Что такое трафаретный принтер
Характеристика трафаретной печати
Достоинства трафаретной печати можно разделить на две группы: технологические и оформительские. Наиболее существенным технологическим достоинством трафаретной печати является возможность воспроизводить изображения на широчайшем спектре материалов и поверхностях разной геометрической формы. К оформительским достоинствам трафаретного способа относится возможность нанесения красочного слоя большой толщины (что позволяет получать насыщенные цвета на отпечатках), а также эффект рельефности.
Доля печатной продукции, производимой трафаретным способом, долгое время оставалась стабильно низкой, однако в последние несколько лет она начала увеличиваться. Это связано, с одной стороны, с повышением требований к качеству оформления печатной продукции, а с другой стороны, с уменьшением средних тиражей.
Параметры трафаретного печатного аппарата: ? — технологический зазор; ? — угол наклона ракеля; V — скорость перемещения ракеля относительно формы
Повышению роли трафаретного способа в полиграфическом производстве способствует также совершенствование технологии и оборудования. Наиболее важными являются следующие инновации:
• цифровое термоабляционное изготовление форм (используется в ризографии);
• разработка высоколиниатурных сеток (способствует улучшению качества печати за счет повышения разрешения трафаретных форм);
• использование УФ-отверждаемых красок (способствует улучшению качества печати, уменьшению габаритных размеров печатных машин, увеличению скорости работы многокрасочных машин за счет повышения скорости закрепления красок).
Трафаретный печатный аппарат
Наиболее важными элементами трафаретного печатного аппарата, определяющими качество оттисков, являются трафаретная форма и ракельный нож.
При установке формы в печатной машине обеспечивается наличие зазора между ее поверхностью и поверхностью запечатываемого материала.
График зависимости количества переносимой краски G от угла наклона ракеля
Для заполнения печатающих элементов формы краской, а также для создания полосы контакта между формой и запечатываемым материалом служит ракельный нож. При печатании под давлением ракеля поверхность формы прогибается на величину зазора. В образующейся полосе контакта формы и запечатываемого материала происходит перенос краски под действием гидродинамического давления, возникающего при взаимодействии ракеля, краски и поверхности формы.
Схема тигельной трафаретной машины: а — рабочий ход каретки с ракелями; b — холостой ход каретки с ракелями
Современные ракели изготавливаются из специальной, стойкой к растворителям резины или из полиэфир-уретана.
К важным характеристикам ракеля относятся твердость и геометрический профиль.
Необходимая твердость ракеля зависит главным образом от характера запечатываемой поверхности: чем выше ее шероховатость, тем более мягким должен быть ракель. От профиля ракеля зависят точность печати и толщина красочного слоя: ракель с закругленной кромкой переносит больше краски, чем острый. Вместе с тем при применении ракеля с закругленной кромкой снижается точность воспроизведения мелких деталей изображения. При выборе профиля ракеля принимаются во внимание характер запечатываемой поверхности и свойства краски.
Тигельная машина с поворачивающимся формодержателем Atmech Clamshell фирмы Liberty Screenprinting Machinery
Тигельная машина с вертикально опускающимся формодержателем и выдвигающимся столом Atmace Four Post фирмы Liberty Screenprinting Machinery
Широкоформатная тигельная машина Thieme 1000S фирмы Thieme
Большое влияние на краскоперенос оказывают угол установки ракеля и скорость его движения относительно поверхности формы. Уменьшение угла установки ракеля ведет к увеличению краскопереноса. При увеличении скорости движения ракеля повышается гидродинамическое давление, однако количество краски, переносимой на запечатываемый материал, уменьшается. Поэтому регулирование величины краскопереноса наиболее эффективно производить при помощи изменения угла установки ракеля.
