Трафаретная печать. 
Периферийное оборудование заводов пластмасс

Трафаретная печать, также известная многим как шелкография, представляет собой печатный процесс с использованием трафарета, где печатающие элементы открыты, а пробельные — закрыты. Краска проходит сквозь трафарет под действием эластичного ракеля. Трафарет/ печатная форма обычно создается слоем светочувствительной эмульсии, экспонированной фотографическим способом, так что печатные элементы вымываются, а пробельные — остаются. Трафарет делается из тонкой сетчатой ткани, обычно полиэфирной, которая удерживает части шаблона на месте. Трафаретная печать позволяет контролировать толщину красочного слоя с помощью диаметра нитей, образующих ячейки.

Возможно, главным преимуществом трафаретной печати является универсальность. Трафаретные машины могут печатать на чем угодно, включая материалы любой формы и размера, от бутылок и пластмассовых контейнеров до мешков и пакетов. Если возможно поместить предмет под сетку, значит, можно на нем печатать [17].

Уникальная особенность трафаретной печати — использование печатного ракельного ножа. Ракели изготавливают из синтетических материалов типа полиуретана. Ракели, как и анилоксовые валики во флексографии, выпускают с различными значениями твердости, измеряемой дурометром. Чем мягче нож, тем толще слой краски. Чем тверже нож, тем красочный слой тоньше. Печатные ракели продавливают краску, находясь под определенным углом наклона к поверхности запечатываемого материала, обычно 70—75°. Когда ракель надавливает на краску, она проходит через сетку и попадает на запечатываемый материал в результате непосредственного контакта с ракелем, а также благодаря капиллярному эффекту.

Изменяя угол установки ракеля, можно регулировать количество продавливаемой краски и, соответственно, толщину красочного слоя. Чем угол наклона ближе к перпендикуляру, тем меньше перенос краски и отчетливее изображение. Чем меньше наклонен ракель к поверхности материала, тем больше перенос краски.

Продукция, запечатываемая трафаретным способом печати, может представлять материалы и изделия в виде листов, рулонов и объемных материалов. Соответственно, печатное оборудование может быть для печатания на листовых и рулонных материалах и готовых изделиях. По степени автоматизации печатное оборудование может быть ручное, полуавтоматическое и автоматическое. В зависимости от конструкции и геометрической формы звеньев печатного аппарата трафаретное печатное оборудование может быть:

• — тигельного типа (рис. 3.37, а), когда и формная и опорная поверхности плоские;
• — плоскопечатного типа (рис. 3.37, б), когда формная поверхность плоская, а опорная — цилиндр;
• — ротационного типа (рис. 3.37, в), когда и формная и опорная поверхности — цилиндры [18].

Вышеприведенные конструкции печатных аппаратов позволяют печатать на материалах различной жесткости, для печатания на изделиях с плоскими поверхностями применяют печатные устройства, принципиально не отличающиеся от листовых машин с плоской опорной поверхностью. Оборудование для печатания на конических и цилиндрических поверхностях изделий строится по одной из следующих схем:

• — запечатываемое изделие вращается при синхронном перемещении печатной формы и неподвижном ракеле;
• — запечатываемое изделие поступательно перемещается по каретке и одновременно вращается, с перемещением каретки перемещается ракель при неподвижной печатной форме;
• — печатная форма и ракель обкатывают неподвижную поверхность запечатываемого изделия.

Рис. 3.37. Схемы печатных устройств трафаретных машин:

а — тигельного типа, б — плоскопечатного типа, в — ротационного типа;

1 — печатная форма, 2 — опорная поверхность, 3 — запечатываемый материал, 4 — ракель, 5 — краскопитатель Ручные трафаретные печатные станки, в которых все операции по печати выполняются вручную, могут быть использованы для пробной печати или выпуска малотиражной продукции.

Полуавтоматические трафаретные печатные машины, в которых все операции, кроме подачи и съема изделий, выполняются автоматически, могут быть использованы для выпуска малои среднетиражной продукции. В этих машинах подъем и опускание сетчатой формы и ракельного механизма, а также перемещение ракеля и оросителя автоматизированы с помощью гидравлических, пневматических и механических средств [18].

В плоскопечатных машинах (рис. 3.38) используются плоские трафаретные сетки, которые совершают возвратно-поступательное движение.

Краски разных цветов наносятся по одной на прогон. Плоскопечатные машины способны обрабатывать разнообразные материалы, начиная от пленок и заканчивая листами толщиной около 2,5 мм.

