การพิมพ์แพด

การพิมพ์แพด

ประเด็นสำคัญ

• แพดซิลิโคนดึงหมึกจากแผ่นพิมพ์ที่กัดลายไว้ แล้ววางลงบนชิ้นงาน
• พิมพ์ได้บนพื้นผิวโค้ง พื้นผิวมีลาย และพื้นผิวเว้าลึก ซึ่งวิธีพิมพ์บนพื้นราบเข้าถึงไม่ได้
• การปล่อยหมึกขึ้นกับพลังงานพื้นผิวต่ำของแพด แพดต้องปล่อยหมึกได้ง่ายกว่าที่ชิ้นงานยึดหมึกไว้
• ข้อบกพร่องส่วนใหญ่มีต้นเหตุจากการเตรียมพื้นผิว ไม่ใช่จากเครื่องพิมพ์

การพิมพ์แพด

การพิมพ์แพดเป็นกระบวนการออฟเซ็ตทางอ้อม โดยถ่ายโอนหมึกจากแผ่นพิมพ์ที่กัดลายไว้ไปยังแพดซิลิโคนอ่อนนุ่ม แล้วจากแพดไปยังพื้นผิวผลิตภัณฑ์ ทำให้ลงภาพละเอียดบนชิ้นงานโค้ง มีลาย และรูปร่างไม่สม่ำเสมอได้ เป็นวิธีหลักในการตกแต่งชิ้นส่วนพลาสติกสามมิติที่การพิมพ์สกรีนและอิงก์เจ็ทไม่สามารถปรับตามรูปทรงได้

วงจรการทำงาน

• การเติมหมึก (Flooding) หมึกเติมเต็มบริเวณภาพที่กัดลายไว้บนแผ่นพิมพ์ ซึ่งเรียกว่าคลิเช (cliché)
• การปาดหมึก (Doctoring) ใบปาดกวาดหมึกส่วนเกินออกจากผิวแผ่นพิมพ์ ให้เหลือหมึกเฉพาะในร่องที่กัดไว้
• การพัฒนาความเหนียวหนืด (Tack development) ตัวทำละลายระเหยออกจากผิวหมึกที่เปิดสัมผัสอากาศ ทำให้หมึกเหนียวหนืดขึ้น ซึ่งทำให้หมึกเลือกติดกับแพดในขั้นตอนถัดไป
• การรับหมึก (Pick-up) แพดซิลิโคนกดลงบนแผ่นพิมพ์และยกฟิล์มหมึกออกจากร่อง
• การถ่ายโอน (Transfer) แพดกดลงบนชิ้นงานและกลิ้งหมึกไปติดบนชิ้นงาน เมื่อแพดเปลี่ยนรูป หมึกจะค่อย ๆ หลุดจากผิวแพดทีละส่วนแทนที่จะหลุดพร้อมกันทั้งหมด
• การปล่อยหมึก (Release) แพดยกกลับ และความต่างของความเหนียวหนืดระหว่างแพดกับชิ้นงานเป็นตัวกำหนดว่าภาพถ่ายโอนได้สมบูรณ์เพียงใด

กลไกนี้ขึ้นกับพลังงานพื้นผิวที่ต่ำมากของซิลิโคน แพดต้องปล่อยหมึกได้ง่ายกว่าที่ชิ้นงานต้านการรับหมึก ซึ่งเป็นเหตุผลที่พลาสติกพลังงานต่ำที่ไม่ได้ปรับสภาพก่อให้เกิดปัญหา เมื่อชิ้นงานรับหมึกได้น้อยกว่าแพด หมึกจะค้างอยู่บนแพด

การพิมพ์แพดเทียบกับวิธีอื่น

ในโรงงานส่วนใหญ่ วิธีทั้งสองเสริมกันมากกว่าแข่งขันกัน โดยการพิมพ์แพดให้สีแบรนด์และกราฟิกที่การมาร์กด้วยเลเซอร์ทำไม่ได้ ขณะที่การมาร์กด้วยเลเซอร์ให้รหัสข้อมูลแปรผันถาวรที่การพิมพ์แพดทำไม่ได้