Тигельный «3/4-автомат» Thieme 4000 фирмы Thieme
Тигельная многокрасочная машина Multiformula фирмы Siasprint Group
Карусельная машина Trooper Model 68 фирмы Lawson Screen Products
Классификация трафаретных печатных машин
Основными признаками для классификации трафаретных печатных машин являются:
• конфигурация запечатываемой поверхности;
• форма поверхностей печатной пары;
• количество печатных секций (красочность);
Печатно-отделочная линия на базе тигельной машины Galaxie 2005 фирмы Smag Graphique
В зависимости от конфигурации запечатываемой поверхности различают:
• машины для печати на плоских материалах, которые, в свою очередь, делятся на листовые и рулонные;
• машины для печати на объемных изделиях с плоской, цилиндрической или конической поверхностью.
По форме поверхностей печатной пары трафаретные машины делятся на следующие группы:
По степени автоматизации трафаретные машины делятся на следующие группы:
• ручные станки (процесс печатания, а также наклад и выклад листов производятся вручную);
• машины-полуавтоматы (процесс печатания автоматизирован, наклад и выклад листов или частично автоматизирован, или производится вручную);
• машины-автоматы (все операции автоматизированы);
В зависимости от количества печатных секций различают:
В зависимости от формата печати различают:
• машины малого формата (А3 и меньше);
• машины среднего формата (А2);
• машины большого формата (больше А1).
Мало- и среднеформатные машины используются для изготовления широкого спектра продукции, в том числе сувенирной продукции; машины большого формата применяются в основном при печати плакатов.
Машины для печати на плоских листовых и рулонных материалах
Тигельные трафаретные машины
Тигельные трафаретные машины представлены наибольшим количеством моделей. Они могут иметь любую степень автоматизации, различную красочность, позволять печатать продукцию различного формата на широчайшем спектре материалов.
Основными узлами тигельных машин являются:
• механизмы транспортировки запечатываемого материала.
Перенос краски на запечатываемый материал в тигельных машинах осуществляется благодаря перемещению ракеля относительно формы или формы и запечатываемого материала относительно ракеля. Вторая схема используется преимущественно в рулонных машинах-автоматах. В машинах подобной конструкции ракель совершает только вертикальное перемещение: опускается перед началом рабочего хода формы и поднимается после его окончания.
Схема плоскопечатной трафаретной машины: а — холостой ход формы; b — рабочий ход формы
Схема ротационной трафаретной машины
Наибольшее распространение получили устройства с подвижным в горизонтальной плоскости ракелем. В таких машинах ракель крепится на каретке, совершающей при печатании возвратно-поступательное движение. В машинах-полуавтоматах и автоматах, кроме печатного ракеля, используется также орошающий ракель. Часто ракели устанавливаются на одной каретке, так что при ее рабочем ходе производится печатание (с формой взаимодействует печатный ракель), а при холостом ходе орошающий ракель выравнивает слой краски на форме.
Для повышения качества печати современные машины могут оснащаться системами регулирования технологического зазора по нескольким точкам формы, независимыми приводами ракельной каретки и механизма подъема формы, раздельными высокоточными механизмами регулирования угла наклона и усилия прижима ракеля.
Для повышения удобства обслуживания полуавтоматических машин с вертикальным подъемом формодержателя стол в них может выполняться выдвижным.
В тигельных машинах для печати на тканевых изделиях и материалах стол не имеет вакуумной системы, а для фиксации тканевых полотен или изделий на его поверхности применяются клеи или липкие ленты.
Автоматизированная транспортировка листов между секциями в линейных многокрасочных машинах или между секцией и сушильным устройством в однокрасочных осуществляется с помощью вакуумных ленточных транспортеров и механических захватов. В карусельных машинах изделие крепится на подвижном столе, который перемещается между печатными секциями.
Плоскопечатные трафаретные машины
По плоскопечатной схеме строятся листовые однокрасочные машины-автоматы. От тигельных машин они отличаются более высокой производительностью, однако плоскопечатные машины не могут использоваться для печати на жестких материалах, например на толстом пластике или на листах металла.
В плоскопечатных машинах используется схема печатного аппарата с неподвижным в горизонтальном направлении ракелем. Печать осуществляется при перемещении формы, синхронизированном с вращением печатного цилиндра. Так же как и в тигельных машинах, для подвода к запечатываемому материалу или отвода от него форма совершает в вертикальной плоскости качательное или прямолинейное перемещение.
