Технология формной печати

1. Машины тампонной печати
1. Возникновение тампопечати

 

Изначально тампопечать возникла в Швейцарии. Здесь с помощью  данного метода наносили изображение  на циферблаты всем нам хорошо известных  швейцарских часов. Тогда еще  эта процедура происходила посредством  тампона из желатина, с помощью  которого переносили изображение.

В ХХ веке была разработана и запущена первая электрическая машина для  тампопечати.

Появившиеся позже тампоны из вулканизированного силикона повлекли за собой всплеск  популярности и востребованности тампонной  печати, наблюдающийся и по сей  день.

В основе принципа тампонной печати лежит метод, напоминающий глубокую печать. Печатное изображение наносится  с помощью тампона или роллера.

На данный момент с помощью этого  метода запечатывают различные предметы с разными характеристиками структуры  и формы (значки, теннисные мячи, шариковые ручки, одежду и т.д.).

Метод «печать по сырому», часто  применяемый в тампопечати, позволяет  наносить несколько красок одновременно.

Кроме всего прочего, следует отметить, что печать растровых изображений  высокого качества, так горячо любимых  в век компьютерных технологий, посредством  метода тампонной печати не только возможна, но и дает хорошие результаты.

 

 

 

 

2. Область применения тампопечати

 

Тампопечать находит широкое  применение в электронной промышленности для маркировки мелкими шрифтами объемных деталей, с самой разнообразной  геометрией поверхности (конденсаторов, конструкционных элементов, отдельных  узлов и т.п..). В электронике  тампопечать нередко является частью технологического процесса или даже включается в поточные линии при  изготовлении, например, плат печатного  монтажа, декорировании и маркировки готовых изделий. Здесь данная разновидность  офсетной глубокой печати, с ее высокой  разрешающей способностью имеет  большое значение, так как допускает  миниатюризацию изображения, недоступную, в частности, для трафаретной  печати (шелкографии). Применяется при  изготовлении плат когда, например, необходимо сделать очень узкие дорожки.

В приборостроении тампопечать  применяется для маркировки деталей  электроизмерительных и других приборов, печатания шкал на них. При этом возможно воспроизведение очень тонких штрихов. Особенно пригоден (а по данным некоторых  зарубежных фирм, незаменим) способ тампонной  печати для нанесения изображения  на циферблаты часов, маркировки деталей  часов и т.п. Циферблаты запечатывают как обычными, так и светящимися  красками.

Способом тампопечати, наряду с шелкографией, запечатывают керамические и стеклянные изделия. Тампопечать  используют, например, для декорирования  керамической посуды (мисок, тарелок, блюдец и т.д.) и других изделий. При этом печатание осуществляется как на однокрасочных, так и на многокрасочных станках. Стойкость получаемого  оттиска к истиранию и царапанью, несмотря на повышенные требования, оказывается  довольно высокой. Тампопечать применяют  при печатании на разнообразных  сувенирах, канцелярских принадлежностях (карандашах, ручках, транспортирах, угольниках и т.д.), зажигалках, пепельницах и  т.д.

Таким образом, тампопечать  применяют в тех случаях, когда  другими способами невозможно или  очень сложно наносить изображение - при печатании на неровных (вогнутых, выпуклых, ступенчатых и т.д.) поверхностях, поверхностях с углублениями и возвышениями. Кроме того, тампопечатью наносят  изображения, к точности воспроизведения  которых предъявляют высокие  требования. Тампопечатью можно воспроизводить шрифты и знаки высотой 0,5 мм, причем оттиски этих мельчайших шрифтов  имеют четкие края.

 

3. Материалы оформляемые тампопечатью

 

Предметы оформляемые  тампопечатью, могут быть выполнены  из самых разнообразных впитывающих  и невпитываюших материалов: бумаги, картона, пластмасс, металла, дерева, стекла, керамики, фарфора, фаянса, кожи, резины, тканей. Но первое место в этом перечне  занимают пластмассы. Практически тампопечать  можно использовать для печатания  на всех разновидностях пластмасс. Следует  отметить, что для увеличения адгезии  красочной пленки к поверхности  запечатываемых пластмассовых изделий  на основе полиолефинов (полиэтилен, полипропилен), необходима их предварительная обработка, например, пламенем или коронным разрядом. В качестве основы для печатания  широкое применение находят металлы  и их сплавы.

