Silkkipaino on siirtymässä toiseen kasvuvaiheeseen, joka on samanlainen kuin sen yleistyminen pien- ja suurkuvagrafiikassa, tekstiilien painamisessa ja optisten levyjen painamisessa 1900-luvulla.

Kaikki tietävät silkkipainosta. Se on vanhanaikaista, likaista, haisevaa, epäluotettavaa, käsityötä, ja kestää kaksikymmentä vuotta tulla musteen peittämäksi asiantuntijaksi. Sitä käytetään oikeastaan vain t-paitojen ja yksinkertaisten julisteiden painamiseen.

Tämä väite on yhtä typerä kuin ne, jotka sanovat, että digitaalinen painaminen syrjäyttää kaikki muut painomenetelmät. Digitaalisen painamisen ihmeellisyydestä on paljon artikkeleita, eikä ole epäilystäkään siitä, etteikö se olisi hieno prosessi. Myönnettäköön, että sen kehitys on pysähtynyt, mutta sillä on edelleen paljon mahdollisuuksia markkinoilla, ja se tulee nousemaan uudelleen tekniikan kehittyessä.

2000-luvulla on tapahtunut jälleen yksi muutos. Nykyisin sen käyttö lisääntyy voimakkaasti sovelluksissa, joissa sitä käytetään materiaalin hallitun kalvon tallentamiseen tarkasti määritellyille alueille. Seulapaino on tekninen prosessi, joka on hallittavissa, mitattavissa ja johdonmukainen.

Niiden vuosien aikana, jolloin sitä on käytetty merkittävästi grafiikan tuotantoprosessina, on kehitetty tekniikoita, joiden ansiosta se on ihanteellinen prosesseissa, jotka ovat ratkaisevan tärkeitä kehittyneen valmistuksen kehittämisessä ja tuotannossa. Sitä pidetään nykyään massakuvaustekniikkana. Ennen kuin tarkastelemme sen monipuolisia sovelluksia, on parasta palauttaa mieleen tämän 4000 vuotta vanhan prosessin peruselementit.

Prosessin ydin on tulostusmekanismi, joka on yleisimmin käytetyllä verkotetulla kaavaimella seuraava.

Peruskohteet

Seulapainatuksen suorittamiseen tarvittavat perustarvikkeet ovat seuraavat:

Stencil (kuva alla, KIWO:n suosittelema): Tämä on rakenne, joka koostuu kehyksestä, johon verkko on kiinnitetty jännitettynä. Verkko on päällystetty tai peitetty valoherkällä materiaalilla. Tulostettava kuva luodaan valokuvallisesti sabluunaan, jolloin verkkoon jää avoimia alueita, joiden läpi muste kulkee. Sablooni tunnetaan myös nimellä ”kuvaruutu”.

Puristin: joustava polyuretaaniterä, joka on kiinnitetty jäykkään kiinnikkeeseen tai kahvaan. Tämä saa musteen virtaamaan verkkoon ja poistaa ylimääräisen musteen sabluunan yläosasta.

Painoväline/muste: Voi olla monenlaisia kiinteitä aineita tai väriaineita, jotka on suspendoitu nesteeseen. Saatavilla on suuri valikoima värikemikaaleja, jotka sopivat monenlaisiin sovelluksiin.

Substraatti: Tämä on yleisnimitys tulostettavalle pinnalle. Pinnat voivat vaihdella leivästä biolääketieteellisiin antureihin.

Kone: Koneen pohja tarjoaa pinnan tulostettavalle alustalle, ja yläosa kiinnittää kuvaruudun. Ihannetapauksessa alustan ja kuvaruudun välillä on oltava liikkumismahdollisuus.

Kuvassa on esitetty silkkipainanta perusmuodossaan. Tästä on kehitetty erittäin kehittyneitä laitteita, joita käytetään monissa eri sovelluksissa.

Musteen alustan suhde

Väliaikainen sidos muodostuu alustan pintaenergian ja musteen pintajännityksen välisen suhteen avulla. Muste kastelee alustan.