Для подачи листов в машину применяются самонаклады с устройством равнения листа тянущего или толкающего типа. Во время печати лист удерживается на поверхности печатного цилиндра при помощи вакуума.
Плоскопечатная машина Vitessa Classic G2 фирмы SPS
Плоскопечатная машина Vitessa Star фирмы SPS
В зависимости от характера движения печатного цилиндра различают реверсивные и стоп-цилиндровые плоскопечатные машины. В машинах первого типа печатный цилиндр вращается реверсивно, в машинах второго типа он делает один оборот за цикл с выстоем в момент приема листа.
Ротационные трафаретные машины
При ротационной трафаретной печати красочный аппарат и ракель размещаются внутри трафаретного цилиндра. Печать производится при синхронном вращении трафаретной формы и печатного цилиндра и неподвижном ракельном ноже.
Именно в комбинированных машинах, предназначенных для изготовления этикеточной и упаковочной продукции, и оказались наиболее востребованы ротационные трафаретные устройства.
Машины для печати на объемных изделиях
Трафаретный способ широко используется для печати на объемных изделиях, в частности различной упаковочной продукции. По сравнению с тампонной печатью, также применяющейся в этой области, трафаретная печать не имеет жестких ограничений по формату.
Универсальная машина для печати на объемных изделиях AT-500FAB/E фирмы Liberty Screenprinting Machinery
Ротационная машина Sprimatic RS 700 фирмы Sprimag
Печатный аппарат машины Sprimatic RS 700
При печати на объемных изделиях цилиндрической или конической формы реализуется плоскопечатный принцип, причем роль опорной поверхности в этом случае выполняет само изделие. Если оно изготовлено из эластичного материала, склонного к значительным деформациям в процессе печати, то для придания жесткости внутрь изделия может нагнетаться сжатый воздух. Изделие центрируется и закрепляется в специальном фиксирующем устройстве, а при печати приводится во вращение. Как правило, печать осуществляется при перемещении формы, синхронизированном с вращением изделия, и при неподвижном ракеле. В случае использования схемы с подвижным ракелем необходимо синхронно с ним перемещать вращающееся изделие.
Сушильные устройства
Сушильные устройства, используемые в трафаретной печати, отличаются высокой мощностью, что связано с большой толщиной наносимого слоя краски.
Сушильное устройство горячим воздухом Flexy Therm фирмы Argon
УФ-сушилка Dual фирмы Argon
В зависимости от типа красок в сушильных устройствах может использоваться обдув горячим воздухом, облучение оттиска ИК- или УФ-излучением.
Цель операции трафаретной печати – нанесение заданного количества паяльной пасты на контактные площадки с определенной точностью и контролируемой повторяемостью. Получающиеся в результате пайки оплавлением паяные соединения обеспечивают электрический контакт компонентов с ПП. С развитием технологии трафаретной печати до уровня, позволяющего наносить пасту на контактные площадки под компоненты с малым шагом выводов, необходимо понимать, какие параметры влияют на результат и как ими управлять.
Качество нанесения пасты значительно влияет как на установку компонентов, так и на пайку. На рис. 1 схематически показана последовательность действий во время трафаретной печати. Паяльная паста продавливается ракелем через отверстия (апертуры) металлического трафарета на ПП. Наиболее важными шагами являются движение пасты перед ракелем, затекание пасты в отверстия, выравнивание отпечатков и разделение трафарета с ПП.
a) Загрузка ПП
б) Прижим ракеля
в) Нанесение паяльной пасты
г) Поднятие ракеля, разделение трафарета с ПП
д) Загрузка следующей ПП
е) Прижим ракеля
ж) Нанесение паяльной пасты
з) Поднятие ракеля, разделение трафарета с ПП
Рис. 1 Процесс трафаретной печати
На этапе трафаретной печати возникает значительная доля дефектов, нередко превышая 60 % от всех дефектов после пайки. Однако когда технологические требования к материалам, конструкции и оборудованию соблюдены (то есть процесс хорошо управляем), доля дефектов, возникающих во время операции трафаретной печати, может быть менее трети при суммарном уровне дефектов 100 ppm.
