Трафаретные рамы для печатных форм. Крепление сетки к трафаретной форме

В трафаретной печати натянутая и закрепленная на трафаретной раме сетка является печатной формой. Конструкция трафаретной печатной формы имеет особое значение для получения хороших результатов воспроизведения изображения, в особенности, для хорошей приводки и графической точности печати.

Выбор трафаретной рамы

Конструкция трафаретной формы определяется видом и размером формной рамы, которая постоянно подвергается воздействию натяжения сетки и химических реагентов, применяемых в процессе печатания. Данный фактор необходимо учитывать на этапе выбора материала рамы. Трафаретная рама должна быть прочной, чтобы иметь хорошее сопротивление к изгибающему воздействию при натяжении сетки. Она должна обладать устойчивостью к изменениям влажности и температуры окружающей среды и при этом сохранять параллельность сторон.

Кроме того, при выборе трафаретной рамы необходимо обратить внимание на следующие факторы.

• Предпочтительнее, чтобы трафаретная рама была изготовлена из коррозийно-стойкого материала, поскольку в процессе эксплуатации неизбежно постоянное механическое воздействие и влияние химических веществ. Образующаяся на поверхности рамы коррозия приводит к повреждению ситовой ткани. Защитить от коррозии можно при помощи нанесения на раму гальванопокрытия или стойкого лака
• Стороны рамы, к которым крепится ситовая ткань, должны быть гладкими, кромки и углы рамы должны быть закруглены во избежание повреждения ткани
• При правильном натяжении ситовой ткани на трафаретную раму в ней создается напряжение, поэтому конструкция и размеры рамы должны обеспечивать устойчивость к воздействию сжимающих и скручивающих усилий от натянутой ситовой ткани

Типы трафаретных рам

Не стоит представлять формную раму как нечто само собой разумеющееся и стабильное. Существуют два типа рам: жесткие рамы (здесь ситовая ткань натягивается с помощью натяжного устройства, а затем прикрепляется по сторонам) и самонатягивающиеся рамы (сама рама имеет механизм для натяжения и фиксации ткани). Самонатягивающиеся трафаретные рамы имеют высокую стоимость и применяются в электронной промышленности.

Жесткие рамы могут выполняться из дерева или полых металлических профилей. Наиболее распространенными являются рамы, изготовленные из сварных полых профилей различной формы с толщиной стенок от 1мм до 2,5мм и высотой от 20мм до 40мм. Поскольку сжимающие и скручивающие усилия растут с увеличением размера рам, то толщину стенок и высоту профиля следует соотносить с размерами рамы.

Размеры трафаретных рам

Также при выборе размеров трафаретной рамы следует учитывать формат изображения. Для обеспечения должного качества печати размер рамы должен быть на 15см больше размера изображения по всем сторонам. Таким образом, между рамой и изображением должно быть достаточно места, обеспечивающего свободный контакт и ослабление трафаретной сетки. Например, если размер изображения под печать шелкографией 21х30см, то размер рамы должен быть 51х60см. Если напечатанное изображение размазано по краям, причина кроется в слишком малых размерах рамы.

Материал трафаретных рам

Обладая такими недостатками, как: разбухание и деформация под воздействием водных растворов и химикатов, малый срок службы и невозможность применения для больших форматов – деревянные рамы все еще применяются в трафаретной печати. Они вполне пригодны для несложных работ, а наилучшими считаются рамы из твердых пород дерева. К числу достоинств деревянных рам можно отнести низкую стоимость, малый вес и простоту закрепления сетки.

Высокие требования к качеству печатных изображений предполагает использование стальных или алюминиевых рам. Последние из них не всегда могут оказывать достаточное сопротивление сжимающему усилию натянутой на раму ситовой ткани на трафаретных формах большого формата. Поэтому толщина стенок и сечение алюминиевых рам должны обеспечивать жесткость их стальных аналогов. Чтобы защитить от коррозии стальные рамы, их покрывают лаком или цинком.

Достоинствами стальных рам являются: высокая устойчивость на изгиб при небольших сечениях, длительный срок службы при хорошей защите от коррозии, хорошая устойчивость к ударным нагрузкам, относительно невысокая стоимость. К недостаткам относятся: неудобство в обращении с большими форматами (громоздки и тяжелы), склонность к коррозии при отсутствии правильной защиты.

