丝网印刷的未来

丝网印刷正在进入另一个发展阶段，这与它在 20 世纪在小幅和大幅面图形、纺织品印刷和光盘领域的应用类似。

每个人都知道丝网印刷。它老式、肮脏、有异味、不可靠，是一门手艺，要花二十年才能成为油墨专家。它实际上只用于印制 T 恤和简单的海报。

这种说法就像有人说数码印刷将取代其他所有印刷工艺一样愚蠢。有很多文章都在解释数字印刷的神奇之处，毫无疑问，它是一种非常好的工艺，诚然，它的发展已经趋于稳定，但它在市场上仍有很多机会，而且随着技术的发展，它还会再次激增。

21 世纪又发生了新的变化。目前，丝网印刷技术在精确定位区域内沉积可控材料薄膜的应用领域激增。丝网印刷是一种可控、可测和稳定的工程工艺。

多年来，该技术已被广泛应用于图形生产工艺中，其开发技术使其成为先进制造业中对开发和生产至关重要的工艺的理想选择。现在，它已被视为一种大规模成像技术。在了解它的各种应用之前，我们最好先了解一下这项具有 4000 年历史的工艺的基本要素。

该工艺的核心是印刷机制，最常用的网格钢网如下。

基本项目

进行丝网工艺印刷所需的基本物品有

模板（下图，KIWO 提供）：这是一种由框架组成的结构，在张力作用下将网片固定在框架上。网布上涂有或覆盖有感光材料。要印刷的图像通过照片在网版上形成，网版上留有开放区域，油墨可以通过这些开放区域。钢网也称为 “丝网”。

刮刀：一种柔性聚氨酯刀片，固定在硬质支架或手柄上。它能使油墨流入网版，并去除网版顶部多余的油墨。

印刷介质/油墨：可以是悬浮在液体中的各种固体或染料。有多种油墨化学成分可供选择，以适应各种应用。

基底：这是打印表面的总称。表面范围从面包到生物医学传感器。

机器机器底座为要印刷的承印物提供一个表面，上部固定丝网。理想情况下，承印物和丝网之间应可以移动。

该图展示了丝网印刷的最基本形式。在此基础上，人们开发出了高度复杂的设备，并将其用于各种不同的应用领域。

油墨基底关系

通过承印物的表面能与油墨的表面张力之间的关系形成临时粘合。油墨润湿基材。

当刮刀移开时，网孔的张力会将钢网从墨膜上拉开。临时粘合将油墨从网孔中拉出，并在承印物上留下一层油墨膜。总有一小部分油墨留在网眼里。刮刀可刮去网板上残留的油墨。

基本丝网印刷机

粘合力造成的临时粘结

图片由 PDS International 提供

如果承印物很脏，或者表面能低于或接近油墨的表面张力，那么留在网眼里的油墨量就会增加，导致印刷质量变差。在某些情况下，油墨不会从网孔中流出。如果网孔张力较低，需要一定的时间才能将网孔从油墨中拉出，则部分油墨会保留在网孔中，导致油墨膜不均匀。

气缸压力机

与上图所示的平板印刷机相比，这是另一种形式的印刷机。其机械操作有很大不同，但将油墨从网版转移到承印物上的过程基本相同。

这种机制的不同之处在于，网版和承印物都是运动的，油墨从网版到承印物的移动并不仅仅取决于网版的张力将自己从墨膜中拉出。随着滚筒的旋转，承印物会远离网版。印刷机的配置、其部件和承印物的运动意味着油墨离开网眼的速度可以提高，从而使印刷速度达到每小时 4500 张。而平板印刷机的印刷速度不到 1000 张/小时。

在这种较高的速度下，必须干燥油墨才能实现输出。机器的配置使套准和图像特征更加精确。与传统的平板印刷机相比，滚筒印刷机的投资更大，是一种全自动高速精密印刷机。

图片：PDS 国际的 Coutersy

圆柱形印刷机

该系统的名称与滚筒印刷机相似，使用的模版是一个数米长、直径达 300 毫米的滚筒。它能以极高的速度印刷适合滚筒圆周的图像。承印物通常是在滚筒下方送进的连续卷筒纸。

无论使用什么设备，当你考虑丝网印刷时，都要想一想网版与承印物接触时发生了什么。

使用激光切割或化学蚀刻模版面具

一般情况下，网版的支撑元件是网眼，油墨从网眼的开口进出，形成油墨膜。在某些应用中，不需要网孔，而需要将印刷介质（通常是浆糊而不是液体）压成块状。在电子行业，尤其是表面贴装技术（SMT）领域，经常会遇到这种情况。

模板面具

图片来源：得可

钢网掩膜的操作原理与传统钢网不同。钢网掩膜通常由不锈钢制成，厚度与预期的成品湿膜厚度相同。沉积墨膜的机构类似于刮刀和浸润涂布机，但它们的功能不同，操作顺序也不同。

钢网首先以垂直向下的方式与基板接触。浸没式涂布机与钢网接触，锡膏被拉过钢网，进入钢网的开放区域。然后，浸没式涂布机抬起，刮板朝相反方向移动，将锡膏挤入激光切割钢网掩膜的开口区域。

当刮刀完成其行程时，钢网和机械装置的其余部分垂直抬起，将锡膏留在基板上。浆糊和基底之间必须有粘合力才能发生这种情况。这样做的目的是在紧密划定的区域均匀地涂上一层浆料。有时不使用浸润涂布机，只使用刮板来实现这两种功能。低粘度材料（如传统油墨）并不适用，因为印刷结构会不稳定并坍塌。

本文中的工艺图表以简化的形式展示了这些工艺。由于需要对工艺的所有方面进行尺寸控制，并将其控制在几微米以内，因此这些工艺属于高精密工程领域。

如果没有丝网印刷，就不可能有这些技术：

• 移动电话
• 为糖尿病患者设计的葡萄糖传感器
• 许多其他生物医学传感器
• 太阳能电池
• 锂电池
• 平板电视
• 触摸屏（下图来自 MacDermid Autotype）

• 电路板
• 印刷电子
• 射频识别
• 模内转移
• 薄膜开关（下图来自 MA）

• 柔性电路板
• 电致发光（下图来自 MA）
• 薄膜加热元件
• 陶瓷上的微型电路
• 可加热后挡风玻璃
• 燃料电池
• 智能织物
• 光盘
• 印花纺织品
• 汽车表盘
• 印刷天线
• 特效图形印刷
• 运动装装饰
• 电子伪装

最近，南安普顿大学电子和计算机科学系开发出了一种更具创新性的应用。这是世界上第一块丝网印刷织物数字手表。利用丝网印刷浆糊油墨，将必要的导电、电阻和电致发光油墨涂在织物上。

这与 “智能织物 “的其他应用一起，将在日常生活中发挥越来越大的作用。

对于一种历史如此悠久的印刷工艺来说，丝网印刷的应用范围将不断扩大。丝网印刷持续发展的唯一限制是年轻人的想象力，他们是未来的工程师和科学家。我认为丝网印刷是安全的。