Масса припоя, необходимого для создания надежного соединения, различна для разных компонентов, зависит от размеров и формы выводов. Поэтому для заданной паяльной пасты наносимый объем должен адаптироваться под каждый компонент. При трафаретной печати это достигается путем подбора размеров отверстий трафарета: длины, ширины, высоты. Для определения необходимого количества паяльной пасты также использовались размеры контактных площадок. Расчет массы и объема припоя может быть произведен по следующей формуле:
где M – масса припоя,
Hпр– объемная доля припоя в пасте (примерно 50 %, что составляет 89 % по массе),
Pпр– плотность припоя (около 8,5 мг/мм 3 ).
Количество паяльной пасты на 1 мм 2 контактной площадки может быть рассчитан так:
,
где A – необходимое количество паяльной пасты, мг/мм 2 ,
V – объем отверстия трафарета, мм 3 ,
Pп – плотность пасты, мг/мм 3 ,
O – площадь поверхности контактной площадки, мм 2 .
На толщину трафарета и конструкцию отверстий оказывают влияние различные факторы, в том числе тип электронных компонентов, размеры контактных площадок, тип паяльной пасты и другие факторы.
Правило трех шариков является простой формулой для определения толщины и минимальной ширины отверстий трафарета в зависимости от размеров частиц припоя входящих в состав паяльной пасты. Правило трех шариков гласит: максимальная толщина трафарета должна быть близка трем максимальным диаметрам частиц припоя, входящих в состав паяльной пасты. Минимальная ширина отверстия трафарета тоже должна быть равна трем максимальным диаметрам шариков припоя. Однако с точки зрения обеспечения высокой надежности паяных соединений, хорошей и стабильной формы отпечатков паяльной пасты независимо от метода изготовления трафарета предпочтительная ширина отверстий трафарета должна быть не меньше пяти диаметров частиц припоя.
Рис. 2 Предпочтительная минимальная ширина отверстия трафарета равна 5 шарикам припоя.
Таким образом, для большинства применений рекомендуется использовать трафареты толщиной 125-200 мкм. Трафареты толщиной меньше 100 мкм применять не рекомендуется, т.к. они легко деформируются при многократном проходе ракеля.
Одно из основных правил конструирования отверстий трафарета заключается в том, что размер отверстий должен быть уменьшен по сравнению с размерами контактных площадок. Уменьшение размера отверстий трафарета или даже изменение геометрической формы вызваны необходимостью улучшения результатов нанесения паяльной пасты, пайки и очистки трафарета.
Уменьшение размеров отверстий трафарета снижает вероятность неточного совмещения и нанесения пасты на контактные площадки без образования шариков и перемычек припоя в процессе пайки.
Рекомендуемый размер отверстий трафарета составляет 75-90 % от размера контактной площадки. Общее правило для интегральных микросхем: размер отверстий трафарета должен быть на 0,1 мм меньше размера контактных площадок, но не меньше ½ шага выводов компонента.
Рис. 3 Конструкция отверстий трафарета для предотвращения образования шариков припоя
Для снижения вероятности образования шариков припоя за счет выдавливания паяльной пасты за пределы контактных площадок при установке чип-компонентов может использоваться специальная конструкция отверстий трафарета (рис. 3). Эти рекомендации основаны на требованиях международного стандарта IPC-7525 «Руководство по конструированию трафаретов».
Для предотвращения вычерпывания паяльной пасты при нанесении на большие контактные площадки рекомендуется поделить большие отверстия трафарета на несколько с меньшими размерами: 2,0 х 2,0 мм максимум (рис. 4).
Рис. 4. Уменьшенные отверстия трафарета для крупных контактных площадок
Влияние конструкции трафарета на заполнение паяльной пастой контактных площадок.
