Машины и станки трафаретной печати

Вячеслав Румянцев

Трафаретная печать в общем объеме выпуска полиграфической продукции занимает не самое главное место. Поэтому не случайно она относится к категории специальных видов печати. Но этот способ печати применяется не только в полиграфии, но и в других отраслях — там, где необходимо нанести текстовое или какое-либо изображение на плоскую или круглую поверхность. В частности, этот способ используется в текстильной промышленности при печати на ткани, при изготовлении печатных плат для радиоэлектронной аппаратуры, различных табличек, этикеток, панелей управления в автомобильной и других отраслях промышленности. Нашел он свое применение и при печати на жести, для нанесения изображения непосредственно на стеклянные бутылки, дорожные знаки, при изготовлении наружной рекламы, для печати различных изданий для незрячих. Ряд фирм использует его при изготовлении плоских телевизионных кинескопов и т.д.

Трафаретная печать в полиграфии обычно применяется для запечатывания листов или лент — бумаги, картона, переплетных материалов. Чаще всего она применятся там, где необходимо нанести толстый слой краски или запечатать неровную, шероховатую поверхность, например, переплетных крышек. Возможно использование трафаретной печати для избирательного или сплошного лакирования листов после их запечатывания любым традиционным способом печати.

В реализации этого способа печати участвует различное оборудование, с помощью которого осуществляются три группы технологических процессов. Напомним кратко их сущность, которая заключается в следующем.

Допечатные процессы. Сначала с помощью различных приспособлений равномерно натягивают сетку, представляющую собой переплетение металлических, синтетических или шелковых нитей (отсюда и другой термин этого способа печати — «шелкография»). Возможно использование сеток, полученных иным путем, например, протравленных гальваническим методом. В этом случае переплетенные нити отсутствуют, и такое изделие сеткой можно назвать весьма условно.

К натянутой сетке, образующей множество ячеек, приклеивается рама (деревянная, металлическая или пластмассовая) прямоугольной или квадратной формы. Затем на сетку наносится светочувствительный слой, накладывается фотоформа с требуемым изображением и в копировальной раме производится ее экспонирование. Затем следует проявка, и форма готова. В местах, где светочувствительный слой остался неэкспонированным, после проявки открываются отверстия — ячейки, через которые может проникать краска. Там же, где слой проэкспонирован, образуется поверхность, не краске позволяющая проникать через сетку.

Понятно, что чем меньше ячейки, тем менее заметна «ячеистость» печатного изображения и тем выше его качество. Нередкое свойство изображения, полученного с помощью трафаретной печати, — заметная ступенчатость краев изображения, получаемая из-за структуры самой сетки.

В последнее время стали появляться и другие способы изготовления печатных форм. Так, например, появился способ, по которому на светочувствительный слой в устройствах типа плоских плоттеров с использованием техники струйной печати наносится черная краска и создается подобие фотоформы, но без фотопленки. Затем следует экспонирование сетки и проявка.

Печатные процессы. Изготовленная печатная форма закрепляется в печатной машине или на станке. На нее сверху загружается краска и опускается ракель, представляющий собой жесткий держатель с закрепленной в нем прямоугольной пластиной — резиновой или из пластика. При движении ракеля по сетке происходит продавливание краски через ячейки сетки, и краска наносится на запечатываемую поверхность. Возможны различные сочетания «сетка — опорная поверхность», например, «плоская сетка — плоская опорная поверхность», «плоская сетка — цилиндрическая опорная поверхность», «сетка цилиндрической формы — цилиндрическая опорная поверхность» (рис. 1). При этом возможны варианты, когда по неподвижной сетке движется ракель и когда при неподвижном ракеле движется рама с сеткой.

Во время рабочего хода перед ракелем «гонится» валик — волна краски. Если краска не очень вязкая и линиатура сетки высокая, краска, выдавливаясь из ячеек сетки, растекается по запечатываемой поверхности, образуя сплошной слой. При вязкой краске на поверхности образуются отдельные точки (капли) краски, что и позволяет осуществлять многокрасочную печать.

Для того, чтобы предотвратить смазывание изображения и прилипание сетки к запечатанной поверхности, сетка устанавливается с небольшим зазором по отношению к запечатываемой поверхности. При движении ракеля сетка немного продавливается, образуя конус, вершина которого обращена к запечатываемой поверхности. В станках и машинах часто устанавливаются два ракеля: один для рабочего хода (тоесть непосредственно для печати), а второй — для холостого, при котором «валик» краски возвращается в исходное положение. Когда один ракель находится в рабочем положении, второй приподнят.

Ротационная трафаретная печать отличается от плоской тем, что сетка закрепляется на барабане, внутри которого размещается красочный аппарат с ракелем.

Послепечатные процессы. К послепечатным процессам в данном случае отнесем сушку оттисков. Другие процессы по отделке запечатанных листов, например, разрезку, высечку, фальцевание и т.д., рассматривать не будем, так как интересных особенностей в них нет.

