعمل التعديل الطيفي فقط عندما يكون هناك توافق بين الضوء، وشكل العاكس، ومسافة السطح المطبوع. إذا تغير موضع العاكس، فإن كثافة الطاقة الموجهة إلى السطح تتغير أيضًا. يجب أن يكون هناك وقت كافٍ لتستقر الطاقة الصادرة عن الضوء، ويمكن قياس عمر الضوء بالآلاف من الساعات، مع انخفاض تدريجي في الإشعاع. في آلات الطباعة المختلطة، يجب التأكد من توافق هيكل الضوء والواجهة الكهربائية قبل تحديد قوة الضوء وطول القوس الكهربائي. كما يجب التأكد من حدود درجة حرارة السطح المطبوع. حتى مع انخفاض الأشعة تحت الحمراء، فإن إدارة الحرارة لا تزال تمثل تحديًا في العمليات المطولة.