Kun puristin liikkuu poispäin, verkon jännitys vetää kaavan pois mustekalvosta. Väliaikainen sidos vetää mustetta ulos verkkoaukoista ja jättää mustekalvon alustalle. Verkossa on aina pieni prosenttiosuus mustetta jäljellä. Pyyhintä poistaa kaavaimen päälle mahdollisesti jääneen musteen.

Basic näytön tulostuskone

Liimausvoimien aiheuttama väliaikainen sidos

Kuvat ovat PDS Internationalin tarjoamia

Jos alusta on likainen tai pintaenergia on pienempi tai lähellä musteen pintajännitystä, verkkoon jäävän musteen määrä kasvaa, mikä johtaa huonolaatuiseen tulosteeseen. Joissakin tapauksissa verkosta ei vedetä lainkaan mustetta. Jos verkon jännitys on alhainen ja verkon vetäminen pois musteesta vie aikaa, osa musteesta jää verkon aukkoihin, jolloin tuloksena on epätasainen mustefilmi.

Sylinteripuristin

Tämä on vaihtoehtoinen painokoneen muoto verrattuna edellä esitettyyn tasopainokoneen grafiikkaan. Mekaanisessa toiminnassa on huomattavia eroja, mutta painovärin siirto verkosta alustalle pysyy olennaisesti samana.

Mekanismi eroaa siinä, että sekä kaavaimen että alustan välillä on liikettä, eikä painovärin siirtyminen verkosta alustalle riipu pelkästään siitä, että verkon jännitys nostaa itsensä pois painovärikalvosta. Alusta liikkuu poispäin verkosta sylinterin pyöriessä. Painokoneen kokoonpanon, sen osien ja alustan liikkeen ansiosta painovärin poistumisnopeutta verkosta voidaan lisätä, jolloin tulostusnopeus voi olla jopa 4500 arkkia tunnissa. Tasopainokoneessa vastaava luku on alle 1000 arkkia tunnissa.

Näillä suuremmilla nopeuksilla on tarpeen kuivata muste, jotta tulostus saadaan aikaan. Koneen kokoonpano mahdollistaa suuremman tarkkuuden rekisterin ja kuvan ominaisuuksien suhteen. Sylinteripainokone on perinteistä tasopainokonetta suurempi investointi, ja se on täysin automaattinen ja nopea tarkkuuspainokone.

Kuva Coutersy, PDS International

Sylinterimäinen painokone

Tässä järjestelmässä käytetään sylinteripuristimen kanssa samankaltaista kaavaa, joka muotoillaan sylinteriksi, joka voi olla useita metrejä pitkä ja halkaisijaltaan jopa 300 mm. Se tulostaa erittäin suurella nopeudella kuvia, jotka mahtuvat sylinterin ympärille. Alustana on yleensä jatkuva raina, joka syötetään sylinterin alle.

Sylinterin sisällä on puristin ja muste. Puristin tuo sylinterin kosketukseen alustan kanssa, ja muste siirtyy sylinteristä alustalle. Sylinteri on rakennettu metalliverkosta, jonka läpi muste kulkee. Usein sylinterit on sijoitettu ryhmiin moniväristen kuvien tuottamiseksi esimerkiksi tekstiileihin, joita painetaan suuria määriä.

Aina kun ajattelet silkkipainoa, riippumatta siitä, mitä laitteita käytät, ajattele, mitä tapahtuu kohdassa, jossa kaava on kosketuksissa alustaan.

Laserleikatun tai kemiallisesti syövytetyn kaavaimen käyttäminen maskissa

Tavallisesti verkkoa käytetään sabluunan tukielementtinä, ja muste virtaa sisään ja ulos verkkoaukoista luodakseen mustefilmin. On sovelluksia, joissa verkkoa ei tarvita, vaan on tarpeen laittaa painovälineitä, jotka ovat yleensä pikemminkin tahnaa kuin nestettä. Näin on usein elektroniikkateollisuudessa, erityisesti pinta-asennustekniikassa (SMT).