Количество паяльной пасты, которое наносится на контактные площадки, определяется размером отверстий трафарета и толщиной фольги трафарета. Паяльная паста должна полностью заполнять поверхность контактных площадок после разделения трафарета с ПП. С точки зрения конструкции трафарета существует вероятность неполного заполнения поверхности контактных площадок из-за прилипания паяльной пасты к стенкам трафарета. На это оказывают влияние три фактора:
1. Соотношение между площадью стенок трафарета и контактной площадкой. Общее правило для качественного нанесения паяльной пасты: отношение ширины отверстия (L) трафарета к толщине (e) должно составлять не менее 1,5 (рис. 5), а отношение площади контактной площадки к площади стенок отверстия трафарета – не менее 0,66. Если площадь контактных площадок больше чем 66 % площади стенок трафарета, то можно гарантировать полное нанесение паяльной пасты на контактные площадки.
Рис. 5. Соотношение между площадью стенок трафарета и контактной площадкой
2. Форма стенок отверстий трафарета. Для уменьшения прилипания паяльной пасты к стенкам трафарета рекомендуется делать углы отверстий в трафарете рис. 6.).
Рис. 6. Скругленные углы отверстий трафарета
3. Финишная обработка стенок трафарета. Обработка отверстий после изготовления трафарета улучшает результаты трафаретной печати.
Срок службы трафаретов. В зависимости от материалов трафарета и ракеля срок жизни трафаретов может составлять от 10 000 до 50 000 проходов ракеля (металлические ракели приводят к большему износу трафаретов). По некоторым данным срок жизни трафаретов из нержавеющей стали может составлять до 300 000 проходов ракеля, однако длительное использование трафаретов приводит к деформации, уменьшению их толщины и стиранию реперных знаков.
Основные технологические параметры процесса трафаретной печати:
- усилие прижима ракеля к трафарету;
- скорость движения ракеля;
- зазор между трафаретом и ПП;
- угол наклона ракеля;
- твердость ракеля;
- температура.
Рис. 7. Силы, действующие на ракель в процессе нанесения пасты
Связь между многочисленными силами и параметрами может быть описана при помощи основных законов гидромеханики. Паяльная паста продавливается через отверстия под действием гидродинамического давления, действующего на ракель и трафарет. Гидродинамическое давление пасты на ракель приводит к возникновению подъемной силы (Fпод), которая вместе с усилием ракеля (Fр) результируется в равнодействующей силе Fравн (рис. 7). Это описывается следующим соотношением:
Подъемная сила в уравнении создается гидродинамическим давлением пасты, действующим на ракель. Это давление приближенно выражается так:
из чего следует
,
где η – вязкость пасты;
V – скорость движения ракеля;
r – ширина области контакта валика пасты с трафаретом;
α – угол наклона ракеля;
f(α) – геометрическая функция α (значение которой уменьшается с 5 при α=60° до 4 при α=70°);
f(Q) – функция, зависящая от количества пасты перед ракелем (значение которой увеличивается при повышение количества пасты).
Критерий оценки качества трафаретной печати – очистка верхней поверхности трафарета от пасты при проходе ракеля.
Усилие. Усилие оказывает существенное влияние на процесс нанесения пасты. Эмпирическое правило: 1 кг / 100 мм длины ракеля при скорости 10 мм/с. Но это приблизительное значение, с которого следует начинать подбор. При этом при увеличении скорости в два раза усилие также следует удвоить.
В идеале, скорость движения ракеля и усилие должны задаваться так, чтобы верхняя поверхность трафарета оставалась чистой. Если усилие недостаточно, паста будет размазываться по трафарету, высота отпечатков будет слишком большой и трудно контролируемой. Если усилие слишком велико, ракель будет вычерпывать пасту из отверстий трафарета, что приведет к малой высоте отпечатков. Если длина ракеля существенно превышает длину ПП, при использовании металлических ракелей слишком большое усилие может привести к изменению угла наклона ракеля из-за его деформации.
