Трафаретная печать – это метод печати, при котором для переноса чернил (или красителя ) на подложку используется сетка , за исключением областей, которые благодаря блокирующему трафарету становятся непроницаемыми для чернил . Лезвие или ракель перемещается по сетке, чтобы заполнить открытые отверстия сетки чернилами, а затем обратный ход заставляет сетку на мгновение коснуться подложки вдоль линии контакта. Это приводит к тому, что чернила смачивают подложку и вытягиваются из отверстий сетки, когда сито возвращается в исходное положение после прохождения лезвия. Одновременно печатается один цвет, поэтому для создания многоцветного изображения или дизайна можно использовать несколько экранов.
Традиционно в процессе использовался шелк. В настоящее время широко используются синтетические нити. Самая популярная сетка общего пользования изготовлена из полиэстера. Для трафаретной печати доступны специальные сетчатые материалы из нейлона и нержавеющей стали. Существуют также различные типы размеров ячеек, которые будут определять результат и внешний вид готового рисунка на материале.
Эта техника используется не только для печати на одежде, но и для печати на многих других материалах, включая наклейки, циферблаты, воздушные шары и многие другие продукты. Расширенные возможности применения включают прокладку проводников и резисторов в многослойных схемах с использованием тонких керамических слоев в качестве подложки.
Трафаретная печать впервые появилась в узнаваемой форме в Китае во времена династии Сун (960–1279 гг. н.э.). [1] [2] Затем он был адаптирован другими азиатскими странами, такими как Япония, и в дальнейшем создавался с использованием более новых методов.
Трафаретная печать была в основном завезена в Западную Европу из Азии где-то в конце 18 века, но не получила широкого признания или использования в Европе до тех пор, пока шелковая сетка не стала более доступной для торговли с Востока и не был обнаружен прибыльный рынок сбыта для этого материала.
В начале 1910-х годов несколько типографий, экспериментировавших с фотореактивными химическими веществами, использовали хорошо известные активируемые актиничным светом сшивающие или затвердевающие свойства хромата калия, натрия или аммония и дихроматов с клеями и соединениями желатина . Рой Бек, Чарльз Питер и Эдвард Оуэнс изучали и экспериментировали с эмульсиями, сенсибилизированными солью хромовой кислоты, для фотореактивных трафаретов. Это трио разработчиков произвело революцию в индустрии коммерческой трафаретной печати, представив в отрасли трафареты с фотоизображениями, хотя признание этого метода займет много лет. В коммерческой трафаретной печати теперь используются сенсибилизаторы, гораздо более безопасные и менее токсичные, чем бихроматы. В настоящее время [ когда? ] существует большой выбор предварительно сенсибилизированных и «смешанных пользователем» сенсибилизированных эмульсионных химикатов для создания фотореактивных трафаретов.
Группа художников, которые позже сформировали Национальное общество шелкографии , в том числе художники WPA Макс Артур Кон , Энтони Велонис и Хайман Варсагер , придумали слово «сериграфия» в 1930-х годах, чтобы отличить художественное применение трафаретной печати от промышленного использования этого процесса. [3] «Шелкография» — это сложное слово, образованное от латинского «sēricum» (шелк) и греческого «graphein» (писать или рисовать). [4]
Историки нью-йоркского магазина плакатов WPA отдают должное Энтони Велонису за создание используемых там методов шелкографии, репутация которого подкреплена публикацией его буклета 1937 года « Технические проблемы художника: техника процесса шелкографии». Гвидо Ленгвейлер исправил это недоразумение в своей книге « История трафаретной печати» , опубликованной на английском языке в 2016 году. На базе этих магазинов плакатов WPA, по крайней мере, две нью-йоркские студии в военное время начали украшать керамическую плитку обожженной подглазурной краской, нанесенной методом шелкографии. начиная с 1939 года: мастерская Эстебана Сориано и Гарольда Амбеллана под названием Designed Tiles . [5]
Национальный центр помощи типографиям сообщает: «Трафаретная печать, возможно, является наиболее универсальным из всех печатных процессов . такие отпечатки культуры DIY стали важной культурной эстетикой, которую можно увидеть на афишах фильмов, обложках альбомов, флаерах, рубашках, коммерческих шрифтах в рекламе, произведениях искусства и других местах .
Благодарность отдается художнику Энди Уорхолу за популяризацию трафаретной печати как художественной техники. Среди шелковых ширм Уорхола есть его «Мэрилин Диптих» 1962 года , представляющий собой портрет актрисы Мэрилин Монро, напечатанный яркими цветами. В постановке Уорхола поддерживал мастер трафаретной печати Мишель Каза, один из основателей Fespa . [6] [7]
Сестра Мэри Корита Кент получила международную известность благодаря своим ярким сериграфиям в 1960-х и 1970-х годах. Ее работы были радужными, содержали слова, которые были одновременно политическими и способствовали миру, любви и заботе.
