摘 要:移印,屬于特種印刷方式的一種,它能在不規(guī)則的產(chǎn)品表面印刷各種文字及圖案,可以單色印刷,也可以雙色或多色印刷,能夠一次印刷成功,不需要其他工序?,F(xiàn)在移印技術的應用非常多,例如日常使用的水杯、鍵盤、筆等,還有各種電子產(chǎn)品表面的印刷,都是采用移印完成的。現(xiàn)從移印的歷史、移印鋼板的制作、移印油墨的配置和移印膠頭的選擇等方面,介紹移印在實際生產(chǎn)中的應用和延伸。
關鍵詞:特種印刷;不規(guī)則平面;多色印刷
1? ? 移印的歷史
移印技術最早出現(xiàn)在歐洲,用于印刷手表的刻度盤,20世紀80年代傳入我國,其能在小面積、不規(guī)則凹凸面產(chǎn)品上進行印刷,具有很大的應用優(yōu)勢。隨著我國制造業(yè)的不斷發(fā)展,移印技術的應用越來越廣泛,電子、玩具、塑膠等各類產(chǎn)品表面印刷利用移印技術的比例占50%左右。雖然移印技術一直在發(fā)展,但直到今天,只是材料及技術有所改良,移印的4個組成部分并沒有發(fā)生改變,仍然還是印刷鋼片、印刷油墨、印刷膠頭和移印機器。
2? ? 移印鋼板的制作
第一步,先用清潔劑去除鋼板上的油污和灰塵,保證鋼板的絕對清潔。
第二步,將感光膠均勻覆蓋在鋼板表面,將感光膠面朝下,靠放在干凈的暗箱中,常溫下12 h后感光膠干燥,然后取出。
第三步,把菲林片貼在鋼板的表面,并用透明膠帶固定。
第四步,將曬版機玻璃清潔干凈,感光膠面緊貼曬版機玻璃。曝光參數(shù):一般情況曝光40 s,網(wǎng)點曝光8~10 s。
第五步,用顯影液沖洗20~40 s后用清水沖洗干凈,如發(fā)現(xiàn)顯影不足可反復使用顯影液加清水沖洗的方法,直至圖文完全出現(xiàn)后用電吹風吹干,用膠紙粘在不用蝕刻的位置進行補沙眼。
第六步,倒入腐蝕液進行腐蝕,腐蝕時間一般為1.8 min,按照不同的氣溫、不同的圖文線條粗細程度,腐蝕時間可做相應調(diào)整,然后用清水沖洗腐蝕液,一般腐蝕深度不超過0.5 mm,深度太深容易割壞膠頭。用洗版水沖洗掉感光膠,制版完成。
3? ? 移印油墨的配置(以印鋁件為例)
移印中使用的油墨在2 000年前就已經(jīng)出現(xiàn)了,我國是最先使用油墨的國家,早在西漢時期就開始使用墨,這種墨可以在竹簡上寫字,其某些成分與現(xiàn)在的油墨相同。北宋時期活字印刷術的發(fā)明提高了墨的使用效率;15世紀德國人用煙灰與亞麻油混合制成了當代油墨;19世紀隨著各種染料的發(fā)展,已經(jīng)能夠做出各種顏色的油墨。
第一步,事先準備調(diào)配需要的物品:油墨(紅色/黑色)、固化劑、稀釋劑、油杯、天平秤、攪拌棍。
第二步,將油杯放置在天平秤上,“去皮”后開始配制,配置紅色和黑色油墨的方法一致,故以配置紅色油墨為例進行說明。
配置方案以重量為比例:油墨:固化劑:稀釋劑=100:10:(10~15)。如油墨的重量為15 g,則固化劑為1.5 g,稀釋劑為1.5~2.3 g。
注意:
(1)油墨質(zhì)量不可低于15 g,否則會影響移印質(zhì)量,最常見的是油墨不能填充圖案,造成移印不完整。
(2)因溶劑量太小,故加固化劑和稀釋劑時建議先加在杯蓋上,然后再倒入油杯。
