Sítotisk se dostává do další fáze růstu, podobně jako se ve 20. století prosadil v oblasti maloformátové a velkoformátové grafiky, potisku textilu a optických disků.

Sítotisk zná každý. Je to staromódní, špinavé, smradlavé, nespolehlivé, řemeslné a trvá dvacet let, než se z člověka stane odborník pokrytý barvou. Používá se opravdu jen na potisk triček a jednoduchých plakátů.

Toto tvrzení je stejně hloupé jako tvrzení těch, kteří tvrdí, že digitální tisk nahradí všechny ostatní tiskové procesy. Existuje spousta článků, které vysvětlují zázraky digitálního tisku, a není pochyb o tom, že je to úžasný proces, který se sice ve svém vývoji zastavil, ale stále má na trhu spoustu příležitostí a s rozvojem technologie bude opět prudce stoupat.

21. století přineslo další zásadní změnu. V současné době se prudce rozšiřuje v aplikacích, kde se používá k řízenému nanášení vrstev materiálu na přesně definované plochy. Sítotisk je inženýrský proces, který je kontrolovatelný, měřitelný a konzistentní.

V průběhu let, kdy se významně používal jako výrobní proces grafiky, byly vyvinuty techniky, díky nimž je ideální pro procesy, které jsou klíčové pro vývoj a výrobu v pokročilé výrobě. Nyní je považována za technologii hromadného zobrazování. Než se podíváme na její rozmanité aplikace, bude nejlepší připomenout si základní prvky tohoto 4000 let starého procesu.

Jádrem procesu je tiskový mechanismus, který je u nejčastěji používané síťované šablony následující.

Základní položky

Základní položky potřebné k provedení sítotisku jsou:

Šablona (obrázek níže, s laskavým svolením společnosti KIWO): Jedná se o konstrukci, která se skládá z rámu, na který je pod napětím připevněna síťovina. Síťovina je potažena nebo pokryta světlocitlivým materiálem. Obraz, který má být vytištěn, je na šabloně vytvořen fotograficky a ponechává volné plochy síťoviny, kterými prochází inkoust. Šablona je také známá jako „síto“.

Stěrka: pružná polyuretanová čepel uložená v pevném držáku nebo rukojeti. Ta způsobuje stékání barvy do síťky a odstraňuje přebytečnou barvu z horní části šablony.

Tiskové médium/barva: Může mít podobu široké škály pevných látek nebo barviv suspendovaných v tekutině. K dispozici je široká škála chemických inkoustů, které vyhovují široké škále aplikací.

Substrát: Je to obecné označení povrchu, na který se má tisknout. Povrchy mohou být různé, od chleba až po biomedicínské senzory.

Stroj: Základna stroje poskytuje povrch pro potiskovaný substrát a horní část zajišťuje síto. V ideálním případě by měl být umožněn pohyb mezi substrátem a sítem.

Grafika ukazuje sítotisk v jeho nejzákladnější podobě. Z ní se vyvinulo vysoce sofistikované zařízení, které se používá v řadě různých aplikací.

Vztah k inkoustovému substrátu

Dočasná vazba vzniká na základě vztahu mezi povrchovou energií podkladu a povrchovým napětím inkoustu. Inkoust smáčí podklad.

Jak se stěrka vzdaluje, napětí v síťce odtahuje šablonu od vrstvy barvy. Dočasná vazba vytáhne inkoust z otvorů v síťce a zanechá na podkladu film inkoustu. V síťce vždy zůstane malé procento inkoustu. Stěrka odstraní veškerý inkoust, který může zůstat na horní straně šablony.

Základní sítotiskový stroj

Dočasná vazba způsobená adhezními silami

Obrázky s laskavým svolením společnosti PDS International

Pokud je podklad znečištěný nebo je jeho povrchová energie nižší než povrchové napětí inkoustu nebo se mu blíží, množství inkoustu, které zůstane v síťce, se zvýší, což vede k nekvalitnímu tisku. V některých případech se ze síťky nevytáhne žádný inkoust. Pokud je napětí síťoviny nízké a trvá dlouho, než se síťovina vytáhne z inkoustu, pak se část inkoustu zadrží v otvorech síťoviny, což má za následek nerovnoměrný film inkoustu.

Válcový lis

Jedná se o alternativní formu tiskového stroje v porovnání s výše uvedenou grafikou tiskového stroje s plochou deskou. V jeho mechanickém fungování je značný rozdíl, ale přenos barvy ze sítě na podklad zůstává v podstatě stejný.

Rozdíl v mechanismu spočívá v tom, že šablona i podklad jsou v pohybu a pohyb barvy ze síťky na podklad nezávisí pouze na napětí v síťce, která se zvedá z vrstvy barvy. Substrát se pohybuje od síťky tak, jak se válec otáčí. Konfigurace tiskového stroje, pohyb jeho součástí a substrátu znamená, že rychlost inkoustu opouštějícího síťku může být zvýšena, což vede k rychlosti tisku až 4500 archů za hodinu. Pro srovnání, u plochých tiskových strojů je to méně než 1000 listů za hodinu.

