Трафаретные печатные машины
Характеристика трафаретной печати
Классификация трафаретных печатных машин
Машины для печати на плоских листовых и рулонных материалах
Машины для печати на объемных изделиях
Трафаретная печать, или шелкография, является, вероятно, наиболее универсальной технологией печати. Спектр изделий, производимых с использованием трафаретной печати, необычайно широк — это сувениры, упаковка, текстильные изделия, открытки, этикетки, плакаты, издательская и различная представительская продукция. Разнообразие изготавливаемой продукции обусловливает значительное количество различных схем построения трафаретных машин.
Характеристика трафаретной печати
Трафаретная печать — технология, при которой краска переносится на запечатываемый материал путем ее продавливания через печатающие элементы трафаретной формы.
Достоинства трафаретной печати можно разделить на две группы: технологические и оформительские. Наиболее существенным технологическим достоинством трафаретной печати является возможность воспроизводить изображения на широчайшем спектре материалов и поверхностях разной геометрической формы. К оформительским достоинствам трафаретного способа относится возможность нанесения красочного слоя большой толщины (что позволяет получать насыщенные цвета на отпечатках), а также эффект рельефности.
Вместе с тем, трафаретные печатные машины отличаются сравнительно невысокой производительностью, а трафаретные формы — относительно низким разрешением. Поэтому трафаретная печать используется в основном для печати штриховой графики и текста при изготовлении мало- и среднетиражной продукции.
Доля печатной продукции, производимой трафаретным способом, долгое время оставалась стабильно низкой, однако в последние несколько лет она начала увеличиваться. Это связано, с одной стороны, с повышением требований к качеству оформления печатной продукции, а с другой стороны, с уменьшением средних тиражей.
Параметры трафаретного печатного аппарата: ? — технологический зазор; ? — угол наклона ракеля; V — скорость перемещения ракеля относительно формы
Повышению роли трафаретного способа в полиграфическом производстве способствует также совершенствование технологии и оборудования. Наиболее важными являются следующие инновации:
• цифровое термоабляционное изготовление форм (используется в ризографии);
• разработка высоколиниатурных сеток (способствует улучшению качества печати за счет повышения разрешения трафаретных форм);
• использование УФ-отверждаемых красок (способствует улучшению качества печати, уменьшению габаритных размеров печатных машин, увеличению скорости работы многокрасочных машин за счет повышения скорости закрепления красок).
 |
|
Трафаретный печатный аппарат
Наиболее важными элементами трафаретного печатного аппарата, определяющими качество оттисков, являются трафаретная форма и ракельный нож.
Трафаретные формы могут изготавливаться фотомеханическим способом, а также методами гравирования и термоабляции. Наибольшее распространение получил фотомеханический метод, при котором в качестве основы используется натянутая на раму полимерная или металлическая сетка. В процессе изготовления формы производится избирательное задубливание копировального слоя. Термоабляционная технология получила широкое распространение в ризографах — трафаретных печатающих устройствах, работающих по технологии Computer-to-press.
При установке формы в печатной машине обеспечивается наличие зазора между ее поверхностью и поверхностью запечатываемого материала.
График зависимости количества переносимой краски G от угла наклона ракеля
Для заполнения печатающих элементов формы краской, а также для создания полосы контакта между формой и запечатываемым материалом служит ракельный нож. При печатании под давлением ракеля поверхность формы прогибается на величину зазора. В образующейся полосе контакта формы и запечатываемого материала происходит перенос краски под действием гидродинамического давления, возникающего при взаимодействии ракеля, краски и поверхности формы.
Схема тигельной трафаретной машины: а — рабочий ход каретки с ракелями; b — холостой ход каретки с ракелями
Современные ракели изготавливаются из специальной, стойкой к растворителям резины или из полиэфир-уретана.
К важным характеристикам ракеля относятся твердость и геометрический профиль.
Необходимая твердость ракеля зависит главным образом от характера запечатываемой поверхности: чем выше ее шероховатость, тем более мягким должен быть ракель. От профиля ракеля зависят точность печати и толщина красочного слоя: ракель с закругленной кромкой переносит больше краски, чем острый. Вместе с тем при применении ракеля с закругленной кромкой снижается точность воспроизведения мелких деталей изображения. При выборе профиля ракеля принимаются во внимание характер запечатываемой поверхности и свойства краски.