Рис. 3.38. Схема трафаретной машины для получения изображения на изделиях плоской формы (пояснения в тексте)

Трафаретная печатная машина имеет станину 1, на которой укреплены два рулонодержателя 2 и две трафаретные печатные формы 3 и 4 (на рис. 3.38 показаны одна за другой), размещенные в одной плоскости на общих направляющих 5. На машине установлены две ракельные каретки 6 и 7, находящиеся над печатными формами 3 и 4, а также рабочие столы 8 и 9 с механизмом их подъема, включающим подпружиненный рычаг 10 с роликом 11, шатун 12, соединенный с рычагом 10 и столами 8 и 9. Кроме того, в механизме подъема имеется кулачок 13, взаимодействующий с роликом 11. Столы 8 и 9 смонтированы на станине 1 посредством рычагов 14 и 15 и образуют с ними шарнирные параллелограммы.

Машина содержит также привод ракельных кареток, включающий кривошипно-шатунный механизм 16 и смонтированную на направляющих 5 и соединенную с механизмом 16 каретку 17.

Привод ракельных кареток имеет механизм его раздельного сцепления с ракельными каретками 6 и 7, включающий подпружиненные защелки 18 и 19, смонтированные на каретке 17, и упоры для взаимодействия с защелками, смонтированные на ракельных каретках 6 и 7.

На каждой ракельной каретке размещен подпружиненный ракеледержатель, на котором укреплены рабочий ракель и ракель для разравнивания краски. Для переключения этих ракелей служит пневмоцилиндр 28, а для установки ракеледержателя в рабочее положение — рычаг 20.

Для перемещения каждого из упоров на каретке 17 имеется кнопка 21, а для их фиксации в нижнем положении имеются защелки.

Для периодического перемещения запечатываемого материала 22 на необходимую длину служат механизмы подачи 23, приводимые в движение от ракельных кареток 6 и 7 посредством устройства 27 и тяг 24.

После запечатывания материал 22 подается роликами 25 в сушильное устройство 26.

Машина работает следующим образом.

В начале работы в машину заправляются ленты запечатываемого материала 22, на сетчатые трафареты 6, 7 наливается печатная краска и ракеледержатели при помощи рычагов 20 приводятся в рабочее положение.

Упоры при работе кареток 6 и 7 находятся в верхнем положении под воздействием пружин, обеспечивая посредством защелок 18 и 19 надежное сцепление ракельных кареток 6 и 7 с приводной кареткой 17.

При ходе каретки 17 влево механизмы подачи 23 подают ленту материала на длину хода кареток 6 и 7. На каждую форму 3 и 4 опускается ракель и разравнивает краску.

При ходе каретки 17 вправо столы 8 и 9 при помощи механизма их подъема поднимаются вверх и прижимают запечатываемый материал к трафаретным формам 6 и 7. Каждый пневмопривод 28 поднимает вверх ракель для разравнивания краски и опускает рабочий ракель. Во время рабочего хода кареток 6 и 7 вправо происходит запечатывание материала 22. В дальнейшем процесс повторяется.

Если в процессе работы необходимо сменить трафарет или устранить неполадки в одном печатном механизме, не останавливая работу машины и не прекращая печатание на второй ленте, то, нажимая на соответствующую кнопку 21, перемещают один из упоров вниз, освобождая защелку 18 или 19, и одна из ракельных кареток 6 или 7 прекращает работу. Останавливается и связанный с ней механизм подачи 23. В нижнем положении соответствующий упор фиксируется защелкой.

Машина для многокрасочной трафаретной печати на цилиндрических изделиях (рис. 3.39) [19] предназначена для нанесения многокрасочных изображений на цилиндрическую поверхность изделий методом трафаретной печати.

Печатное устройство содержит трафаретную печатную форму, механизм ее возвратно-поступательного перемещения, ракельный механизм и револьверную головку, которая размещена под печатной формой и включает смонтированные на дисках посредством подпружиненных рычагов держатели изделий. В состав устройства входят также две направляющие горки с параллельными направлению перемещения печатной формы рабочими участками, с которыми держатели изделий взаимодействуют в период запечатывания изделий. В состав каждого держателя изделий входят коническая опора горловины изделия и опорная чашка под дно изделия. Эта опора установлена на сердечнике и связана с ним посредством обгонной муфты. На сердечнике закреплена неполнозубая шестерня, предназначенная для взаимодействия с зубчатой рейкой, смонтированной на раме печатной формы и несущей подпружиненный упор, предназначенный для предварительного поворота неполнозубой шестерни за ее поводок. Сердечник каждого держателя несет на конце поводок с двумя роликами, расположенными в пазу неполнопрофильного неподвижного пазового кулачка. Внутренняя стенка этого кулачка на выходном его участке выполнена подпружиненной в направлении внешней стенки паза кулачка.