การแก้ปัญหางานพิมพ์แพด

การทำให้การยึดเกาะบนพลาสติกถูกต้อง

การพิมพ์แพดไวต่อการเตรียมวัสดุรองรับเป็นพิเศษ เพราะขั้นตอนการถ่ายโอนเองขึ้นกับการที่ชิ้นงานต้องรับหมึกได้ดีกว่าแพด การเตรียมพื้นผิวจึงเป็นตัวกำหนดทั้งว่าภาพจะถ่ายโอนได้หรือไม่ และภาพจะติดทนหรือไม่

• กำหนดค่าพลังงานพื้นผิวที่ต้องการจากการทดลองจริงสำหรับหมึกแต่ละชนิด แทนการใช้ค่า dyne ทั่วไป ตัวเลขที่สำคัญคือค่าที่ระบบหมึกต้องการ
• ปรับสภาพให้ใกล้เวลาพิมพ์ ผลของการกระตุ้นพื้นผิวลดลงภายในหลายชั่วโมงถึงหลายวัน ชิ้นงานที่ปรับสภาพตอนต้นกะแล้วพิมพ์ตอนท้ายกะอาจมีค่าต่ำกว่าที่วัดได้ ณ เวลาปรับสภาพมาก
• ปรับสภาพทั่วทั้งพื้นที่พิมพ์ ไม่ใช่เพียงตัวอย่างบางส่วน บริเวณที่เป็นเงาบนชิ้นงานโค้งคือจุดที่การถ่ายโอนไม่สมบูรณ์จะปรากฏให้เห็น
• ตรวจหาการปนเปื้อนจากต้นทาง สารช่วยถอดแบบ สารเติมแต่งลดการลื่น และซิลิโคนในอากาศล้วนทำให้การพิมพ์ล้มเหลว และการปรับสภาพจะกระตุ้นสารเหล่านี้แทนที่จะกำจัดออก ซึ่งเป็นเหตุที่ค่า dyne ดีอาจมาพร้อมกับงานพิมพ์ที่ล้มเหลวได้
• เลือกเคมีของหมึกให้เหมาะกับวัสดุรองรับ พอลิโอเลฟินส์ TPEs และเกรดที่ผสมสารพลาสติไซเซอร์ต่างต้องใช้ระบบหมึกที่ออกแบบสำหรับวัสดุนั้น การเคลื่อนย้ายของสารจากวัสดุรองรับที่ผสมสารพลาสติไซเซอร์จะบั่นทอนงานพิมพ์ที่ดีอยู่แล้วเมื่อเวลาผ่านไปหลายสัปดาห์
• ทดสอบการยึดเกาะหลังหมึกบ่มแล้วและหลังการบ่มเร่งอายุ การทดสอบแบบกรีดตารางกับชิ้นงานที่เพิ่งพิมพ์เป็นหลักฐานที่อ่อนที่สุดที่มี

ศัพท์ที่เกี่ยวข้องและแหล่งอ่านเพิ่มเติม

• พลังงานพื้นผิว
• พลาสมาความดันบรรยากาศ
• วิธีการปรับสภาพพื้นผิวพอลิเมอร์
• การเตรียมพลาสติกก่อนการทาสี

การประยุกต์ใช้ในการผลิต

The Sabreen Group ให้การสนับสนุนด้านวิศวกรรมอย่างเป็นอิสระสำหรับการยึดเกาะของการพิมพ์แพด การเลือกหมึก และการปรับสภาพพื้นผิว หากกำลังกำหนดกระบวนการ รับรองวัสดุ หรือแก้ปัญหาในการผลิต ทีมบริการด้านวิศวกรรมของเรายินดีให้ความช่วยเหลือ ติดต่อเราเพื่อหารือเกี่ยวกับการใช้งาน