Использование твердого ракеля может снизить влияния данного эффекта. Однако при использовании ступенчатого трафарета ракель должен быть достаточно гибким для прогибания в области минимальной толщины, в которой имеются отверстия.
Если усилие слишком велико, будет наблюдаться не только вычерпывание, но и паста будет затекать под трафарет и стремиться образовывать перемычки. Это приведет к необходимости частой очистки нижней поверхности трафарета.
Как только определено подходящее усилие, системы создания давления с обратной связью, применяемые в автоматах трафаретной печати, будут поддерживать заданное значение во время нанесения пасты, обеспечивая повторяемость и устраняя необходимость регулировки.
Скорость движения ракеля. Скорость движения ракеля обычно задается в соответствии с вязкостью пасты. Чем больше вязкость, тем меньше скорость движения ракеля, следовательно, чем меньше вязкость, тем выше скорость. Как правило, скорость движения ракеля выбирается в пределах 12-50 мм/с.
Проблема, связанная со скоростью движения ракеля, заключается в недостаточном времени для заполнения пастой отверстий трафарета. Если выбрана скорость, равная 12 мм/с, то заполнение пастой отверстия шириной 0,3 мм потребует 25 мс. Следовательно, скорость движения ракеля может быть снижена, чтобы увеличить вероятность успешного нанесения пасты через такие малые отверстия или потребуется изменение конструкции трафарета. Необходимо заметить, что уменьшение скорости движения ракеля приведет к увеличению давления на пасту. И наоборот, увеличение скорости движения снизит прилагаемое давление. Изменение скорости движения ракеля повлечет за собой корректировку усилия.
В настоящее время существует целый класс паст, предназначенных для нанесения на повышенной скорости. Эти пасты характеризуются высоким тиксотропным коэффициентом, благодаря чему при приложении усилия вязкость ее резко уменьшается, и паста продавливается в отверстия трафарета. После снятия усилия вязкость быстро восстанавливается до первоначального значения. При использовании паст такого типа возможно качественное нанесение пасты под компоненты с шагом 0,5 мм со скоростью около 100 мм/с.
Твердость ракеля. Твердость ракелей определяется по методу Шора. Существует несколько уровней твердости ракелей. Наиболее широко применяются ракели трех типов:
- мягкий, с твердостью 65 единиц;
- средний, с твердостью 75 единиц;
- жесткий, с твердостью 90 единиц.
Тип ракеля подбирается под трафарет: ракель средней жесткости для ступенчатого трафарета, жесткий – для трафарета фиксированной толщины.
Важно правильно установить ракель в держателе. Если ракель расположен неровно, то и отпечатки будут неровными. Это проявляется тем заметнее, чем выше твердость ракеля. Мягкий ракель будет стремиться самовыравниваться, хотя вероятность вычерпывания пасты из отверстий трафарета высока. Отклонение ракеля от горизонтального положения может компенсироваться увеличением усилия, но вновь будет происходить вычерпывание пасты.
В настоящее время наиболее широко используются металлические ракели, так как они обеспечивают лучшее управление технологическим процессом. Как правило, срок службы металлических ракелей большой, и их применение позволяет снизить вероятность вычерпывания пасты. Развитие в области конструирования ракелей привело к появлению различных покрытий, скругленных краев, увеличивающих срок службы трафарета, а также к использованию ракелей с различными углами наклона. Уменьшение угла наклона ракеля увеличивает качество и повторяемость нанесения пасты на контактные площадки под компоненты с малым шагом выводов. Металлические ракели «полируют» поверхность трафарета, что является одним из их отличий от полиуретановых ракелей.
Прежде чем купить трафаретный станок, стоит подробнее узнать о возможностях и техническом потенциале данного оборудования — это поможет более рационально вложить денежные средства и спрогнозировать будущий коммерческий успех.