Рис. 3.39. Схема машины ротационного типа для многокрасочной трафаретной печати на цилиндрических изделиях (пояснения в тексте)

Печатное устройство машины для многокрасочной трафаретной печати на цилиндрических изделиях содержит револьверную головку 1, размещенную над ней печатную форму 2, механизм перемещения печатной формы 2 в горизонтальной плоскости (на рис. 3.39 не показан), ракельный механизм, включающий ракельную головку 3, установленную в горизонтальных направляющих 4, коромысло 5, кулачковую пару 6, 7, тяги 8 и пружину 9 для силового замыкания ролика 7 с кулачком 6.

Держатели изделий 10 смонтированы на дисках посредством рычагов 11 и 12, подпружиненных пружинами 13 в направлении к периферии дисков. Ограничение перемещения рычагов 11 и 12 обеспечивается упорами на дисках. В состав устройства входят также две неподвижные направляющие горки 14 и 15, предназначенные для взаимодействия с держателями 10 изделий на период запечатывания изделий и имеющие каждая горизонтальный рабочий участок.

Печатное устройство работает следующим образом. Цилиндрические изделия 16 (например, флаконы) штырями 17 подающего штыревого барабана 21 подаются по направляющим 18 к траектории движения держателей 10 револьверной головки 1, имеющей непрерывное вращение. При подходе изделий 16 к траектории движения держателей 10 каждое очередное изделие начинает под действием пластинчатой пружины 19 взаимодействовать своей цилиндрической поверхностью с неподвижными направляющими, имеющими на рабочей поверхности вогнутый участок. Применение направляющих и пружины 19 обеспечивает совмещение траекторий перемещения соответствующих изделия 16 и держателя 10 на участке, достаточном для надежного и качественного захвата изделия 16 держателем 10, который происходит известным образом путем перемещения конической опоры в направлении к опорной чашке.

При движении роликов держателя 10 по прямолинейным участкам направляющих горок 14 и 15 запечатываемое изделие 16 движется строго параллельно печатной форме 2, а зубчатая пара обеспечивает вращение его поверхности с той же линейной скоростью, которую имеет вступившая с ней в контакт печатная форма 2. Очевидно, что при прокатывании изделия 16 по поверхности печатной формы рабочий ракель 20 ракельной головки 3 движется с той же линейной скоростью, что и держатель 10 и в том же направлении.

После того как изделие будет запечатано и выйдет из контакта с печатной формой 2 оно держателем 10 подводится к отводящему штыревому барабану 21 и после входа в соответствующий карман, образованный штырями 22, освобождается от действия держателя 10. Попавшие в карманы барабана 21 изделия 16 отводятся от печатного устройства для их дальнейшего транспортирования. В то время как запечатанное изделие отводится от зоны печати, следующее изделие подводится к ней.

Для многокрасочной трафаретной печати используются также машины конвейерного типа. Они также предназначены для нанесения рисунка на изделия цилиндрической и конической формы.

Машина (рис. 3.40), установленная на станине 1, работает следующим образом [19]. Зажимные устройства 7, смонтированные на транспортере 6, совершают с помощью привода прерывисто-поступательное движение. На позиции загрузки во время остановки, рабочий вынимает изделие 8 из бункера 3 и вставляет его в зажимное устройство 7, разведенное раскрывающим устройством 10, затем зажимное устройство 7 закрывается и вместе с изделием 8 перемещается на первую позицию печати. Здесь изделию 8 придается вращательное движение, а трафарету 2, находящемуся над ним, — поступательное движение с помощью привода 5. Причем скорость перемещения трафарета 2 равна линейной скорости вращения наружной поверхности изделия 8. Сверху на трафарет 2 опускается ракель 4, прижимая его к поверхности изделия 8. Краска из емкости 9, перемещенная на трафарет 2 и разогретая до полужидкого состояния, продавливается ракелем 4 сквозь отверстия в трафарете и таким образом наносится на наружную поверхность изделия 8. После нанесения рисунка изделие 8 переносится на промежуточную позицию, где краска остывает во избежание размазывания. Затем происходит аналогичный процесс нанесения второй и третьей краски.

Рис. 3.40. Схема машины конвейерного типа для многокрасочной трафаретной печати на цилиндрических и конических изделиях (пояснения в тексте)

После нанесения третьей краски раскрывающие устройства 10 на позиции разгрузки освобождают из зажимного устройства 7 изделие 8 и оно выталкивается в приемный лоток 11.