Американский предприниматель, художник и изобретатель Майкл Василантоне начал использовать, разрабатывать и продавать вращающуюся многоцветную трафаретную печатную машину для одежды в 1960 году. Позже Василантоне подал заявку на патент [8] на свое изобретение в 1967 году, номер 3 427 964 был присвоен 18 февраля 1969 года. [8] ] Оригинальная машина была изготовлена для печати логотипов и информации о командах на одежде для боулинга , но вскоре была переориентирована на новую моду — печать на футболках. Патент Василантон был лицензирован несколькими производителями, и, как следствие, производство и бум на футболки с принтом сделали эту машину для трафаретной печати на одежде популярной. Трафаретная печать на одежде сейчас [ когда? ] приходится более половины деятельности в области трафаретной печати в Соединенных Штатах. [9]
Графическая трафаретная печать сегодня широко используется для создания графики массового или крупносерийного производства, такой как плакаты или стенды. Полноцветные отпечатки могут быть созданы путем печати в CMYK (голубой, пурпурный, желтый и черный).
Трафаретная печать хорошо сочетается с печатью на холсте. Энди Уорхол , Артур Окамура , Роберт Раушенберг , Рой Лихтенштейн , Гарри Готлиб и многие другие художники использовали трафаретную печать как выражение творчества и художественного видения.
Другой вариант, цифровая гибридная трафаретная печать, представляет собой союз аналоговой трафаретной печати и традиционной цифровой печати непосредственно на одежде, двух наиболее распространенных технологий украшения текстиля, используемых сегодня. По сути, цифровая гибридная трафаретная печать — это автоматическая машина для трафаретной печати с цифровым усовершенствованием CMYK, расположенная на одной из станций трафаретной печати. Цифровая гибридная трафаретная печать позволяет использовать переменные параметры данных, создавая бесконечные возможности настройки, с дополнительными возможностями специальных методов трафаретной печати.
Экран состоит из куска сетки, натянутой на раму. Сетка может быть изготовлена из синтетического полимера , такого как нейлон , а более тонкие и меньшие отверстия сетки будут использоваться для дизайна, требующего более высокой и тонкой степени детализации. Чтобы сетка была эффективной, ее необходимо закрепить на раме и она должна находиться под натяжением. Каркас, удерживающий сетку, может быть изготовлен из различных материалов, например дерева или алюминия, в зависимости от сложности машины или ремесленной процедуры. Натяжение сетки можно проверить с помощью тензиометра; Общепринятой единицей измерения натяжения сетки является Ньютон на сантиметр (Н/см).
Трафарет формируется путем блокирования частей экрана негативного изображения печатаемого рисунка; то есть открытые пространства — это места, где чернила будут появляться на подложке.
Прежде чем начать печать, рама и трафарет должны пройти предпечатную обработку, при которой эмульсия «наносится» на сетку. После высыхания этой эмульсии ее избирательно подвергают воздействию ультрафиолета через пленку с нанесенным на нее необходимым рисунком. Это затвердевает эмульсию на открытых участках, но оставляет мягкими неэкспонированные части. Затем они смываются струей воды, оставляя на сетке чистый участок той же формы, что и желаемое изображение, через который проходят чернила. Это позитивный процесс.
При печати на ткани поверхность, поддерживающая ткань, на которую будет напечатана (обычно называемая поддоном), покрывается широкой «паллетной лентой». Это служит для защиты «поддона» от нежелательных чернил, протекающих через сито и потенциально загрязняющих «поддон» или переносящих нежелательные чернила на следующий носитель.
Далее экран и рамка проклеиваются скотчем, чтобы чернила не дошли до края экрана и рамки. Тип ленты, используемой для этой цели, часто зависит от чернил, которыми нужно печатать на подложке. Для УФ-красок и чернил на водной основе обычно используются более агрессивные ленты из-за более низкой вязкости чернил и большей склонности к сползанию под ленту.
Последний процесс «предпечатной подготовки» — это блокирование любых нежелательных «дырок» в эмульсии. Если эти отверстия оставить в эмульсии, чернила будут продолжать проникать и оставлять нежелательные следы. Чтобы заблокировать эти отверстия, можно эффективно использовать такие материалы, как ленты, специальные эмульсии и «ручки для блокировки».
Экран размещается на подложке. Чернила помещаются поверх экрана, и используется перемычка, проталкивающая чернила через отверстия в сетке. Оператор начинает с полосы заполнения в задней части экрана, за резервуаром с чернилами. Оператор поднимает сито, чтобы предотвратить контакт с подложкой, а затем, используя небольшое усилие вниз, подтягивает загрузочную планку к передней части сита. Это эффективно заполняет отверстия сетки чернилами и перемещает резервуар с чернилами к передней части экрана. Затем оператор использует ракель (резиновое лезвие), чтобы переместить сетку на подложку, и прижимает ракель к задней части сита. Чернила, находящиеся в отверстии сетки, перекачиваются или выдавливаются под действием капиллярных сил к подложке в контролируемом и заданном количестве, т.е. влажный слой чернил пропорционален толщине сетки и/или трафарета. Когда ракель движется к задней части экрана, натяжение сетки оттягивает сетку от подложки (так называемое отрывание), оставляя чернила на поверхности подложки.
