5.11. Машини й обладнання для трафаретного друку

Можливості застосування трафаретного друку багатогранні, і відповідно тут застосовують широкий асортимент різноманітних пристроїв ― від верстатів з приводом до машин з високим ступенем автоматизації.

Однією з перших машин для трафаретного друку була машина Selectasine, що була випущена в експлуатацію в Америці в 1918 році й через кілька років надійшла на європейський ринок. В 1925 році американець Джеймс Флокхарт виробив першу плоскодрукарську машину для трафаретного друку. Після Другої світової війни збільшився попит на професійні друкарські машини. В 1949 році шведське підприємство Svecia Silkscreen Maskiner AB представило машину для трафаретного друку з вертикальним рухом друкарської форми. В 1950 році на ринку з'явилася перша плоскодрукарська машина для трафаретного друку на текстильних матеріалах, а в 1963 році - перша ротаційна машина трафаретного друку. В 1981 році фірма Svecia Silkscreen Maskiner AB завершила розробку автоматичної машини для трафаретного друку "Segment", яка поєднує особливості плоскодрукарської і ротаційної машин. За короткий час машини трафаретного друку отримали швидкий розвиток і прості пристосування для друку ручним способом були замінені складним автоматичним обладнанням. Пристрої для друкування ручним способом певною мірою усе ще грають досить важливу роль у трафаретному друці. Вони необхідні для виробництва пробних відбитків, виготовлення малих тиражів або друкарських робіт надзвичайно беликих розмірів.

В теперішній час добре оснащене підприємство трафаретного друку повинно мати наступне встаткування:

поворотні столи (пристрою противаги рами);

друкарські столи;

пристрої для друкування ручним способом;

напівавтоматичні друкарські машини;

автоматичні плоскодрукарські машини;

сегментні друкарські машини;

ротаційні друкарськімашини.

Устаткування для трафаретного друку класифікується відповідно до типу або форми матеріалу, або продукції. Розходження здійснюється між:

плоскими матеріалами (папір, карта й т.д.); фігурними матеріалами, порожнім або трубчастим вихідним друкарським матеріалом (пляшки, лижі й т.д.);

матеріалами в рулонах (етикетки, шпалери й т.д.);

спеціальною продукцією (керамічна плитка, друковані плати для електронної промисловості).

Через швидкий ріст продуктивності друкарськиї машин виникла необхідність швидкого сушіння від друкованих матеріалів. Із цієї причини було розроблено ряд різних систем сушіння.

Устаткування для плоского трафаретного друку. Плоский трафаретний друк.

Спочатку трафаретний друк був способом плоского (планшетного) друку, а сам друкарський процес здійснювався переважно вручну. Тим самим досягалася гарна якість друкування, що залежало від майстерності друкаря. Згодом окремі етапи друкарського процесу були автоматизовані, що сприяло прискоренню всього друкарського процесу. Плоский трафаретний друк - порівняно повільний процес, тому що для кожного циклу полотно матеріалу треба зупиняти. Сітка й матеріал перебувають у горизонтальному положенні, це має величезне значення для установки відстані між ними, щоб одержати чітке друкарське зображення.

Друкарська форма для плоского трафаретного друку, що являє собою натягнуту на раму сітку із шаблоном, розташована відносно матеріалу, що задруковується паралельно (папір, картон або фольга). Матеріал, що задруковувається, розташовується на друкарському столі. Матеріали повинні бути рівно натягнутими й зафіксованими, що дуже важливо для суміщення фарб в багатоколірному друці.

Друкування на циліндричних і конічних предметах, так називаний корпусний друк, також може бути виконаний плоскими друкарськими формами. Друкувати можна на опуклих, кулястих, а також на циліндричних і конічних виробах. Для того щоб забезпечити рівномірний тиск, необхідно пристосувати край ракеля до скривлень виробів.

Плоскі трафаретні друкарські верстати з ручним управлінням

Одним з найпростіших пристроїв для трафаретного друку з ракельною проводкою є стіл. Він сконструйований тільки для ручного застосування із прецизійними напрямними, із тримачем трафаретної рами й обладнаний пристроєм для точного позиціювання трафаретної сітки при друці. Пневматична плата служить прийомним пристроєм для задруковування матеріалу, на якому фіксується зображення для друкарського процесу. Ракельна проводка забезпечує проведення друкарського процесу із заданим кутом і притиском ракеля. Наклад і вивід аркушів ― ручний.

На столі друкарської машини друкарська форма (друкарська рама) і ракель приводяться в дію вручну, вихідний задруковуваний матеріал укладається й видаляється після друку також вручну.

Цей пристрій складається з:

станини зі столом для друку;

вакуумної системи притиску до поверхні стола матеріалу, що друкується;

друкарської форми-трафарету, що закріплена на рамі;

механізму регулювання стола.

Таким чином, підйом ― опускання рами й надавання руху ракеля виробляються вручну, але вихідний задруковуваний матеріал міцно втримується вакуумною системою.