(3)按照比例配制好后,需要攪拌均勻,當提起攪拌棍時,油墨能連成一條細線往下流且細線不斷,則配置結(jié)束。
第三步,油墨配制結(jié)束后,用專用的油杯蓋子將調(diào)好的油墨蓋住,拿到機器旁。再用稀釋劑將移印鋼板擦拭干凈,將鋼板上有圖案的一面扣在油杯上,將鋼板和油杯一起顛倒后放在機器的相應位置上。
4? ? 移印膠頭的選擇
移印的原理是利用膠頭從鋼板的凹槽里取圖案,再通過氣缸將膠頭上的圖案按壓到產(chǎn)品表面,為保證能取到完整飽滿的圖案,故膠頭底部都是圓弧面,目的是在膠頭取圖案的過程中,氣缸將膠頭下壓,使得圓弧面變形,能排走凹槽里的空氣,取到飽滿的圖案。若膠頭底部做成平底,取油墨過程中,氣缸將膠頭下壓,但是平面會將圖案完全覆蓋,無法排走空氣,從而形成類似真空的區(qū)域,會導致不能完全取到圖案或所取圖案不飽滿,從而影響移印效果。膠頭形狀有圓形、扁平形,根據(jù)需要移印的圖案大小和順序選擇合適的膠頭也很有講究。
5? ? 移印機介紹
移印機從顏色上分主要有單色、雙色、多色等,從自動化程度上分為手動式、半自動式和全自動式。
手動移印機結(jié)構(gòu)簡單,缺點非常明顯,生產(chǎn)效率低,一旦批量印刷很難保證印件質(zhì)量的一致性;優(yōu)點是操作簡單,投資小,故還活躍在印刷市場。
目前市面上用得最多的是封閉式油盅系統(tǒng),這種系統(tǒng)在過去被認為是萬能型移印設計,油墨裝在一個封閉的油盅中,油盅可以平行移動給鋼板供墨。當油盅在鋼板正上方時,油墨可以流到鋼板上的圖文部分,而當油盅離開時,油盅上的刮墨環(huán)將非圖文部分的油墨刮掉。從環(huán)保角度講,這種設計避免了油漆敞開式暴露在空氣中,可最大程度地減少油漆、稀釋劑和固化劑氣味吸入對人造成的傷害。
6? ? 應用舉例
例:產(chǎn)品上有兩種不同圖案且顏色不一樣,圖1為移印前的毛坯,圖2為移印后效果。
此產(chǎn)品老的設計是公司商標是內(nèi)凹型的,然后在凹槽內(nèi)描相應的黑色和紅色,再通過銑床將高出設計的面銑平,以達到設計效果。這種方式的弊端是在接到訂單后,計劃部門需要提前安排噴粉,提前往凹槽內(nèi)描紅,再銑面,然后送到裝配車間組裝出貨。這個過程中會造成大量的中間庫存不說,公司內(nèi)物料轉(zhuǎn)運浪費、銑床換型的浪費、因為加工刀具鈍而造成的質(zhì)量問題等,都會直接影響到出貨,計劃部門需要提前3~4天安排生產(chǎn)。
后來公司做精益生產(chǎn)項目,從設計源頭將公司商標改成外凸,噴粉結(jié)束后直接將零件轉(zhuǎn)運到裝配車間,根據(jù)計劃部門的訂單開始移印,再裝配出貨。優(yōu)點是噴粉部門不需要提前安排噴粉,省去了描紅和銑面,出貨周期比以前縮短了2~3天。
下面就簡單說明移印過程中需要注意的事項,或許對有需要的公司有所幫助。
6.1? ? 選擇合適的移印機
整個產(chǎn)品由左右兩半組成,并且有紅黑兩種不同的顏色,故選擇四工位移印機(圖3),可同時移印,一次出一套產(chǎn)品,以滿足實際生產(chǎn)需要。
6.2? ? 選擇合適的膠頭