Известны несколько способов сушки оттисков трафаретной печати. Специфика их сушки связана с тем, что на оттиски нанесен толстый слой краски, намного превышающий толщину слоя, получаемого при других способах печати. На сушку таких оттисков требуется больше энергии и времени.

Самый простой способ, который применяется при запечатывании листов на станках, — естественная сушка при комнатной температуре, для чего листы укладываются на специальные многоярусные стеллажи и оставляются в помещении, часто на ночь. Для ускорения сушки используются стеллажи, закрепленные в сушильных шкафах или завозимые в них. В ряде случаев стеллажи завозятся в специальные сушильные камеры или приспособленные для этой цели помещения.

Для ускорения сушки (с целью получения высушенных листов в темпе работы печатного станка, печатной машины) применяются сушильные устройства. В зависимости от типа краски (лака) используются сушилки горячего воздуха (ГВ), инфракрасные (ИК), ультрафиолетовые (УФ) или комбинированные. Запечатанные листы могут в них располагаться в горизонтальном или в вертикальном положениях. Понятно, что листы нежесткого материала могут находиться в сушилках только в горизонтальном положении. Для сушки достаточно жестких листов часто применяются сушильные туннельные устройства тупикового типа или работающие «на проход». В первых из них продукция выводится с той же стороны, откуда она поступают в сушилку, во вторых — с противоположной к вводу стороне. Многое зависит от необходимого времени сушки и размеров помещения.

Сушильные устройства для машин ротационной трафаретной печати отличаются от сушилок для других технологий только своей мощностью. Отметим, что зачастую аппараты ротационной трафаретной печати устанавливаются на узкорулонных машинах других способов печати; подробнее об этом говорится ниже. После сушки продукция обычно охлаждается до температуры помещения и передается на следующие операции.

Оборудование трафаретной печати производят несколько десятков фирм в различных странах мира, таких как, например, Бразилия, Голландия, Италия, Канада, США, ФРГ, Швеция, Швейцария, Южная Корея, Япония и др. Изготавливается оно и в России, а также на Украине. Многим российским специалистам известно оборудование таких фирм, как ARGON, BOCHONOW, KLEMM, MING TAI, PHOENIX, SAKURAI, SVECIA и др.

Ниже кратко описывается профессиональное трафаретное печатное оборудование промышленного производства, предназначенное для печати на ленточных и листовых материалах. Образцы печатной техники, изготавливаемые в единичных экземплярах, не рассматриваются.

За последние годы изменился характер многих видов продукции, выпускаемых на узкорулонных печатных машинах. Например, при печати на прозрачной пленке требуется сначала напечатать белую подложку, после чего идет обычная печать в четыре краски. При печати лотерейных билетов требуется «закрыть» числа, знаки и т.д. Для этих случаев лучше всего подходит трафаретная печать, что и повлекло за собой изменения в составе машин. Если раньше машины были в основном какого-то одного способа печати, например, флексографского, то теперь все чаще применяются машины, объединяющие несколько способов печати. Многие фирмы теперь предлагают включать в состав своих машин секции трафаретной печати. Но есть и чисто трафаретные рулонные машины, например, у фирмы Edale (Англия). На (рис. 2) представлена рулонная трафареная машина серии «S» (S3552 на ширину 350 мм, S5652 на ширину 530 мм). Машины работают по принципу «плоская сетка — цилиндрическая опорная поверхность». Количество печатных секций может быть до 8 штук. После каждой печатной секции установлено мощное сушильное устройство башенного типа.

К комбинированным машинам можно отнести машины целого ряда фирм. Так, например, фирма Cомсо (США) для своей машины Flexopack предлагает модули УФ трафаретной печати — (рис. 3) которые могут устанавливаться между печатными секциями в нужном месте машины. Упомянутая выше фирма Edale также предлагает для своей машины Е330I модуль ротационной трафаретной печати — (рис. 4). Аналогичные модули могут встраиваться в машины и других фирм, например Gallus/Arsoma (Швейцария/ФРГ), Propheteer (США) и т.д.

Наибольшее распространение получили листовые машины и станки. Оборудование, используемое на производстве, можно отнести к одной из следующих групп:

• ручные станки (все операции на них осуществляются вручную);
• полуавтоматические станки (ряд операций осуществляются механизмами по команде оператора, например опускание и подъем рамы, перемещение ракеля);
• станки-автоматы (вернее, это уже машины), в которых все операции осуществляются в автоматическом режиме.

Поскольку для описания оборудования различных фирм-изготовителей не хватит места, остановимся только на кратком описании типичных представителей указанных групп — машин и станков фирм Bochonow (ФРГ) и Sakurai Graphic Systems Corр. (Япония).

Первая из указанных фирм изготавливает ручные и полуавтоматические станки под маркой SIRI.

Ручные станки «Drucktisch 5000 pro»

Данные станки изготавливаются в трех типоразмерах. Подъем и опускание рамы, перемещение ракеля в них осуществляются вручную. Для обеспечения плоскопараллельного движения рамы станки снабжены специальной рычажной системой. Она позволяет при необходимости осуществлять печать на материалах большой длины, выходящих за габариты станка.