Для технических целей  маркируют изделия из стекла (призмы, линзы, лабораторную химическую посуду, комбинированные пластины для приборов и т.д.). Тампопечатью наносят всевозможные изображения и на стеклянные изделия, предназначенные для широкого потребления, например, тонкостенные стеклянные елочные  украшения. Не вызывает особых затруднений печатание способом тампопечати на различных сортах резин, в том числе и силиконовых (штепсельные разъемы, мячи, детские игрушки), технических и других тканях, которые требуют оформления и маркировки. Однако, основные трудности возникают при создании специальных красок, в частности, для силиконовых резин. Хорошие результаты получают при нанесении изображений способом тампопечати на впитывающие поверхности - изделия из бумаги или картона, древесины и кожи.

 

4. Технология тампопечати

 

Печатный процесс на ручном станке начинается со следующей операции: печатник щеточкой наносит на край формы небольшое количество краски. При протягивании ракеля по поверхности  формы краска заполняет все углубления (печатающие элементы) и одновременно снимается с пробельных мест. Блестящая  гладкая поверхность пробельных элементов, после снятия краски свидетельствует  о том, что данная форма и ракель соответствуют предъявляемым требованиям. Краска убирается не со всей поверхности  пробельных элементов формы. Некоторое  ее количество остается по краям, так  как ширина ракеля несколько меньше ширины пластины. Оставшиеся красочные  пятна убирают вручную ватным тампоном. Процесс снятия краски с  формы занимает у печатника до 30-40% рабочего времени, что неэффективно и нежелательно. Затем упруго-эластичный тампон опускается на печатную форму (рис. 4) и при соприкосновении с ней  выбирает часть краски с печатающих элементов, строго выдерживая при этом все размеры изображения. Изделие, на которое наносится изображение, при помощи каретки печатного  станка подводится под тампон. Тампон опускается и прижимается к запечатываемой поверхности, передавая на его поверхность  красочное изображение. Готовое  изделие вынимают и кладут в специально заготовленную тару, которую по заполнении транспортируют в сушильную камеру. При одном нанесении краски на форму, применяя желатино-глицериновый тампон, печатающий получает три-четыре качественных оттиска. Однако за качеством отпечатка необходимо постоянно следить.

 
Получение изображения на голове куклы

 

В современных станках  тампопечати, благодаря координации  и синхронному перемещению элементов  и узлов, печатный процесс совершается  автоматически, при этом за один рабочий  цикл выполняется ряд операций. На рис. 5 изображена принципиальная схема  автоматического печатного станка для нанесения изображения на изделия с неровной (выпуклой) поверхностью. На таком станке возможно отрегулировать приводку и совмещение красок, давление и ход тампона, его положение  относительно печатной формы и запечатываемого  изделия. Печатную форму можно поворачивать, устанавливать и фиксировать  в поперечном направлении. Подъем и  опускание ракеля, угол его наклона  регулируются автоматически. Возможно также плавное изменение скорости печатания.

 
Принципиальная  схема станка тампонной печати

 

Принцип работы станка следующий. На фиксированную печатную форму 1 из красочного ящика 2 щеточкой 3 наносится краска, заполняющая печатающие элементы. С  пробельных элементов краска снимается  ракелем 4, находящимся рядом со щеточкой и плотно примыкающим к форме. Затем на форму опускается упруго-эластичный тампон 9, извлекающий краску из печатающих элементов. Приняв на себя красочное  изображение, он переносит его на запечатываемое изделие 10. Положения  тампона при горизонтальном перемещении  регулируются винтами 5 и 8, печатной формы - винтами 11 и 12. Контакт тампона 9 с  печатной формой 1 осуществляется с  помощью эксцентрика 7 и кулачка 6.

Изделия из пластмасс для увеличения адгезии красочного слоя к запечатываемой поверхности перед запечатыванием часто подвергаются дополнительной обработке пламенем или электрическим  разрядом.

 

5. Печатные формы

 

В тампопечати печатная форма - один из основных элементов технологического процесса. Качество отпечатка находится  в прямой зависимости от качества формы. Формы изготавливают из стальных пластин, ленточной стали, фотополимеризующихся пластиков.