根據(jù)實際情況,確定商標需要用粉色圓形膠頭(圖4),為保證印出來的商標飽滿、完整,膠頭取圖案的位置不可在膠頭的正中間,否則有印不全的風險,從而確定了移印的順序,黑色必須先印,若先印紅色,粉色膠頭在下壓變形取油墨的過程中會壓到已經(jīng)印好的紅色,且紅色油墨會粘到膠頭上,粉色膠頭在下次取墨的過程中勢必會污染黑色的油盅,從而造成混色的風險,達不到質(zhì)量要求。印好黑色商標后再印紅色橫線,為防止混色,需選用四方的膠頭,且調(diào)整取圖案位置在膠頭的前面,以防止膠頭在下壓變形的過程中壓到已經(jīng)印好的黑色商標。因膠頭多次取墨,我們規(guī)定膠頭在移印30次左右時需要清潔,否則印在產(chǎn)品上的圖案會失真,溢出圖案邊界。清潔的方式是用透明膠布將膠頭上的圖案粘掉,可以裝自動清潔裝置,并在程序中設定數(shù)量,從而達到自動清潔的效果。
6.3? ? 選擇合適的烘干裝置
產(chǎn)品移印完畢后,表面油墨未干,若裝配過程中接觸到會破壞印好的圖案。油墨在常溫條件下靜置24 h會干,要在短時間內(nèi)使用需要加裝加熱裝置(圖5),我們設計加熱溫度最高為200 ℃,根據(jù)需要設定工作溫度為150 ℃,當實際溫度低于設定溫度時,加熱設備會自動加熱(圖6)。
加熱裝置參數(shù)計算:
(1)產(chǎn)品的寬度為100 mm,根據(jù)產(chǎn)品尺寸設定加熱裝置露出外面的長度為250 mm,以保證位置能同時放得下左右兩片(圖7)。
(2)主動輪的直徑為100 mm,根據(jù)移印機的循環(huán)時間可得到主動輪的速度為3.5 r/min,輸送帶每分鐘能行走的距離=3.14×100×3.5=1 099 mm,換算出輸送帶的速度約為18.32 mm/s。
(3)實際測得移印的循環(huán)時間為12 s,此時輸送帶走過的距離=18.32×12=219.84 mm,超過了兩片產(chǎn)品的寬度,消除了人等待機器的時間浪費。
(4)通過實驗得出油墨在150 ℃時1 min表面可干,因輸送帶每分鐘行走的距離為1 099 mm,從而確定輸送設備加熱裝置的最短長度為1 100 mm(圖8)。
因為此產(chǎn)品實際裝配總工時為8.5 min,其中純裝配時間為5 min,移印的速度遠高于裝配的速度,故我們在裝配前設置了一個類似接料框的裝置(圖9),同時規(guī)定移印人員在移印30套后即暫停移印,去裝配的后續(xù)工位,完成如清潔、包裝、折紙箱等輔助工作,使得工人的工作量相對均等,確保生產(chǎn)線流暢,從而達到公司設置的工時標準。
7? ? 結(jié)語
移印和絲印都是常見的印刷方式,絲網(wǎng)印刷先要把圖文內(nèi)容經(jīng)過曝光、硬化、顯影、烘干工序做在絲網(wǎng)板上,再在絲網(wǎng)板上倒上油墨,用刮板施加壓力讓油墨均勻地覆蓋網(wǎng)板上的圖文,油墨從圖文部分網(wǎng)孔內(nèi)被擠壓到待印產(chǎn)品上。絲網(wǎng)印刷要求待印產(chǎn)品表面平整或是規(guī)則的曲面,印刷的油墨厚,干燥時間長,盡管移印技術與絲網(wǎng)印刷有一些差別,但它們涉及的工藝領域極其相似。
[參考文獻]
[1] 移印[EB/OL].[2020-03-20].https://baike.baidu.com/
item/%E7%A7%BB%E5%8D%B0/8240738?fr=aladdin.
收稿日期:2020-03-25
作者簡介:姜志銘(1978—),男,江蘇人,機械工程師,研究方向:機械制造。