Алюминиевые рамы обладают следующими достоинствами: легкие и, как следствие, удобные в обращении, идеально подходят для малых и средних форматов, устойчивы к коррозии. Недостатками являются: относительно высокая стоимость, слабая устойчивость к воздействию кислот и щелочей, для устойчивости к натяжению должны иметь большее сечение, чем стальные.

При выборе рамы для трафаретной формы необходимо понимать, что ее значение для обеспечения градационной передачи, точности приводки и выдерживания других параметров процесса печати первостепенно. И нет смысла применять для изготовления трафаретной формы высококачественную ситовую ткань, если рама не выполняет своих функций - обеспечивать должную стабильность печатной формы. Любая деформация рамы неизбежно ведет к деформации печатного изображения.

Крепление сетки к трафаретной форме

Чтобы качественно приклеить ситовую ткань к раме печатной трафаретной формы, необходимо, чтобы прилегающие поверхности были абсолютно чистыми. В зоне соединения должна отсутствовать смазка, а также частицы грязи и пыли или неровности на приклеиваемой поверхности. Поверхность новой рамы необходимо тщательно очистить и обработать таким образом, чтобы на нее можно было наклеить ситовую ткань на длительный срок.

Для удаления с поверхности рамы остатков смазки можно использовать ацетон или другие растворители. Если поверхность рамы не покрыта лаком или краской, необходимо ее подвергнуть механической обработке, то есть придать ей шероховатость. Это делается с помощью наждачной бумаги или шлифовального круга. В этом случае очистку поверхности рамы следует производить после обработки наждаком. Благодаря такой обработке улучшается сцепление ситовой ткани с рамой. Стальные оцинкованные рамы в механической обработке не нуждаются, так как цинковое покрытие и так обеспечивает хорошее сцепление ситовой ткани с рамой. Острые кромки и заостренные углы на раме должны быть закруглены, в противном случае это может привести к разрыву ткани. Все эти условия касаются и рам, которые используются повторно.

Еще совсем недавно ситовую ткань натягивали на деревянную раму вручную, а затем закрепляли с помощью гвоздей, но такой способ не обеспечивал равномерного натяжения и, как следствие, оказывал негативное влияние на качество печати шелкографией. В настоящее время, когда растет потребность в высоком качестве печати, растет и необходимость в более совершенной системе натягивания сетки.

Оборудование для натяжения ситовой ткани на раму

Существует множество видов оборудования для натяжения ситовой ткани на рамы. Натяжные устройства подразделяются в соответствии с их назначением и конструкцией на две группы: механические и пневматические натяжители. В зависимости от системы зажима сетки натяжные устройства могут быть:

• с жесткой крепежной системой (штифты, зажимные планки и др.)
• с перемещающимися крепежными устройствами (зажимы)

Жесткая крепежная система создает излишнее натяжение в углах рамы. Автоматическая же система гарантирует равномерное натяжение для всех рам. Процесс натягивания ситовой ткани на раму является одним из важнейших на этапе изготовления трафаретной формы и оказывает непосредственное влияние на результат трафаретной печати. При выборе оборудования для натягивания ситовой ткани на раму необходимо учитывать следующее:

• количество и частоту натягивания сеток на рамы
• размер трафаретных рам
• наличие места для натягивания сеток на рамы в производственном помещении

Натяжное оборудование должно отвечать следующим требованиям: обеспечивать необходимое усилие, давать одинаковые результаты при повторном натягивании сетки на раму, быть удобным в обслуживании.

Каждое механическое устройство для натягивания ситовой ткани на раму имеет свою систему удерживания сетки, которая состоит либо из штифтов, либо из фиксаторов или зажимов, расположенных по периметру. При выборе оборудования необходимо обратить внимание на следующее

• натяжное устройство должно иметь регулируемый формат, чтобы избежать потерь ситовой ткани
• система фиксирования ситовой ткани с помощью штифтов пригодна при слабом или среднем натяжении сетки, и только для печати с линиатурой растра до 100 линий на сантиметр
• на устройствах большого формата следует уделить особое внимание равномерности натяжения сетки по всем сторонам рамы

Механические устройства для натяжения сетки на раму

Механические натяжные устройства имеют следующие достоинства: некоторые из них позволяют одновременно натягивать сетки на несколько рам; имеется возможность натягивания сетки под углом; можно обеспечить высокую величину натяжения. Недостатками являются: большие потери ситовой ткани в случае отсутствия возможности изменения формата; высокая стоимость качественного оборудования.