Drucktisch 5000 pro

Станки снабжены системой «Pro-Sistem», позволяющей компенсировать весовые различия рам разных размеров. Сама рама имеет центрирующие штыри и систему электромагнитной фиксации по четырем точкам, что позволяет обеспечивать высокую точность печати. Опорная плита снабжена вакуумной системой для надежного удержания на нем запечатываемого материала. На ней предусмотрен режим предварительного закрепления материала. Ракель перемещается по направляющим с помощью одного рычага.

Станки полуавтоматического типа Siri-Novamat/Novamatic

Они уже снабжены полуавтоматическими системами подъема и опускания рамы, перемещения ракеля. Станки могут быть укомплектованы различными вспомогательными приспособлениями, облегчающими труд оператора (пневматический зажим рамы, электромагнитная фиксация опорной плиты, микрометрическая регулировка перемещения опорной плиты, алюминиевая опорная плита с пневматическими фиксирующими штифтами, масляный демпфер для обеспечения плавного движения ракеля).

Отличительная черта станка Novamatic — возможность оснащения его по заказу выводным устройством, позволяющим перемещать запечатанный материал двумя захватами на встроенный транспортер. Благодаря этому станок может считаться почти автоматом.

Автоматические машины моделей SC-72AII, SC-102AII и SCA112AII

Машины указанных моделей — (рис. 5) — имеют плоскостапельный пневматический самонаклад с возможностью каскадной или последовательной подачи листов, накладной стол с вакуумными транспортирующими лентами и устройствами равнения листов по передней и боковым кромкам, а также датчиками контроля листов. На машинах установлены нейтрализаторы статического электричества. Листы запечатываемого материала подаются на специальный цилиндр с захватами. Чтобы исключить смещение запечатываемого листа после открывания захватов, печатный цилиндр снабжен вакуумной системой, с помощью которой лист надежно удерживается в зоне печатного контакта. Лист выводится на приемный стол, также оборудованный вакуумными лентами. Сами машины снабжены системой автоматического пуска в работу и системой приводки для многокрасочной печати. Угол наклона ракельного ножа может регулироваться в широких пределах. Высокая жесткость литых станин позволяет работать на высоких скоростях. По этому показателю машины относятся к одним из самых скоростных в мире.

*по заказу

В случае печати по металлу или при изготовлении декалькомании, машины могут быть оборудованы сушильными устройствами с УФ- сушилкой, или сушилкой горячего воздуха тоннельного типа (рис. 6). На выходе сушильного устройства устанавливается приемное устройство для укладки запечатанных листов в стопу.

Автоматические машины моделей Maestro MS-72A, MS-102A

Машины серии MS отличаются более высокой, по сравнению с машинами серии SC, точностью работы благодаря наличию устройства фиксации печатного цилиндра («ловящая вилка») в момент подачи листа в его захваты. Красочные изображения могут быть нанесены на листы запечатываемого материала с точностью до 0,015 мм на скорости 800 листов/час и 0,05 мм на скорости 3300 листов/час. Машины серии Maestro идеально подходят для многокрасочной трафаретной печати.

*по заказу

Машины серий SC и Maestro могут комплектоваться универсальным сушильным устройством (сушка горячим воздухом и УФ-сушка) и охлаждающим устройством.

Автоматические машины PLC-60 и MF-80 для печати на жестких материалах

Машины PLC-60 и MF-80 (рис. 7) предназначены специально для печати на жестких материалах, которые не могут достаточно хорошо облегать печатный цилиндр в машинах типа MS. Лист запечатываемого материала размещается на плоском столе. Транспортировка листа производится специальными штангами с захватами. Отличительная черта машин — они могут работать без самонакладов, превращаясь в полуавтоматические станки с ручной подачей запечатываемого материала. При этом в машине MF-80, укомплектованной самонакладом, последний может отодвигаться от печатного модуля по направляющим, что несколько упрощает обслуживание машины.

*по заказу

Для отделения и подачи листов из стопы в PLC-60 используется вакуумный барабан. По накладному столу листы транспортируются с помощью широкого ремня, расположенного по осевой линии машины, и поддерживаются по краям специальными роликами.

Полуавтоматический станок Melody Mark-II (MR-60)

Станок (рис. 8) предназначен для запечатывания листов картона, металла, стекла, пластика и т.д.

Подача и съем листов производятся вручную, все остальные операции — в автоматическом режиме.

Особенности станка:

• формная рама со всеми механизмами поднимается и опускается с помощью рычажной системы параллельно вакуумному столу, в результате отсутствуют подтеки краски;

• 5 углов наклона ракеля, что необходимо для обеспечения качественной печати на различных материалах при использовании различных красок;

• скорость перемещения ракеля постоянна и может плавно изменяться в пределах 0-520 мм/с; привод — от электродвигателя;

• подача вакуума к столу автоматически прекращается с окончанием печати;

• время цикла изменяется с помощью специального реле времени в пределах до 10 с.

Станок по заказу может быть оборудован штифтовой системой приводки.

КомпьюАрт 3'2000