Принцип трафаретной печати
Сам принцип трафаретной печати прост: чтобы получить отпечаток на изделии, через сетку трафаретной печатной формы продавливается краска. Трафаретная печатная форма представляет собой конструкцию, которая состоит из рамки и сетки из синтетического волокна, натягиваемой на рамку. Нужное изображение засвечивается, а благодаря предварительно нанесенной фотоэмульсии некоторые ячейки остаются закрытыми от проникновения краски, другие же пропускают краску.
Преимущества данной технологии заключаются в широчайшем выборе материалов, возможности отпечатки больших форматов, низких затратах и практически ничем не ограниченным простором для творчества.
Для выполнения сложных графических работ используются современные трафаретные станки с микрометрическими приводками. Даже если в работе не планируется использование множества цветов цветов, а сам станок будет состоять лишь из одного стола, стоит предпочесть модели с микроприводками. Микроприводки используют для плавного перемещения рамки во всех направлениях, что способствует точному совпадению цветов.
Возможности трафаретных станков
Одним из наиболее ценных качеств этого полиграфичесого оборудования является его универсальность — отдельные модели трафаретных станков могут работать как с плоскими поверхностями, так и с цилиндрическими объектами.
Печать по цилиндрическим поверхностям — используя технологии тампопечати и шелкографии, трафаретные станки наносят краску на кружки, стаканы, сувенирную продукцию или на комплектующие материалы промышленной продукции.
При небольших тиражах (до 1000 изделий) следует предпочесть трафаретную печать методом шелкографии, тогда как тампопечать больше подойдет для производства, ориентированного на большие объемы продукции.
Трафаретная печать по текстилю и плоским поверхностям востребована практически постоянно, особенно в теплый сезон, когда спрос на футболки, майки, кепки и другие изделия с красочными изображениями существенно возрастает. В этом случае стоит обратить внимание на карусельные трафаретные станки — они оснащены несколькими печатными столами и секциями, а слои краски можно наносить, не снимая изделие со стола. Это, в свою очередь, способствует увеличению объема производства, недостижимому при использовании обычных ручных станков с одним печатным узлом.
Некоторые станки для трафаретной печати могут модернизироваться до шести секций, что также положительно влияет на их общую производительность. Хорошо, если печатные столы трафаретных станков покрыты резиной высокого качества, стойкой к воздействию растворителей, красок и высоких температур. Общее качество конструкции станка, его механизмов и деталей должны обеспечивать продолжительный срок службы, поэтому при покупке данного оборудования стоит отдавать предпочтением известным производителям.
Типы трафаретных станков
Ручные трафаретные станки — все операции, проводимые на данном оборудовании, выполняются вручную: перемещение ракеля, подъем и опускание рамы. Так как настройка оборудования выполняется в ручном режиме, то такие станки используются в производстве с небольшим тиражом выпускаемой печатной продукции.
Полуавтоматические станки — имеют явные преимущества перед ручными моделями. Они экономичны, пригодны для выпуска большого тиража продукции, имеют точные настройки и могут быть дополнены полезными устройствами. Так, полуавтоматические трафаретные станки оснащаются сушкой, прессом горячего тиснения, пневматическим зажимом рамы, блоком охлаждения. Станки снабжены полуавтоматическими системами передвижения ракеля, подъема и опускания рамы, которые облегчают труд оператора и улучшают производительность.
Для полуавтоматов важной характеристикой является тип привода и система управления им. Привод может быть пневмоническим или электрическим. Система управления — сенсорный экран, панель управления, пульт. При работе на полуавтоматических станках часть операций осуществляется автоматически, при помощи команд оператора, которому остается лишь менять изделия для печати.
Автоматические печатные станки — все печатные операции на станках этого типа осуществляются в автоматическом режиме. Автоматы могут комплектоваться сушкой и устройством для охлаждения. Есть также автоматические станки «3/4», в которых все процессы автоматизированы, накладка осуществляется вручную, а снятие печатного материала — автоматическое.
Особенности выбора
При подборе подходящей модели трафаретного станка, необходимо обратить внимание на следующие технические параметры:
Узнать дополнительную информацию об этом оборудовании, получить профессиональные рекомендации по выбору подходящей модели, а также купить трафаретный станок нужной вам конфигурации вы сможете, обратившись за консультацией к нашим специалистам.