Тигельная машина с поворачивающимся формодержателем Atmech Clamshell фирмы Liberty Screenprinting Machinery
Тигельная машина с вертикально опускающимся формодержателем и выдвигающимся столом Atmace Four Post фирмы Liberty Screenprinting Machinery
Широкоформатная тигельная машина Thieme 1000S фирмы Thieme
Большое влияние на краскоперенос оказывают угол установки ракеля и скорость его движения относительно поверхности формы. Уменьшение угла установки ракеля ведет к увеличению краскопереноса. При увеличении скорости движения ракеля повышается гидродинамическое давление, однако количество краски, переносимой на запечатываемый материал, уменьшается. Поэтому регулирование величины краскопереноса наиболее эффективно производить при помощи изменения угла установки ракеля.
Тигельный «3/4-автомат» Thieme 4000 фирмы Thieme
Тигельная многокрасочная машина Multiformula фирмы Siasprint Group
Карусельная машина Trooper Model 68 фирмы Lawson Screen Products
|
|
Классификация трафаретных печатных машин
Основными признаками для классификации трафаретных печатных машин являются:
• конфигурация запечатываемой поверхности;
• форма поверхностей печатной пары;
• степень автоматизации;
• количество печатных секций (красочность);
• формат печати.
Печатно-отделочная линия на базе тигельной машины Galaxie 2005 фирмы Smag Graphique
В зависимости от конфигурации запечатываемой поверхности различают:
• машины для печати на плоских материалах, которые, в свою очередь, делятся на листовые и рулонные;
• машины для печати на объемных изделиях с плоской, цилиндрической или конической поверхностью.
По форме поверхностей печатной пары трафаретные машины делятся на следующие группы:
• тигельные — с плоскими формной и опорной поверхностями;
• плоскопечатные — с плоской формной и цилиндрической опорной поверхностями;
• ротационные — с цилиндрическими формной и опорной поверхностями.
По степени автоматизации трафаретные машины делятся на следующие группы:
• ручные станки (процесс печатания, а также наклад и выклад листов производятся вручную);
• машины-полуавтоматы (процесс печатания автоматизирован, наклад и выклад листов или частично автоматизирован, или производится вручную);
• машины-автоматы (все операции автоматизированы);
• поточные линии (системы автоматически работающего оборудования, последовательно выполняющие комплекс технологических операций — как правило, печать и отделку продукции).
Ручные станки применяются для изготовления единичных тиражей, машины полуавтоматы — для малых тиражей, машины-автоматы и поточные линии — для средних тиражей.
В зависимости от количества печатных секций различают:
• однокрасочные машины;
• многокрасочные машины.
В зависимости от формата печати различают:
• машины малого формата (А3 и меньше);
• машины среднего формата (А2);
• машины большого формата (больше А1).
Мало- и среднеформатные машины используются для изготовления широкого спектра продукции, в том числе сувенирной продукции; машины большого формата применяются в основном при печати плакатов.
|
|
Машины для печати на плоских листовых и рулонных материалах
Тигельные трафаретные машины
Тигельные трафаретные машины представлены наибольшим количеством моделей. Они могут иметь любую степень автоматизации, различную красочность, позволять печатать продукцию различного формата на широчайшем спектре материалов.
Основными узлами тигельных машин являются:
• формодержатель;
• ракельный механизм;
• опорная поверхность — стол;
• механизмы транспортировки запечатываемого материала.
В тигельных машинах и станках плоская форма крепится в специальном формодержателе . При подаче и съеме запечатываемого материала формодержатель с формой должен подниматься над столом, а при печати — опускаться. В зависимости от траектории его перемещения различают машины с поворотным формодержателем и машины с вертикальным подъемом формодержателя. В машинах-полуавтоматах и автоматах его перемещение осуществляется с помощью электромеханического или пневматического привода.
Перенос краски на запечатываемый материал в тигельных машинах осуществляется благодаря перемещению ракеля относительно формы или формы и запечатываемого материала относительно ракеля. Вторая схема используется преимущественно в рулонных машинах-автоматах. В машинах подобной конструкции ракель совершает только вертикальное перемещение: опускается перед началом рабочего хода формы и поднимается после его окончания.