Изготовление формы в  виде металлической пластины с углубленными печатающими элементами - дело очень  сложное и трудоемкое. Порой легче  освоить сам печатный процесс, чем  наладить изготовление таких печатных форм. Их используют когда устанавливаются  очень большие требования к тиражу.

Для изготовления форм из фотополимеризующихся пластиков требуется гораздо  меньше усилий. В общих чертах изготовление сводится к проецированию изображения  на сырую пластину, в ходе которого происходит полимеризация (дубление) облучаемой части пластины. Затем часть пластины не подвергшаяся полимеризации вымывается, образуя углубления для краски.

Требования к печатной форме определяются спецификой тампопечати, ее назначением и условиями, в  которых данная форма будет использоваться. В частности, ракель, непрерывно скользящий по форме, требует высокого класса точности рабочей поверхности формы и  высокой твердости материала, из которого она сделана. Глубина печатающих элементов формы должна находиться в пределах 15-40 мкм.

 

1.6 Упруго-эластичный тампон

 

Упруго-эластичный тампон один из главных элементов тампопечати. Как указывалось ранее, тампон - это  промежуточное звено при передаче краски с печатной формы на запечатываемое изделие. Качество оттиска зависит  в значительной мере от свойств тампона, т.е. его эластичности, твердости, степени  обработки рабочей поверхности, восприятия и отдачи краски, устойчивости к воздействию истирающих усилий и т.п. Например, оптическая плотность  оттиска будет зависеть от коэффициента переноса краски, графическая точность воспроизведения штрихов - от точности передачи изображения тампоном. Высокая  износостойкость материала тампона  увеличивает его тиражеустойчивость, особенно при работе на станках-автоматах.

Тампон изготовляют из упруго-эластичного материала, восстанавливающего свою первоначальную форму без значительных остаточных деформаций. Деформационные свойства материала имеют большое  значение в передаче изображения, так  как в процессе печатания тампон подвергается значительной деформации.

На практике используют тампоны  из различных материалов: желатиноглицериновые, из поливинилхлоридного пластизоля, из полиуретанов и силиконовой резины.

Материал тампона должен быть однородным, без каких-либо посторонних  включений, имеющих другую твердость  или упругость. Присутствие указанного недостатка может привести к браку, особенно при печатании мелких деталей  изображения. Тампон имеет гладкую  рабочую поверхность и правильную заданную форму. К тиражеустойчивости тампона предъявляют различные  требования в зависимости от материала, из которого он изготовлен. Для желатин-глицеринового  тампона тиражеустойчивость должна составлять 1500 оттисков, а для тампона  из силиконовой резины - более 100 тыс. оттисков. Но на практике такие показатели тампона, как красковосприимчивость, гладкость поверхности и однородность материала колеблются в довольно широких пределах.

Тампоны имеют различную  геометрическую форму , которая зависит  от формы запечатываемого изделия. Например, тампон для печатания шкал счетных линеек имеет форму бруска определенной толщины с закругленной гладкой поверхностью рабочей части, для печатания на круглых или  квадратных изделиях (циферблатах часов  и т.д.) - форму полушара.

Особое внимание следует  обратить на острие (кончик) тампона. У  более плоского тампона угол качения  был бы слишком мал и это  привело бы к появлению просветов  на изображении. При применении слишком  острого тампона в местах соприкосновения  возникло бы слишком большое давление, которое при печатании плашек выдавило бы краску.

Процесс изготовления тампона  начинается с изготовления макета. Макет тампона изготавливают  из дерева, стали, алюминия и других материалов. По форме и размерам макет точно соответствует будущему тампону. Для того чтобы рабочая  поверхность изготовленного тампона  имела необходимое качество, поверхность  макета гладко полируют. Далее с  помощью макета изготавливают форму-матрицу, используя для этого гипс или  двухкомпонентную смолу.

 
Отливка формы-матрицы 
1 - макет тампона, 2 - отливочная масса, 3 - отливочное устройство

Предварительно отливное устройство натирают с внутренней стороны  специальной разделительной смазкой. Затем макет смазывается разделительной смазкой, вставляется в отливное устройство и прикрепляется болтами  к основанию, отливное устройство заполняется  отливочной массой. После затвердевания  отливочной массы отливное устройство разбирают и получают форму матрицы.