Пневматические устройства для натяжения сетки на раму

Пневматические устройства для натяжения ситовой ткани на раму обычно состоят отдельных зажимов, каждый из которых включает цилиндр с поршнем, к которому прикреплены зажимные колодки для удержания сетки. Количество зажимов соответствует длине периметра рамы. Все зажимы подсоединены к воздухопроводу, связанному с компрессором. Зажимы равномерно распределяются вокруг рамы, и во время натягивания сетки прижимаются к четырем сторонам рамы. Такая система автоматически приводит к прогибанию всех сторон рамы внутрь до того, как на ней будет закреплена сетка. Как только ситовая ткань прикрепляется к раме, зажимные колодки снимаются, и стороны рамы возвращаются в исходное положение, противодействуя стягивающему усилию сетки. Усилие растяжения ситовой ткани регулируется с помощью манометра пневматической системы.

При выборе пневматического устройства нужно обратить особое внимание на следующее:

• зажимы должны захватывать сетку, надежно удерживать ее, исключая повреждения
• зажимы должны иметь систему регулировки для установки на рамы различного профиля
• при натягивании нейлоновой ткани необходимо учесть мощность пневмоцилиндров

Достоинства пневматических натяжных устройств: возможность использовать только необходимое количество зажимов в зависимости от размера рамы, что сводит к минимуму потери сетки; одновременное натягивание сетки по всем четырем сторонам; быстрая наладка. К недостаткам можно отнести: возможность натягивания сетки только на одну раму; трудность натягивания ткани на углы рамы; требования к поверхности рамы (она должна быть абсолютно гладкой, чтобы сетка во время натягивания свободно скользила по ней).

Независимо от того, какой вид натяжного оборудования будет использоваться, необходимо обратить внимание на следующее:

• натяжение ситовой ткани по всем сторонам рамы должно быть равномерным
• нити ситовой ткани должны быть параллельны друг другу и пересекаться строго под прямым углом
• натяжение сетки должно быть достаточно высоким, чтобы обеспечить хорошее отделение формы от запечатываемой поверхности после прохождения ракеля
• сетка должна сохранять заданную величину натяжения длительное время

Измерение натяжения ситовой ткани

Для обеспечения высокого качества натягивания ситовой ткани зажимы должны быть выровнены и вставлены параллельно. В противном случае не будет обеспечена равномерность растяжения, что, в свою очередь, может привести к преждевременному повреждению сетки. Необходимо контролировать величину растяжения сетки. Точность этой величины является решающим фактором приводки изображения в многокрасочной печати.

Для измерения величины растяжения и степени натяжения ситовой ткани существует несколько методов. Самым, пожалуй, простым является метод расчета растяжения сетки в процентах. Ситовую ткань размещают в натяжном устройстве и слегка натягивают, чтобы она оказалась в плоскости трафаретной рамы, и отмечают отрезки определенной длины в направлении основы и утка сетки. Затем сетку равномерно и медленно растягивают, периодически измеряя расстояние между метками. Сетку растягивают до тех пор, пока не будет достигнута заданная величина натяжения ситовой ткани. Обычно, для полиамидных сеток она составляет 4-6%, а для полиэфирных - 1-3%.

У синтетической ткани степень растяжения уточных нитей на 30% меньше нитей основы. При всей простоте метод имеет два недостатка: не обеспечивает надежного контроля точности растяжения сетки по всей поверхности и исключает возможность проверки растяжения сеток, бывших в употреблении.

Измерение величины натяжения ситовой ткани с помощью манометра используется на пневматических натяжных устройствах. Каждому показанию манометра соответствует определенная величина натяжения сетки. Например, давление 2 бар приблизительно соответствует натяжению 10 нитей на сантиметр, а давление в 6 бар - 33 нити на сантиметр. Точность этого метода зависит от конструкции натяжного устройства. Манометр не контролирует различия в давлении между отдельными зажимами. Этот метод не позволяет контролировать натяжение сеток, уже бывших в употреблении.

Наиболее точным и удобным является метод измерения натяжения ситовой ткани с помощью тензометра. Его применяют на любом этапе: во время натягивания ситовой ткани на раму, когда ткань уже натянута или если сетка уже употреблялась ранее. Этот прибор имеет щуп, который вдавливается в натянутую сетку. Показания прибора для измерения усилия отградуированы в нитях на сантиметр (Н/см).