Схема плоскопечатной трафаретной машины: а — холостой ход формы; b — рабочий ход формы
Схема ротационной трафаретной машины
Наибольшее распространение получили устройства с подвижным в горизонтальной плоскости ракелем. В таких машинах ракель крепится на каретке, совершающей при печатании возвратно-поступательное движение. В машинах-полуавтоматах и автоматах, кроме печатного ракеля, используется также орошающий ракель. Часто ракели устанавливаются на одной каретке, так что при ее рабочем ходе производится печатание (с формой взаимодействует печатный ракель), а при холостом ходе орошающий ракель выравнивает слой краски на форме.
Для повышения качества печати современные машины могут оснащаться системами регулирования технологического зазора по нескольким точкам формы, независимыми приводами ракельной каретки и механизма подъема формы, раздельными высокоточными механизмами регулирования угла наклона и усилия прижима ракеля.
Опорной поверхностью, на которую укладывается запечатываемый материал, в большинстве моделей тигельных машин служит вакуумный стол — металлическая пластина с отверстиями-соплами. Стол должен иметь гладкую плоскую поверхность, устойчивую к растворителям, используемым при печати и обслуживании машины. Фиксация запечатываемого материала на столе осуществляется при помощи вакуума. Для облегчения транспортировки листа при его укладке, позиционировании и съеме с вакуумного стола через сопла может осуществляться подача воздуха (создание «воздушной подушки»).
Для повышения удобства обслуживания полуавтоматических машин с вертикальным подъемом формодержателя стол в них может выполняться выдвижным.
В тигельных машинах для печати на тканевых изделиях и материалах стол не имеет вакуумной системы, а для фиксации тканевых полотен или изделий на его поверхности применяются клеи или липкие ленты.
В зависимости от степени автоматизации операции транспортировки запечатываемого материала листовые тигельные машины делятся на полуавтоматические и автоматические. В полуавтоматических машинах материал подается вручную, а его съем может производиться как вручную, так и автоматически (машины с автоматическим съемом листов иногда называют « 3/4 -автоматы»).
При печати на рулонных материалах транспортировка ленты осуществляется циклически. При подвижном ракельном механизме и неподвижной форме выстой полотна происходит в момент печатания, при подвижной форме и неподвижном ракеле — при возвратном ходе каретки с формой.
Тигельные многокрасочные машины могут иметь линейную или карусельную схему построения. При линейной схеме печатные секции располагаются последовательно в линию, при карусельной — по окружности. Карусельная схема используется в основном в полуавтоматических машинах, предназначенных для печати на изделиях из ткани.
Автоматизированная транспортировка листов между секциями в линейных многокрасочных машинах или между секцией и сушильным устройством в однокрасочных осуществляется с помощью вакуумных ленточных транспортеров и механических захватов. В карусельных машинах изделие крепится на подвижном столе, который перемещается между печатными секциями.
Плоскопечатные трафаретные машины
По плоскопечатной схеме строятся листовые однокрасочные машины-автоматы. От тигельных машин они отличаются более высокой производительностью, однако плоскопечатные машины не могут использоваться для печати на жестких материалах, например на толстом пластике или на листах металла.
В плоскопечатных машинах используется схема печатного аппарата с неподвижным в горизонтальном направлении ракелем. Печать осуществляется при перемещении формы, синхронизированном с вращением печатного цилиндра. Так же как и в тигельных машинах, для подвода к запечатываемому материалу или отвода от него форма совершает в вертикальной плоскости качательное или прямолинейное перемещение.
Для подачи листов в машину применяются самонаклады с устройством равнения листа тянущего или толкающего типа. Во время печати лист удерживается на поверхности печатного цилиндра при помощи вакуума.
Плоскопечатная машина Vitessa Classic G2 фирмы SPS
Плоскопечатная машина Vitessa Star фирмы SPS
В зависимости от характера движения печатного цилиндра различают реверсивные и стоп-цилиндровые плоскопечатные машины. В машинах первого типа печатный цилиндр вращается реверсивно, в машинах второго типа он делает один оборот за цикл с выстоем в момент приема листа.