Связаться с менеджерами отдела продаж можно по многоканальному телефону (для московских клиентов) или позвонив на бесплатный номер (для региональных клиентов).
Статья опубликована в журнале
«Электронные компоненты» № 1’ 2013
Часто именно этим вопросом задаётся производитель в начале проектирования участка поверхностного монтажа. В связи с этим, сравним две системы, предназначенные для производств мелкой серии, и находящиеся в одном ценовом диапазоне: полуавтоматический принтер Uniprint Go3 (производство компании «PBT Rožnov p.R. s.r.o.») и автоматический дозатор паяльной пасты и клея MD50 (производство компании «Mechatronika sp. J.»).
Первое, на что нужно обратить внимание – серийность и количество типов изделий РЭА. На единичных производствах, занимающихся разработкой прототипов, достаточно расточительно изготавливать новый трафарет на каждое новое изделие.
Поэтому для участков производства с большой номенклатурой изделий мы рекомендуем выбирать дозатор, при использовании которого нет необходимости иметь отдельный трафарет под каждый тип платы. Если же количество типов изделий невелико и важен высокий тираж, более оптимальным решением является использование трафаретного принтера. Особенно это преимущество заметно для сложных плат с большим количеством компонентов и микросхем с мелким шагом.
Качество нанесения паяльной пасты в обоих системах выполнено на высоком уровне. В дозаторе это обеспечивается точной регулировкой высоты иглы, а также приводами по осям X и Y с установленными микрошаговыми двигателями и линейными магнитными энкодерами, которые позволяют добиться точности позиционирования головы в 5 микрон. Кроме того, в насадке дозатора встроен термодатчик с нагревателем, позволяющий следить и изменять вязкость дозируемого материала.
В трафаретном принтере установлены 2 ракеля, угол наклона которых обеспечивает оптимальное заполнение апертур трафарета паяльной пастой. Давление ракеля можно регулировать. Для улучшения качества оттиска пасты следует запустить печать в два прохода. Кроме того, можно изменить скорость движения ракелей. Система плавного опускания печатного стола позволяет произвести отсоединение платы от трафарета без размазывания нанесенного материала. Также на качество печати влияет натяжение трафарета, что зависит от выбора рамки. Наибольшее качество обеспечивают рамки с пневматическим натяжением.
Следующим важным фактором, на который мы бы хотели обратить Ваше внимание, является система переналадки на новое изделие – изготовление нового трафарета для принтера в противовес необходимости программирования дозатора. Встроенный в дозатор CAD-конвертер позволяет быстро переносить информацию из различных типов CAD-данных, существенно уменьшая время программирования. Кроме того, программирование можно произвести вручную.
В качестве реперных меток можно использовать любые отметки на плате, включая монтажные отверстия и контактные площадки без нанесенной пасты. После распознавания образа печатной платы можно запускать программу дозирования. В принтере же заготовку печатной платы необходимо расположить на фиксирующих пинах и вакуумных захватах рабочего стола. Трафарет необходимо закрепить в специальной рамке, затем установить ее в принтер, после чего можно приступать к печати.
В заключение отметим различие процесса центрирования. В дозаторе установлена система оптического центрирования, поэтому точность нанесения не зависит от человеческого фактора. Совмещение трафарета и платы в принтере производится при помощи специальных регулировок по осям X и Y. Принтер опционально можно оснастить видео-системой, состоящей из двух камер и двух мониторов, что позволяет добиться более качественного совмещения между платой и трафаретом, а также упростить работу оператора.
Производители обоих систем существуют на европейском рынке уже более 20 лет и являются ведущими компаниями мира по производству оборудования для поверхностного монтажа мелкой серии. Очевидно, что выбор непростой, и каждый производитель при проектировании участка поверхностного монтажа вынужден делать выбор в пользу принтера или дозатора в соответствии со своими задачами.
Читайте также: