การพิมพ์สกรีนบนพลาสติก

การพิมพ์สกรีนบนพลาสติก

ประเด็นสำคัญ

• ให้ชั้นหมึกหนาที่สุดในบรรดาวิธีพิมพ์พลาสติก 8–30 µm จึงเป็นวิธีหลักสำหรับสีขาวทึบบนเรซินสีเข้ม
• จำนวนเส้นตาข่ายและความหนาของสเตนซิลกำหนดปริมาณหมึก ส่วนแรงตึงและระยะห่างขณะพิมพ์กำหนดความคมของขอบ
• พอลิโอเลฟินต้องปรับสภาพให้ได้ 38–44 dyne/cm ส่วน ABS, PS, PC, PMMA และ PVC พิมพ์ได้ตามสภาพที่ขึ้นรูป
• เหมาะกับงานต้นฉบับคงที่ ชิ้นงานแบนหรือโค้งด้านเดียว ข้อมูลแปรผันเหมาะกับอิงก์เจ็ทหรือเลเซอร์

การพิมพ์สกรีนบนพลาสติก

การพิมพ์สกรีนเป็นกระบวนการตกแต่งที่ไม้ปาดดันหมึกผ่านส่วนเปิดของสเตนซิลที่ติดบนตาข่ายตึง ทำให้เกิดฟิล์มหมึกหนา 8–30 µm บนชิ้นงานพลาสติกที่วางอยู่ใต้บล็อกสกรีน ตาข่ายอยู่เหนือชิ้นงานเพียงไม่กี่มิลลิเมตร และลอกตัวออกตามหลังไม้ปาดเพื่อเฉือนหมึกออกอย่างสะอาด

เครื่องแบบแท่นแบนวางชิ้นงานขนานกับบล็อกสกรีน เครื่องแบบทรงกระบอกเลื่อนบล็อกสกรีนใต้ไม้ปาดที่อยู่กับที่ขณะที่ชิ้นงานหมุนด้วยความเร็วผิวที่สอดคล้องกัน (ขวด หลอด ถ้วย กระบอกฉีดยา) เครื่องแบบทรงกรวยบิดงานต้นฉบับตามส่วนโค้งและเอียงชิ้นงานให้ส่วนเรียวสูงสุดราว 15° สัมผัสกับบล็อกสกรีนพอดี

ตาข่าย สเตนซิล และปริมาณหมึก

ตาข่ายเป็นโมโนฟิลาเมนต์พอลิเอสเทอร์ทอลายขัด จำนวนเส้นกำหนดพื้นที่เปิดและปริมาณหมึก เส้นผ่านศูนย์กลางเส้นด้ายกำหนดความละเอียด ติดกับกรอบที่แรงตึง 18–30 N/cm และปลดระวางเมื่อต่ำกว่าราว 15 N/cm เพราะสกรีนหย่อนจะทำให้ขอบเลอะตอนลอกตัว สเตนซิลซึ่งเป็นอิมัลชันไวแสงหรือฟิล์มแคพิลลารีเพิ่มชั้นอิมัลชันเหนือตาข่าย (EOM) 10–20% ของความหนาตาข่าย โดยผิวด้านหน้าต้องต่ำกว่า Rz 5 µm เพื่อให้ขอบแนบสนิทกับชิ้นงานแทนที่จะเป็นรอยตามเส้นด้าย

ระบบหมึกสำหรับพลาสติก

การระบุหมึกใช้ซีรีส์ ไม่ใช่สี เพราะแต่ละซีรีส์ถูกสูตรมาสำหรับตระกูลเรซินและวิธีการบ่มเฉพาะ และซีรีส์ที่ผ่านบน ABS อาจล้มเหลวบน PET

พารามิเตอร์กระบวนการ

การตั้งค่าต่าง ๆ มีผลต่อกัน และทุกการชดเชยต้องแลกกับความคมของขอบ ให้ตั้งแรงตึงและระยะห่างขณะพิมพ์ก่อน และปรับไม้ปาดเป็นลำดับสุดท้าย

การเตรียมพื้นผิวและกฎการออกแบบ

เป้าหมายคือพลังงานพื้นผิว 38–44 dyne/cm: ABS, PS, PC, PMMA และ PVC ได้ค่านี้ตามสภาพที่ขึ้นรูป ส่วนพอลิโพรพิลีนและพอลิเอทิลีนที่ 29–31 dyne/cm ไม่มีทางถึง เปลวไฟและพลาสมาความดันบรรยากาศปรับสภาพชิ้นงานที่ขึ้นรูปและขวด ส่วนโคโรนาปรับสภาพแผ่นและฟิล์ม การปรับสภาพเสื่อมลงตามเวลา จึงควรพิมพ์ภายในช่วงที่พิสูจน์จากการทดลอง ยืนยันด้วยการทดสอบ dyneที่แท่นพิมพ์ และกำหนดส่วนเผื่อด้วยเครื่องคำนวณพลังงานพื้นผิว