Ротационные трафаретные машины
При ротационной трафаретной печати красочный аппарат и ракель размещаются внутри трафаретного цилиндра. Печать производится при синхронном вращении трафаретной формы и печатного цилиндра и неподвижном ракельном ноже.
Ротационные устройства отличаются наивысшей производительностью, однако в операционных трафаретных машинах этот принцип построения печатных аппаратов применяется редко. Это объясняется, с одной стороны, — высокой технологической сложностью изготовления ротационных трафаретов, с другой стороны — ориентацией трафаретной печати на мало- и среднетиражную продукцию. Для изготовления высоких тиражей экономически выгодно применение флексографской, офсетной или высокой печати. В случае если при изготовлении высокотиражной продукции появляется необходимость в использовании трафаретного способа, например для печати кроющей плашки, применяются комбинированные машины, в состав которых входят секции трафаретной печати.
Именно в комбинированных машинах, предназначенных для изготовления этикеточной и упаковочной продукции, и оказались наиболее востребованы ротационные трафаретные устройства.
Ротационный принцип используется также в трафаретных устройствах, работающих по технологии Computer-to-Press, — ризографах, предназначенных для оперативного размножения документации, а также для печати небольших тиражей продукции среднего качества.
|
|
Машины для печати на объемных изделиях
Трафаретный способ широко используется для печати на объемных изделиях, в частности различной упаковочной продукции. По сравнению с тампонной печатью, также применяющейся в этой области, трафаретная печать не имеет жестких ограничений по формату.
Печать на объемных изделиях осуществляется с плоских трафаретных форм на специализированных или универсальных трафаретных машинах. Универсальные машины позволяют печатать на объемных изделиях с различной конфигурацией поверхности, а также на листовых материалах. Обычно они выполняются полуавтоматическими — с ручной установкой и съемом изделий. Специализированные машины предназначены для печати на изделиях определенного типоразмера и могут оснащаться системой автоматической транспортировки продукции.
Объемные изделия с плоской поверхностью закрепляются на рабочем столе механически. Печать производится по тигельной схеме — с перемещением ракеля при неподвижных форме и изделии или с согласованным перемещением формы и изделия при неподвижном ракеле.
Универсальная машина для печати на объемных изделиях AT-500FAB/E фирмы Liberty Screenprinting Machinery
Ротационная машина Sprimatic RS 700 фирмы Sprimag
Печатный аппарат машины Sprimatic RS 700
При печати на объемных изделиях цилиндрической или конической формы реализуется плоскопечатный принцип, причем роль опорной поверхности в этом случае выполняет само изделие. Если оно изготовлено из эластичного материала, склонного к значительным деформациям в процессе печати, то для придания жесткости внутрь изделия может нагнетаться сжатый воздух. Изделие центрируется и закрепляется в специальном фиксирующем устройстве, а при печати приводится во вращение. Как правило, печать осуществляется при перемещении формы, синхронизированном с вращением изделия, и при неподвижном ракеле. В случае использования схемы с подвижным ракелем необходимо синхронно с ним перемещать вращающееся изделие.
|
|
Сушильные устройства
Сушильные устройства, используемые в трафаретной печати, отличаются высокой мощностью, что связано с большой толщиной наносимого слоя краски.
Сушильное устройство горячим воздухом Flexy Therm фирмы Argon
УФ-сушилка Dual фирмы Argon
По месту в технологическом процессе они делятся на промежуточные и финишные. Промежуточные «сушилки» устанавливаются между печатными секциями в многокрасочных машинах. Финишные сушильные устройства располагаются после последней печатной секции и в зависимости от конструкции, а также организации технологического процесса могут работать в линию с печатной машиной или в режиме offline. Финишные сушилки строятся по туннельному или стеллажному принципу. Листы в туннельном сушильном устройстве могут транспортироваться в горизонтальном или наклонном положении. Во втором случае туннельная сушилка имеет более компактную конструкцию, однако не позволяет работать с гибкими материалами.
В зависимости от типа красок в сушильных устройствах может использоваться обдув горячим воздухом, облучение оттиска ИК- или УФ-излучением.
|
|