Při těchto vyšších rychlostech je pro dosažení výstupu nutné inkoust vysušit. Konfigurace stroje umožňuje větší přesnost rejstříku a vlastností obrazu. Válcový tiskový stroj představuje větší investici než tradiční plochý tiskový stroj a je plně automatickým vysokorychlostním přesným tiskovým strojem.

Obrázek Coutersy z PDS International

Válcový tiskařský stroj

Podobně jako válcový lis využívá tento systém šablonu zformovanou do válce o délce několika metrů a průměru až 300 mm. Tiskne velmi vysokou rychlostí obrazy, které se vejdou po obvodu válce. Podkladem je obvykle souvislý pás, který je veden pod válcem.

Uvnitř válce je stěrka a inkoust. Stěrka přivádí válec do kontaktu s podkladem a inkoust se přenáší z válce na podklad. Válec je vyroben z kovové síťky, kterou prochází inkoust. Tyto válce jsou často uspořádány ve skupinách, aby se vytvořily vícebarevné obrazy, například na textilu, který se tiskne ve velkých objemech.

Kdykoli přemýšlíte o sítotisku, bez ohledu na to, jaké zařízení používáte, myslete na to, co se děje v místě, kde je šablona v kontaktu s podkladem.

Použití laserem řezané nebo chemicky leptané šablony masky

Jako nosný prvek šablony se obvykle používá síťovina a inkoust proudí otvory v síťovině dovnitř a ven, čímž se vytváří inkoustový film. Existují aplikace, kde síťka není nutná a je třeba položit bloky tiskového média, které je obvykle spíše pastou než kapalinou. To je častý případ v elektronickém průmyslu, zejména u technologie povrchové montáže (SMT).

Šablona masky

S laskavým svolením společnosti DEK

Princip práce se šablonovými maskami je jiný než u běžných šablon. Šablonová maska je obvykle vyrobena z nerezové oceli a je stejně silná jako zamýšlená tloušťka hotového mokrého filmu. Mechanismus nanášení vrstvy inkoustu je podobný v tom, že může existovat stěrka a zaplavovací zařízení, ale jejich funkce je odlišná, stejně jako posloupnost operací.

Šablona se nejprve vertikálním pohybem směrem dolů dostane do kontaktu s podkladem. Zaplavovací zařízení se dostane do kontaktu se šablonou a pasta je vtahována přes šablonu do volných míst šablony. Zaplavovací zařízení se zvedne a stěrka se poté pohybuje v opačném směru a vhání pastu do otevřených oblastí laserem vyřezané masky šablony.

Když stěrka dokončí svůj tah, šablona a zbytek mechanismu se vertikálně zvednou a pasta zůstane ležet na podkladu. Aby k tomu došlo, musí mezi pastou a podkladem působit adhezní síla. Cílem je vytvořit rovnoměrnou vrstvu pasty na úzce vymezených plochách. Někdy se nepoužívá zaplavovací zařízení, ale pouze stěrka, která zajišťuje obě funkce. Materiály s nízkou viskozitou, jako jsou běžné inkousty, nejsou vhodné, protože tištěná struktura by byla nestabilní a zhroutila by se.

Grafické znázornění procesů v tomto článku je znázorněno ve značně zjednodušené podobě. Potřeba rozměrové kontroly všech aspektů procesu s přesností na několik mikronů je posouvá do oblasti vysoce přesného strojírenství.

Některé z technologií, které by bez sítotisku nebyly možné, jsou:

  • Mobilní telefony
  • Senzory glukózy pro diabetiky
  • Mnoho dalších biomedicínských senzorů
  • Solární články
  • Lithiové baterie
  • Televizory s plochou obrazovkou
  • Dotykové panely(obrázek níže od MacDermid Autotype)
  • Desky s plošnými spoji
  • Tištěná elektronika
  • RFID
  • Přenosy ve formě
  • Membránové spínače(obrázek níže z MA)
  • Pružné desky s plošnými spoji
  • Elektroluminiscence(obrázek níže z MA)
  • Tenkovrstvé topné prvky
  • Miniaturní obvody na keramice
  • Vyhřívaná zadní skla
  • Palivové články
  • Chytré tkaniny
  • Optické disky
  • Textil s potiskem
  • Automobilové číselníky
  • Tištěné antény
  • Tisk grafiky se speciálními efekty
  • Dekorace sportovního oblečení
  • Elektronické maskování

Jedna z nejinovativnějších aplikací byla nedávno vytvořena na katedře elektroniky a informatiky na Southamptonské univerzitě. Jedná se o první digitální hodinky na světě, které byly vytištěny sítotiskem na látku. Pomocí sítotiskových pastovitých barev byly na látku naneseny potřebné, vodivé, odporové a elektroluminiscenční inkousty.

To spolu s dalšími aplikacemi „chytrých tkanin“ bude hrát stále větší roli v každodenním životě.

U tiskového procesu s tak dlouhou historií si můžete být jisti, že sítotisk bude i nadále rozšiřovat své využití. Jediným omezením dalšího rozvoje sítotisku je představivost mladých lidí, kteří jsou inženýry a vědci budoucnosti. Myslím, že sítotisk je v bezpečných rukou.