Вакуумна система складається з перфорованої пластини, вакуумної ємності з повітряною тягою й вакуумною системою витяжного пристрою або вентилятора. Коли друкарська форма, що закріплена на рамі, опускається на задруковуваний матеріал, повітряна тяга відкривається за допомогою сталевого дроту або стрижня, прикріпленого до регулятора стола, що повертає у вакуумній системі матеріал, що задруковувається. Тепер, наприклад, аркуш паперу, що лежить на друкарській формі, притягається до форми шляхом присмоктування.

Багато столів друкарських машин для трафаретного друку оснащені ракелем, що обслуговується однією людиною, що одержала навіть спеціальну назву "one-man squeegee". Це додатковий ракель, що дає можливість обслужити великий ракель із ручним керуванням одній людині. Установка автоматичного ракеля з керованим пристроєм на столі друкарської машини ― крок уперед до напівавтоматичної машини для трафаретного друку.

Друкарські пристрої з ручним керуванням використовуються для друку на плоских і циліндричних предметах. Вони необхідні для невеликих тиражів і друку пробних відбитків.

Напівавтоматичні трафаретні друкарські машини

Існують два типи напівавтоматичних машин:

напівавтоматичні машини для трафаретного друку;

машини для трафаретного друку, автоматизовані на три чверті.

Напівавтоматична машина для трафаретного друку являє собою друкарский пристрій з керуванням друкарською рамою й ракелем за допомогою двигуна, а задруковуваний матеріал подається ― видалюється вручну.

На три чверті автоматична друкарська машина для трафаретного друку є друкарським пристроєм, у якому друкарська рама й ракель управляються двигуном, задруковуваний матеріал подається вручну, а видаляється автоматично.

Найважливішими компонентами напівавтоматичної машини для трафаретного друку є:

забезпечення рами автоматичним піднімальним пристроєм;

автоматична система ракелів (пневматична або електромеханічна);

друкарська форма з вакуумною системою й пристроєм подачі матеріалу;

станина;

захисні планки;

перемикач педалі початку друку.

У багатьох напівавтоматичних машин є пристрій підйому матеріалу, розташований на одній стороні рами так. що кут між друкарською формою за ракелем і вихідним задруковуваним матеріалом не міняється.

Можна виділити два типи напівавтоматичних машин:

машини з качально-сполучним рухом рами;

машини з вертикальним рухом рами.

Головна перевага вертикального руху рами в тім, що він має більш повний огляд під час подачі вихідного задруковуваного матеріалу, краще керування подачею фарби й полегшує чищення друкарської форми. Керування ракелем здійснюється попереднім і друкарьским ракелями. Попередній ракель є механічним пристроєм, що використовується для попереднього нанесення шаруючи фарби на трафарет. Друкуючий ракель продавлює друковану фарбу через трафарет (практично - процес друкування). За певних умов використається ракель у вигляді ковша з увігнутим ножем, що збирає фарбу після друку й повертає її на вихідний пункт; його застосування дозволяє обходитися без попереднього ракеля й забезпечує тонкий шар фарби. Ракель перевернутої форми (у формі букви V) сполучає в собі особливості попереднього й друкуючого ракелів і перешкоджає швидкому випару розчинника.

Звичайно притиск ракеля, його швидкість і рух можна регулювати в широких межах. Напівавтоматичні машини випускаються для досить широкого діапазону форматів відбитків ― від малих до надвеликих, і від простих машин до складних комплексів, необхідних для досить точного суміщення фарб під час друку. Разом із сушильним устаткуванням напівавтоматичні машини можуть розвиватися в лінії багатфарбового друку.

На три чверті автоматична машина має не тільки фундаментальні компоненти напівавтоматичної машини, але й систему подачі матеріалу, що вимагає лише настроювання. Рух друкарської рами, рух ракеля й матеріалу ― автоматичні. Такі машини з'єднують із сушильним пристроєм у лінію. Італійська фірма сконструювала на три чверті автоматичну машину, у якій подача матеріалу не є повністю автоматичною, але матеріал, що подається вручну, вирівнюється автоматично. Це дало можливість виконувати практичну установку матеріалу із суміщенням не друкарській, а механічній системі.

Автоматичні трафаретні машини із плоскими формами

Автоматичні друкарські машини із плоскими формами (площина - площина), які можна назвати планшетними (на відміну від плоскодрукарських машин із плоским розташуванням друкарського матеріалу але круглою друкарською формою), є пристроєм трафаретного друку, що виконує друкування на площинній друкарській основі. За допомогою автоматичного пристрою подачі досягається стабільна швидкість роботи друкарскьої машини. Крім того, у таких друкарських машинах друкарська рама з формою, ракель, подача й приймання задруковуваного матеріалу управляються за допомогою електродвигуна. Задруковуваний матеріал завжди повинен подаватися й укладатися з точним його вирівнюванням (приводкою) під друкарською формою. Функція пристрою подачі складається в підйомі аркуша паперу присмоктуванням, у транспортуванні його захватами і розміщенні на друкарському столі. Пристрій подачі позиціювання забезпечується запасним піддоном або стапельним столом з металевим або дерев'яним листом, що може підніматися або опускатися за допомогою відповідного піднімального пристрою. Автоматичні машини із плоскими друкарськими формами можуть працювати із твердим, важким і щільним матеріалом (товщиною до 6 мм). Швидкість друку такої машини залежить від щільності й розміру задруковуваного матеріалу, (максимально-близько 2000 відбитків за годину).