สารปลดแม่พิมพ์ซิลิโคนทำให้ทุกซีรีส์ใช้ไม่ได้ผล ควรระบุการขึ้นรูปแบบไม่ใช้สารปลดแม่พิมพ์หรือการล้างที่ผ่านการตรวจสอบความถูกต้อง อากาศไอออไนซ์และความชื้นสัมพัทธ์ 45–55% ช่วยควบคุมไฟฟ้าสถิตที่ดึงเส้นหมึกตอนลอกตัวและดูดฝุ่น

• ความกว้างเส้นต่ำสุด: 0.1–0.15 mm สำหรับเส้นบวกที่ตาข่าย 355–420 และหมึก UV; 0.2–0.25 mm สำหรับเส้นกลับด้าน ซึ่งหมึกไหลเข้าหากันจากทั้งสองด้าน
• การลงทะเบียนภาพ: ±0.1–0.2 mm บนฟิกซ์เจอร์แบบมีพิน และเผื่อรอยซ้อน 0.2–0.3 mm สำหรับงานหลายสี กำหนดตำแหน่งจากส่วนที่ขึ้นรูป ไม่ใช่เส้นแบ่งแม่พิมพ์
• ฮาล์ฟโทน: 45–85 lpi ตาข่ายอย่างน้อย 4 เท่าของความถี่เส้น ค่าโทน 10–90% มุมเยื้อง 22.5° จากตาข่าย
• ความโค้ง: รัศมีคงที่หรือเรียวแบบเดียว ส่วนโค้งผสมและส่วนเว้าให้ใช้แพดพริ้นต์ อย่าวางภาพบนเกต เส้นแบ่งแม่พิมพ์ และรอยยุบ

ข้อบกพร่องและการแก้ปัญหา

การกำหนดและตรวจสอบการตกแต่งด้วยการพิมพ์สกรีน

ข้อความ “พิมพ์สกรีน สีขาว” ไม่ได้กำหนดสิ่งใดเลย แบบควรระบุซีรีส์หมึกและหมายเลขชิ้นงาน เกรดเรซิน การปรับสภาพและเป้าหมาย dyne จำนวนเส้นตาข่าย ความหนาฟิล์มแห้ง จุดอ้างอิง และการทดสอบยอมรับพร้อมช่วงเวลา หมึกตัวทำละลายและหมึกสองส่วนยังคงบ่มต่อเนื่องหลายวัน การทดสอบที่แท่นพิมพ์จึงบอกอะไรได้น้อย

• การยึดเกาะ: ASTM D3359 วิธี B ที่ 24 ชม. สำหรับหมึก UV และ 72 ชม. สำหรับหมึกตัวทำละลาย ระบุชนิดเทปและระดับต่ำสุด ซึ่งโดยปกติคือ 4B
• การขัดสี: Taber (ASTM D4060, CS-10) หรือเครื่อง crockmeter ตามจำนวนรอบที่กำหนด ความแข็งดินสอ (ASTM D3363) ใช้คัดกรองการบ่ม
• ความทนต่อสารเคมีและสภาพอากาศ: การทดสอบแบบหยดตาม ASTM D1308 ด้วยของเหลวที่ผลิตภัณฑ์พบจริง — ครีมกันแดด DEET เจลฆ่าเชื้อ IPA — และ ASTM G154 สำหรับชิ้นส่วนภายนอก

แพดพริ้นต์ครอบคลุมส่วนโค้งผสมได้แต่ได้ชั้นหมึกเพียง 4–8 µm อิงก์เจ็ทพิมพ์สีเต็มรูปแบบแบบข้อมูลแปรผันที่ 5–15 µm แต่ต้องควบคุมพลังงานพื้นผิวอย่างเข้มงวด การปั๊มร้อนให้โลหะเงาสะท้อนโดยไม่ต้องบ่ม การตกแต่งในแม่พิมพ์ทนทานแต่แม่พิมพ์แพงที่สุด การมาร์กด้วยเลเซอร์ถาวรและแปรผันได้ แต่ไม่มีสีขาว การพิมพ์สกรีนชนะที่ความทึบ ปริมาณหมึก และต้นทุนในปริมาณมาก และเสียเปรียบเมื่อลวดลายเปลี่ยนไปทุกชิ้น (ดูการเปรียบเทียบวิธีตกแต่งพลาสติก)