Использование тензометра имеет ряд достоинств:

• благодаря возможности производить измерения в различных точках мы можем оценить равномерность натяжения сетки;
• прибор позволяет определить величину натяжения ситовой ткани, как в направлении основы, так и по утку;
• прибор позволяет определить и сравнить натяжение ситовой ткани на всех имеющихся рамах

В реальных условиях необходимо следовать рекомендациям изготовителей по натяжению ситовой ткани. Для получения оптимальных и повторяющихся результатов необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

• при подготовке рам для многокрасочных работ следует использовать одно и то же натяжное устройство
• для получения оптимальных результатов следует использовать для измерения один метод и один прибор
• по возможности применять одинаковые ситовые ткани и одинаковые трафаретные рамы
• использовать минимальное число различных профилей рам и различных форматов
• не забывать, что профиль трафаретной рамы должен соответствовать ее формату

Приклеивание трафаретной сетки к печатной форме

Синтетические ситовые ткани требуют высокого натяжения. Безусловно, достичь этого невозможно прибивая трафаретную сетку к раме гвоздями или скобами. Кроме того, такой метод крепления неизбежно приведет к повреждению ткани. Поэтому сетку необходимо приклеивать к трафаретной форме. Большое внимание уделяется свойствам клея:

• быстрое схватывание
• сопротивление температурным изменениям
• устойчивость к воздействию воды, растворителей и очищающих веществ
• эластичность

Исходя из химического состава, все вещества, используемые для приклеивания сеток к рамам, относятся к группе синтетических смол. Каждый применяемый вид клея обладает своими достоинствами и недостатками. Предлагаем ознакомиться с некоторыми типами клеев подробнее.

Виды клеев для приклеивания трафаретной сетки

• Клеящие лаки – это коллоидные растворы смол в органических растворителях. В момент склеивания растворитель испаряется, и поверхности схватываются между собой. Клеящий лак наносят на подготовленную раму и оставляют до полного высыхания. В таком виде рамы можно хранить. Для того чтобы приклеить сетку, достаточно прижать ситовую ткань к трафаретной раме и нанести растворитель. Он пройдет сквозь ячейки сетки, заранее нанесенный клей размягчится, и сетка войдет в клеевой слой. Так оставить форму до высыхания. Конечно, такой способ приклеивания ситовой ткани к раме очень простой и эффективный, но главным недостатком все же является низкая устойчивость клея к действию растворителей.
• Контактные клеи изготавливаются на основе синтетических смол, акрила и каучуков и содержат летучие растворители. Схватывание происходит как за счет испарения растворителя, так и за счет полимеризации. Сначала клей исполняет функцию грунтовки для рамы. Затем клей наносят на прижатую к раме сетку, и он проходит через ячейки, соединяя сетку и раму. В таком положении раму оставляют до высыхания. Чаще рамы не грунтуют, но нужно обратить внимание на то, что соединение "клей к клею" обеспечивает более высокую прочность. Достоинства: прочное соединение, небольшое время схватывания, возможность разгрузки натягивающего устройства через 20-30 мин, быстрое удаление клея перед повторным использованием рамы. Недостаток - низкая устойчивость к действию растворителей.
• Двухкомпонентные клеи состоят из нескольких компонентов, и могут быть эффективны только при их смешивании. Первым компонентом является отвердитель. Схватывание происходит за счет химической реакции мономеров с отвердителями. Ситовую ткань натягивают на раму, клей перемешивают с отвердителем и наносят на сетку в местах контакта с рамой. Достоинством двухкомпонентного клея является его максимальная устойчивость к химическим и механическим воздействиям. Недостатки - невозможность хранения смешанного клея (поскольку он быстро отвердевает) и трудоемкость его удаления перед повторным использованием рамы.

Качество приклеивания сетки к трафаретной форме зависит не только от прочности схватывания клея, но и от природы и поверхностной структуры соединяемых материалов: сетки и трафаретной рамы. Следует иметь в виду, что устойчивость к растворителям выше у двухкомпонентных и контактных клеев, чем у клеящих лаков.

Выбор трафаретной рамы, ее типа, размера, материала изготовления, подготовка трафаретной рамы, правильное натяжение трафаретной сетки и ее приклеивание к трафаретной форме с использованием оптимальных химических составов - основополагающие факторы достижения необходимого качества изготовления печатной продукции методом трафаретной печати.