Автоматичні циліндричні плоскодруарські друковані машини

Автоматична циліндрична плоскодрукарська машина із круглою друкарскьою формою на циліндрі (циліндр ― плоскість) являє собою пристрій для трафаретного друку, у якому друк також здійснюється на плоскдрукарській основі, але тут друкаорська форма перебуває на циліндрі, а задруковувається плоский матеріал. На противагу попередній машині, в автоматичній плоскодрукарській машині із круглою друкарською формою рухається саме рама із задруковуваємим матеріалом, у той час як ракель залишається нерухомим.

Основний недолік її полягає в тім, що твердий вихідний задруковуваний матеріал не може використовутися на плоскій основі, тому що повинен проходити через циліндр у вигнутому стані.

Матеріал передається захватами за краї, тому вони не повинні задруковуватися.

Головне ж достоїнство автоматичної плоскодрукарської машини із круглою формою в тім, що сторони аркушів і передні упори циліндра, які вирівнюють аркуші, прямо зв'язані один з одним (тобто контакт не переривається переміщенням захватів) ― це дозволяє поліпшити якість приводки. Під час роботи на автоматичній машині із плоскою друкарською формою завжди є небезпека, що матеріал може так пристати до друкарскьої форми, що відокремлювати його доводиться з відносно великим зусиллям. За використання автоматичних плоскодрукарських машин із круглою формою відрив мінімальний, тому що матеріал тільки стикається із друкарскьою формою на самій верхній частині циліндра.

Існують дві категорії плоскодрукарських машин із круглими формами:

стоп-циліндрові плоскодрукарські машини;

плоскодрукарські машини з хитним циліндром.

У стоп-циліндровій плоскодрукарській машині для подачі аркушів циліндр зупиняється після кожного циклу друку. У той час як циліндр повертається або залишається нерухомим, друкарська рама повертається у вихідне положення.

У плоскодрукарській машині з хитним циліндром він гойдається взад і вперед під час друку.

Перевага стоп-циліндрової плоскодрукарської машини в тім, що циліндр залишається нерухомим протягом половини друкарського циклу (тобто до роботи з ракелем), так що навіть на найвищих швидкостях завжди досить часу для точної подачі аркушів.

В автоматичних плоскодрукарських машинах може здійснюватися виробнича швидкість до 4500 відбитків за годину.

Трафаретні автоматичні сегментні друкарські машини

На обидва види традиційних плоскодрукарських машин із плоскими й круглими формами поширюються обмеження у швидкості друку й типах використовуваного вихідного матеріалу.

В автоматичній машині із плоскою формою використовуються різноманітні асортименти різних матеріалів, включаючи картон і пластмасові пластини, але швидкість друку обмежується системою транспортування матеріалу.

Автоматична плоскодрукарська машина із круглою формою забезпечує стабільність відриву аркуша (вихідний матеріал друкується у вигнутому виді), але її недолік у тім, що щільність або твердість матеріалу, що задруковувається в ній, обмежені. Чим менше діаметр циліндра машини, тим більше еластичним повинен бути задруковуваний матеріал. Збільшення кола циліндра здається очевидним рішенням проблеми. Однак це б збільшило масу циліндра й сповільнило його рух. Плоскодрукарські машини з великими циліндрами звичайно більш дорогі, тому що їм властиві складна конструкція й дороге електронне встаткування для досягнення адекватного контролю матеріалу й точного суміщення з його радіусом. Це створює ідеальні умови для трафаретного високошвидкісного друку на щільних і твердих матеріалах. Новий механізм подає аркуші на друкарську форму поодинці або потоком. Вони транспортуються зі стопи для подачі до захватів і розміщаються в безперервному каскадному потоці, що перекривається, нагадуючи черепицю на даху, де кожен наступний аркуш перебуває під попереднім. Гранична швидкість роботи автоматичної сегментної друкарської машини близько 4500 відбитків у годину.

Трафаретні ротаційні друкарські машини

Ротаційна машина для трафаретного друку визначає форму шаблона. Вона являє собою автоматичний пристрій, у якому друкування виробляється за допомогою круглої форми, так називаним круглим шаблоном. Круглий шаблон складається з майже безшовного перфорованого металу або з металізованої тканини.

Ротаційні друкарські машини трафаретного друку застосовуються для друкування на текстильних матеріалах, на кахлі (для печей або ванних кімнат), килимах, лицювальних пластиках і шпалерах, на пакувальному папері й етикетках.

Ротаційні машини трафаретного друку для рулонних і листових матеріалів мають більшу продуктивність (більше 1000 циклів/год.).

У трафаретному промисловому друці застосовуються й повні автомати. Вони обладнані самонакладами й вивідними пристроями. Часто такі пристрої для багатофарбового друку оснащуються декількома друкарськими секціями в лінію із сушильними пристроями (гаряче повітря, інфрачервоне й ультрафіолетове сушіння).