塑料丝网印刷
要点速览
- 塑料印刷方法中墨层最厚,为 8–30 µm,因此在深色树脂上印不透明白色时无可替代。
- 网目数和网版厚度决定墨层厚度;张力和脱网距离决定边缘质量。
- 聚烯烃需预处理至 38–44 dyne/cm。ABS、PS、PC、PMMA 和 PVC 注塑后即可直接印刷。
- 适用于固定图稿、平面或单曲率零件。可变数据应交给喷墨或激光。
塑料丝网印刷
丝网印刷是一种装饰工艺:刮板迫使油墨穿过张紧网布上承载的网版开孔区域,在置于网版下方的塑料零件上沉积一层 8–30 µm 厚的墨膜。网布位于零件上方几毫米处,在刮板后方回弹分离,将油墨干净地剪切出来。
平网印刷机使零件与网版保持平行;圆柱面印刷机使网版在固定刮板下移动,同时零件以匹配的表面速度旋转(瓶、管、杯、注射器);锥面印刷机将图稿畸变到圆弧上,并倾斜零件,使最大约 15° 的锥度与网版保持相切。
网布、网版与墨层厚度
网布为平纹单丝聚酯:线数决定开孔面积和墨层厚度,线径决定分辨率。它以 18–30 N/cm 的张力粘接在网框上,低于约 15 N/cm 时报废,因为松弛的网版会在脱网时使边缘模糊。网版为感光乳剂或毛细膜,其网上乳剂厚度(EOM)为网布厚度的 10–20%,表面粗糙度低于 Rz 5 µm,使边缘与零件贴合密封,而不是沿着线径轮廓。
塑料用油墨体系
油墨按系列而非颜色来指定:每个系列针对某一树脂族和固化方式配制,在 ABS 上合格的油墨在 PET 上可能失效。
工艺参数
各项设置相互影响,每一次补偿都会牺牲边缘清晰度:先设定张力和脱网距离,最后才调整刮板。
基材准备与设计规则
目标表面能为 38–44 dyne/cm:ABS、PS、PC、PMMA 和 PVC 注塑后即可达到;聚丙烯和聚乙烯为 29–31 dyne/cm,始终达不到。火焰和大气等离子体处理注塑件和瓶子;电晕处理片材和薄膜。处理效果会衰减:应在试验证明的时间窗口内印刷,在印刷机旁用达因笔测试确认,并借助表面能计算器确定余量。
硅酮脱模剂会使所有油墨系列失效;应指定无脱模剂成型或经验证的清洗工序。离子风和 45–55% 的相对湿度可控制在脱网时拉丝并吸附灰尘的静电。
- 最小线宽:采用 355–420 目网布和 UV 油墨时,正线为 0.1–0.15 mm;反白线为 0.2–0.25 mm,因为油墨会从两侧向内溢流。
- 套准:在带销定位夹具上为 ±0.1–0.2 mm,多色叠印的补漏白边为 0.2–0.3 mm;应依据注塑特征定位,绝不要以分型线定位。
- 半色调:45–85 lpi,网目数至少为加网线数的四倍,网点范围 10–90%,角度与网布错开 22.5°。
- 曲面:恒定半径或单一锥度;复合曲面和凹槽应改用移印。图案应避开浇口、分型线和缩痕。
缺陷与故障排查
丝网印刷装饰的规范与验证
“丝网印刷,白色”不构成任何规范。图纸应注明油墨系列和零件号、树脂牌号、预处理方式和 dyne 目标值、网目数、干膜厚度、基准以及验收测试及其时间;溶剂型和双组分油墨会持续固化数天,因此在印刷机旁的测试意义不大。
- 附着力:ASTM D3359 方法 B,UV 油墨在 24 小时后、溶剂型油墨在 72 小时后测试;注明胶带型号和最低等级,通常为 4B。
- 耐磨:Taber(ASTM D4060,CS-10)或摩擦试验仪按规定的循环次数测试;铅笔硬度(ASTM D3363)用于筛查固化情况。
- 耐化学与耐候:按 ASTM D1308 用产品会接触的流体进行点滴测试——防晒霜、DEET、消毒液、IPA——外饰件按 ASTM G154 测试。
移印可到达复合曲面,但墨层仅 4–8 µm;喷墨可印刷可变全彩,墨层 5–15 µm,但需要严格控制表面能;烫印可获得镜面金属效果且无需固化;模内装饰经久耐用,但模具成本最高;激光打标永久且可变,但无法呈现白色。丝网印刷在遮盖力、墨层厚度和量产成本上最具优势,而当图稿逐件变化时则处于劣势(参见塑料装饰方法比较)。
相关术语与延伸阅读
在生产中应用
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常见问题
塑料丝网印刷应使用多少目的网布?
采用 UV 油墨时,305–355 线/英寸的网布可得到 10–15 µm 的墨层,能满足大多数文字和图形。溶剂型油墨和实地色可降至 200–260 目,不透明白墨或导电油墨用 110–160 目,半色调和 0.1 mm 线条则用 380–420 目,代价是遮盖力下降。
聚丙烯可以丝网印刷吗?
可以,但不能直接印注塑件:29–31 dyne/cm 时没有任何标准油墨能润湿它。应用火焰或大气等离子体将零件处理到 42–44 dyne/cm,在处理时间窗口内印刷,并使用适用于聚烯烃的 UV 或双组分系列。每批树脂都应验证;迁移出的爽滑剂会缩短时间窗口。
为什么 UV 丝网印刷在印刷机旁通过了胶带测试,后来却失效?
通常原因有:厚墨层或不透明墨层内部固化不足,而触指检查发现不了;表面能临界,因疏水恢复和添加剂迁移而丧失;或防晒霜和手部油脂侵蚀了没有耐化学性的墨膜。应使用辐射计测量剂量,24 小时后测试,并用实际接触的流体进行 ASTM D1308 测试。
丝网印刷在塑料零件上能保持多细的线条?
在光面上使用 420 目网布、毛细膜网版和硬刮板,正线约 0.1 mm;0.15 mm 是较为从容的量产极限。反白线需要 0.2–0.25 mm,因为油墨会从两侧向内溢流。表面纹理、曲面和溶剂型油墨都会使线条变宽;应在实际生产零件上验证极限。
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