คำถามที่พบบ่อย

เหตุใดหมึกจึงค้างอยู่บนแพดแทนที่จะถ่ายโอนไปยังชิ้นงาน

เพราะชิ้นงานรับหมึกได้น้อยกว่าแพดซิลิโคน การถ่ายโอนขึ้นกับการที่ชิ้นงานมีพลังงานพื้นผิวสูงกว่าแพด และในพอลิโอเลฟินส์ที่ไม่ได้ปรับสภาพ เงื่อนไขนี้ไม่เป็นจริง นี่เป็นปัญหาการเตรียมพื้นผิว ไม่ใช่ปัญหาของเครื่องพิมพ์ และการปรับแรงกด ความเร็ว หรือความแข็งของแพดไม่สามารถแก้ได้ ต้องปรับสภาพชิ้นงาน

เหตุใดซิลิโคนจึงเป็นวัสดุที่เหมาะสมสำหรับแพด

เพราะมีพลังงานพื้นผิวต่ำมาก ทำให้ปล่อยหมึกลงบนพื้นผิวที่รับหมึกได้เกือบทุกชนิดอย่างง่ายดาย ประกอบกับมีความยืดหยุ่นที่ปรับตามชิ้นงานโค้งและมีลายได้ แพดรับหมึกจากแผ่นพิมพ์ที่กัดลายแล้วปล่อยให้ชิ้นงานขณะเปลี่ยนรูปและกลิ้งไป และการปล่อยหมึกอย่างค่อยเป็นค่อยไปนี้เองที่ทำให้วางภาพแบนลงบนพื้นผิวโค้งได้อย่างแม่นยำ

การพิมพ์แพดพิมพ์ข้อมูลแปรผัน เช่น หมายเลขซีเรียลได้หรือไม่

ไม่ได้ ภาพมาจากคลิเชที่กัดลายไว้ซึ่งตายตัว การพิมพ์แพดจึงให้ภาพเดียวกันบนทุกชิ้นงาน การใส่รหัส หมายเลขซีเรียล และรหัสวันที่ต้องใช้วิธีดิจิทัล คืออิงก์เจ็ทหรือการมาร์กด้วยเลเซอร์ ในทางปฏิบัติหลายสายการผลิตใช้ทั้งสองวิธี โดยการพิมพ์แพดให้กราฟิกแบรนด์ และการมาร์กด้วยเลเซอร์ให้รหัสแปรผันถาวร

เหตุใดคุณภาพงานพิมพ์จึงเปลี่ยนไประหว่างการผลิต

สาเหตุที่พบบ่อยที่สุดคือสมดุลของตัวทำละลาย ความเหนียวหนืดของหมึกเป็นตัวขับเคลื่อนการถ่ายโอนจากแผ่นพิมพ์ไปแพดและจากแพดไปชิ้นงาน และขึ้นกับปริมาณตัวทำละลายที่ระเหยไป ซึ่งเปลี่ยนตามอุณหภูมิและความชื้นแวดล้อมตลอดวัน ควรควบคุมการเติมตัวทำละลายตามสัดส่วนที่วัดได้แทนการเติมตามสายตา และกำหนดมาตรฐานการผสมหมึกโดยการชั่งน้ำหนัก

ภาพที่พิมพ์ด้วยแพดมีความทนทานเพียงใด

ทนทานเท่ากับการยึดเกาะกับวัสดุรองรับ ซึ่งหมายความว่าขึ้นอยู่กับการเลือกหมึกและการปรับสภาพพื้นผิวเกือบทั้งหมด มากกว่าตัวการพิมพ์เอง เมื่อปรับสภาพและบ่มอย่างถูกต้อง งานพิมพ์แพดทนต่อการใช้งานปกติได้ดี แต่บนพลาสติกที่ปรับสภาพไม่เพียงพอจะล้มเหลวไม่ว่าจะใช้หมึกใด หากความคงทนถาวรมีความสำคัญกว่าสี การมาร์กด้วยเลเซอร์ตัดชั้นที่ถูกเพิ่มเข้ามาออกจากสมการ

---