ศัพท์และบทความที่เกี่ยวข้อง

• การตกแต่งและการเก็บงานผิว
• วิธีการปรับสภาพพื้นผิว
• การพิมพ์อิงก์เจ็ทบนพลาสติก
• การมาร์กด้วยเลเซอร์เทียบกับการพิมพ์อิงก์เจ็ท
• การทดสอบความต้านทานการขัดสีและสารเคมี
• การทดสอบเทปตาม ASTM D3359

การนำไปใช้ในการผลิต

The Sabreen Group ให้การสนับสนุนด้านวิศวกรรมแบบอิสระสำหรับการรับรองกระบวนการพิมพ์สกรีน การเลือกหมึกและการปรับสภาพ และการแก้ปัญหาการยึดเกาะของงานตกแต่ง หากอยู่ระหว่างกำหนดกระบวนการ รับรองวัสดุ หรือแก้ปัญหาในสายการผลิต ทีมบริการด้านวิศวกรรมของเรายินดีช่วยเหลือ ติดต่อเราเพื่อหารือเกี่ยวกับการใช้งาน

คำถามที่พบบ่อย

การพิมพ์สกรีนบนพลาสติกควรใช้ตาข่ายกี่เส้น

ตาข่าย 305–355 เส้นต่อนิ้วกับหมึก UV ให้ชั้นหมึก 10–15 µm และเหมาะกับข้อความและกราฟิกส่วนใหญ่ ลดเหลือ 200–260 สำหรับหมึกตัวทำละลายและสีพื้นทึบ 110–160 สำหรับสีขาวทึบหรือหมึกนำไฟฟ้า และใช้ 380–420 สำหรับฮาล์ฟโทนและเส้น 0.1 mm โดยแลกกับความทึบ

พิมพ์สกรีนบนพอลิโพรพิลีนได้หรือไม่

ได้ แต่ไม่ใช่ตามสภาพที่ขึ้นรูป เพราะที่ 29–31 dyne/cm ไม่มีหมึกมาตรฐานใดเปียกผิวได้ ควรใช้เปลวไฟหรือพลาสมาความดันบรรยากาศปรับสภาพชิ้นงานให้ได้ 42–44 dyne/cm พิมพ์ภายในช่วงเวลาของการปรับสภาพ และใช้ซีรีส์ UV หรือสองส่วนที่ได้รับการรับรองสำหรับพอลิโอเลฟิน ควรตรวจสอบเรซินทุกล็อต เพราะสารลื่นที่ย้ายตัวทำให้ช่วงเวลาสั้นลง

เหตุใดงานพิมพ์สกรีน UV จึงผ่านการทดสอบเทปที่แท่นพิมพ์ แต่ล้มเหลวภายหลัง

โดยทั่วไปเกิดจากการบ่มไม่เพียงพอภายในชั้นหมึกหนาหรือทึบ ซึ่งการตรวจความเหนียวผิวจับไม่ได้ พลังงานพื้นผิวที่อยู่ในเกณฑ์ก้ำกึ่งซึ่งสูญเสียไปจากการคืนสภาพไม่ชอบน้ำและการย้ายตัวของสารเติมแต่ง หรือครีมกันแดดและน้ำมันจากมือที่กัดกร่อนฟิล์มที่ไม่ทนสารเคมี ควรวัดปริมาณรังสีด้วยเรดิโอมิเตอร์ ทดสอบที่ 24 ชม. และทดสอบ ASTM D1308 ด้วยของเหลวจริง

การพิมพ์สกรีนทำเส้นละเอียดได้เพียงใดบนชิ้นงานพลาสติก

ราว 0.1 mm สำหรับเส้นบวกบนผิวมันด้วยตาข่าย 420 สเตนซิลฟิล์มแคพิลลารี และไม้ปาดแข็ง 0.15 mm เป็นขีดจำกัดที่ทำได้สบายในการผลิต เส้นกลับด้านต้องใช้ 0.2–0.25 mm เพราะหมึกไหลเข้าหากันจากทั้งสองด้าน พื้นผิวสัมผัส ความโค้ง และหมึกตัวทำละลายล้วนเพิ่มความกว้าง ควรพิสูจน์ขีดจำกัดบนชิ้นงานผลิตจริง

---