Stencil naamio

Kuvan tarjoaa DEK

Sabluunamaskien toimintaperiaate on erilainen kuin perinteisen sabluunan. Sabloonimaskin materiaali on yleensä ruostumatonta terästä ja se on yhtä paksu kuin haluttu valmiin märkäkalvon paksuus. Mustefilmin kerrostamismekanismi on samanlainen, sillä siinä voi olla puristin ja tulvapäällystin, mutta niiden toiminta on erilaista, samoin toimintajärjestys.

Sablooni tuodaan ensin kosketuksiin alustan kanssa pystysuoralla alaspäin suuntautuvalla liikkeellä. Tulvapäällystin tulee kosketuksiin kaavan kanssa, ja tahna vedetään kaavan yli ja kaavan avoimille alueille. Tulvapäällystin nousee ylös, minkä jälkeen puristin liikkuu vastakkaiseen suuntaan pakottaen tahnaa laserleikatun sabluunamaskin avoimille alueille.

Kun puristin lopettaa iskunsa, kaavio ja muu mekanismi nousee pystysuoraan jättäen tahnan alustalle. Jotta tämä tapahtuisi, tahnan ja alustan välillä on oltava liimausvoima. Tavoitteena on saada aikaan tasainen tahnakerros tarkasti rajatuille alueille. Joskus ei käytetä tulvapäällystintä, vaan pelkkää puristinta, joka huolehtii molemmista toiminnoista. Matalaviskoosiset materiaalit, kuten tavanomaiset painovärit, eivät sovellu, koska painettu rakenne olisi epävakaa ja romahtaisi.

Tässä artikkelissa esitetyt prosessien grafiikat esittävät ne paljon yksinkertaistetussa muodossa. Koska prosessin kaikkien osa-alueiden mitat on hallittava muutaman mikrometrin tarkkuudella, ne kuuluvat korkean tarkkuuden tekniikan alaan.

Vain joitakin tekniikoita, jotka eivät olisi olleet mahdollisia ilman silkkipainoa, ovat:

  • Matkapuhelimet
  • Glukoosisensorit diabeetikoille
  • Monet muut biolääketieteelliset anturit
  • Aurinkokennot
  • Litiumparistot
  • Taulutelevisiot
  • Kosketusnäyttöpaneelit(kuva alla MacDermid Autotype)
  • Piirilevyt
  • Painettu elektroniikka
  • RFID
  • Muotissa tapahtuvat siirrot
  • Kalvokytkimet(kuva alla MA:sta)
  • Joustavat piirilevyt
  • Elektroluminesenssi(kuva alla MA:sta)
  • Ohutkalvokuumennuselementit
  • Minikokoiset piirit keraamisella materiaalilla
  • Lämmitettävät takatuulilasit
  • Polttokennot
  • Älykkäät kankaat
  • Optiset levyt
  • Painetut tekstiilit
  • Automotive Dials
  • Painetut antennit
  • Erikoistehosteiden grafiikan tulostus
  • Urheiluvaatteiden koristelu
  • Elektroninen naamiointi

Southamptonin yliopiston elektroniikan ja tietojenkäsittelytieteen laitoksella on hiljattain tuotettu yksi innovatiivisimmista sovelluksista. Kyseessä on maailman ensimmäinen kankaalle silkkipainettu digitaalinen kello. Kankaaseen levitettiin tarvittavia, johtavia, resistiivisiä ja elektroluminesenssivärejä silkkipainoväreillä.

Tämä ja muut ”älykkäiden kankaiden” sovellukset tulevat olemaan yhä tärkeämpi osa jokapäiväistä elämää.

Näin pitkän historian omaavalle painomenetelmälle voit olla varma, että silkkipaino laajentaa edelleen sovelluksiaan. Ainoa rajoitus silkkipainon jatkuvalle kasvulle on nuorten mielikuvitus, sillä he ovat tulevaisuuden insinöörejä ja tiedemiehiä. Mielestäni silkkipaino on turvallisissa käsissä.