Существует три распространенных типа машин для трафаретной печати: плоские, цилиндрические и ротационные. [10] Развитие трафаретной печати с использованием плоских экранов, начавшееся в 1963 году, заключалось в обертывании экрана в трубку с подачей чернил и ракелем внутри трубки. Полученный валик вращается с той же скоростью, что и полотно в рулонной машине. Преимуществами являются высокая производительность и длинные рулоны продукции. Это единственный способ обеспечить непрерывную печать/нанесение толстослойного полнотекстурного покрытия, и он широко используется для производства текстурированных обоев.
На текстильных изделиях, напечатанных с разноцветными рисунками, часто используется техника «мокрым по мокрому» или цвета высушиваются во время печати, тогда как графическим элементам дают высохнуть между цветами, которые затем печатаются на другом трафарете и часто в другом цвете после того, как изделие будет готово. снова согласован в печати.
На этом этапе большинство сит готовы к повторному нанесению покрытия, но иногда ситам придется пройти еще один этап процесса восстановления, называемый удалением помутнения. Этот дополнительный шаг удаляет дымку или «призрачные изображения», оставшиеся на экране после удаления эмульсии. Призрачные изображения имеют тенденцию слегка очерчивать открытые области предыдущих трафаретов, отсюда и название. Они возникают в результате попадания остатков чернил в сетку, часто в суставы сетки (точки пересечения нитей). Правильно очищенный экран не будет иметь на поверхности следов предыдущего изображения.
Методом трафаретной печати, популярность которого в последние годы возросла, является техника фотоэмульсии :
Трафаретная печать более универсальна, чем традиционные методы печати. Поверхность не обязательно должна быть напечатана под давлением, в отличие от травления или литографии , и она не обязательно должна быть плоской. Различные чернила можно использовать для работы с различными материалами, такими как текстиль, керамика, [13] дерево, бумага, стекло, металл и пластик. В результате трафаретная печать используется во многих различных отраслях, в том числе:
При трафаретной печати на солнечных фотоэлектрических (PV) элементах на основе пластин сетка и серебряные шины печатаются спереди; кроме того, на спине напечатаны серебряные автобусы. Затем по всей поверхности тыльной стороны наносится алюминиевая паста для пассивации и отражения поверхности. Одним из параметров, который может варьироваться и контролироваться при трафаретной печати, является толщина отпечатка. Это делает его полезным для некоторых методов печати солнечных элементов, электроники и т. д.
Солнечные пластины становятся тоньше и крупнее, поэтому для поддержания более низкой степени поломки требуется тщательная печать, хотя высокая пропускная способность на этапе печати повышает производительность всей линии по производству ячеек.
Чтобы эффективно напечатать несколько копий трафаретного рисунка на одежде, любительские и профессиональные принтеры обычно используют трафаретную печатную машину, что является разговорным термином, поскольку большинство машин для трафаретной печати сильно отличаются от офсетных печатных машин . Многие компании предлагают простые и сложные печатные машины. Эти прессы бывают трех типов: ручные (также называемые ручными), полуавтоматические и полностью автоматические. Большинство полиграфических компаний используют одну или несколько полуавтоматических или полностью автоматических машин, а также ручные машины для небольших тиражей и выборки.
В то время как ручная трафаретная печать может выполняться с помощью каруселей, ручных скамеек (оба из которых в просторечии часто называют печатными машинами) или даже на столах. Полуавтоматические и полностью автоматические машины делятся на две основные категории; планшетные принтеры [17] (плакатная, художественная печать или другие плоские носители), а также карусели и овальные машины (одежда и другая одежда, среди прочего текстиля). Оба они принципиально схожи с точки зрения автоматизации, но различаются в таких областях, как физическое размещение и пути обновления. [18]
Эти машины намного быстрее и используют либо пневматическое давление, создаваемое воздушными компрессорами, либо электродвигатели для вытягивания ракелей, вращения, подъема или опускания поддонов, устраняя большую часть ручного труда из задачи, и используют УФ для мгновенного отверждения изображения, что приводит к значительным сокращениям. в усталости оператора, а также в более стабильных результатах. [19]
В автоматизации электронного проектирования шелкография является частью стека слоев печатной платы (PCB), а верхняя и нижняя стороны описываются в отдельных файлах Gerber, как и любые другие слои (например, слои меди и остановки пайки ). . [20] Типичные имена для этих сервисных наложений печати включают tSilk
/ bSilk
aka PLC
/ PLS
[21] [nb 1] или TSK
/ BSK
( EAGLE ), F.SilkS
/ B.SilkS
( KiCad ), PosiTop
/ PosiBot
( TARGET ), silkTop
/ silkBottom
( Fritzing ), SST
/ SSB
( OrCAD ), ST.PHO
/ SB.PHO
( PADS ), SEVS
/ SERS
( WEdirekt ) [22] или GTO
/ GBO
(Гербер и многие другие [23] ).
.PLC
.PLS