导lead语
? ? ? 在软包厂生产过程中,由于操作不当造成的事故时有发生,塑料凹版印刷机各个操作程序及注意事项是怎么样的?本文逐一罗列,大家拿捏不准时候及时对照一下。
一、塑料凹版印刷机的印刷工艺流程
薄膜放卷→张力控制→印刷第一色→干燥→套印第二色→干燥→套印第三色→干燥→套印第四色→干燥→牵引→收卷
二、塑料凹版印刷机的操作程序
1、准备工作
①检查印刷机周围是否有灰尘、垃圾以及同印刷无关的杂物,检查通风排气设施是否完好。
②检查原辅材料是否备足,是否符合印刷要求。塑料薄膜的印刷,要求待印基材膜符合以下要求:表面光滑平整,无明显僵块、黄黑点、孔洞,五过多的皱褶;待印基材薄膜的平均厚度误差应在10%以内(1m印刷宽度时),平均厚度误差的计算公式可参见干式复合基材膜的要求;在印刷压力下,待印基材膜的伸长率应在1%以内;待印基材膜的表面张力应≥40dyn/cm;事先了解基材薄膜同印刷油墨之间的亲和性情况,对于易与印刷墨中溶剂溶解和溶胀的薄膜,印刷速度和油墨的浓度可大一些。涂布基材膜涂布层印刷时,应了解涂布树脂同油墨的附着力如何。
③检查版辊质量。注意后一套色的版辊应略大于前一色,如:第二色版辊的周长应大于第一以版辊周长1%,至少应当稍大或相等,绝对不可比第一色小,否则无法套印正确。检查版辊图案、色标情况。
④检查印机传送、送料、走料、干燥、上墨、牵引和卷取各部分是否有卡阻现象,润滑部分注入润滑油,油路是否顺畅,仪器仪表是否完好。如设备上有油墨黏度自动控制仪的话,应调节印刷油墨的黏度在14~18s的设定值上,并在其中倒入混合溶剂,同墨槽用墨泵相连接。检查电脑自动对版装置。
⑤调配好油墨,选择同打样色标一样的原色油墨。
2、装版
装版时要注意版子的左右面,卡紧锥体时不能过紧,防止把铜版辊胀裂,过松,印刷时会“逃版”。按照印刷色序来安装版辊。里印刷的印刷色序是金银墨→黑墨→原青→原黄→原红→白墨。正印刷时刚好相反:白墨→品红墨→黄墨→青墨→黑墨→金银墨。
3、上刮墨刀
刮墨刀一般采用薄钢片,厚度在0.15~0.55mm之间。刮墨刀同印辊接触点切线之间的角度在15°~45°之间,小于15°,油墨不易刮净;大于45°,对印版和刮刀的损伤都比较重,易把印版镀铬层刮坏。刮墨刀压力不易过大,太大,易损坏印版;过小。不易刮净油墨。刮墨刀使用旧了的时候,可以用280~400目油石,从左向右均匀地沾上机油研磨,或者用800目以上金相砂皮纸沾上机油把刮墨刀连同刀架一起卸下后夹在夹具上均匀研磨,防止刮刀伤害人的手指。
刮墨刀与硬刀衬片重叠后置于上下夹持板中间,用螺栓栓紧。操作时螺栓要从中间向左右两端对称的拧紧,以免刀片弯曲。刮墨刀伸出硬刀衬片的长度为10~20mm,伸出长度过长,刮墨刀柔软,不易刮清;过短,刚性增加,刮擦太大,易损刀损版。硬刀衬片厚度易为0.8~1.8mm。
4、开机印刷
凹版轮转机,一般采用无极变速系统控制印刷速度,为了使各色印刷单元同步,采用一个主电机和无级变速器,用一根长的转动轴带动整个印刷系统。开动墨泵,检查墨泵是否倒转。在各色印版离合器脱离的状况下启动主电机,检查变速器变速情况,然后开干燥器和鼓风机,在低速下合上离合器,进行套色。以第一色为基准,启动点动开关进行第二、第三、第四的纵向套色校准;然后仍以第一色为基准,进行第二、第三、第四色横向套色对准,横向的套色用手轮微调对准。
纵横向套色对准后,加快印刷速度。如没有全自动电脑对版装置的,则印刷速度无论是卫星式轮转机还是组合式轮转机,不要超过40m/min。超过40m/min,肉眼无法跟踪观察,一般控制在25~30m/min即可。操作工人应密切注意套色情况,随时手工调节。如有全自动电脑对版装置,则应把操作模式打在自动对版上,这时,电脑能自动跟踪,发现偏离情况,会自动发出纠正信号,使版辊或基材移动,重新对准。
在进口设备上,有一加热辊,待印基材放卷后,使基材能加热到50℃左右,然后进入第一色印刷单元。基材温热有利于印刷油墨的粘附力的提高和干燥。涂上油墨后,油墨进入干燥器,干燥器温度的排布以低-高-低的形式设定,便于快速干燥。不能印刷后立即进入高度干燥,这样容易使油墨层表面结成一层膜,组织里面溶剂的挥发干燥,结果印刷品干燥不够,堆放中易反粘。
印刷基材不同张力控制不同。对bopp膜而言,每米宽度的张力控制设定在5~8kgf(49~78.4n)较好,双向拉伸尼龙薄膜的印刷张力控制在78.4~98n,而双向拉伸pet薄膜的印刷张力控制在98~117.6n。如果不足1米宽,则乘上其宽度同1m的比值即可,如0.7m。则上述张力乘0.7即可。
当印刷已经吸湿了的尼龙薄膜时,会发生印墨附着力下降和印刷边缘往外溢墨的现象,这时,可将第一色的干燥器打开,再把第一色版辊放在第二色位置上,各色后移一个单元。第一色就成了尼龙薄膜干燥位置,干燥温度可设定在80~90℃。
5、印刷结束后的工作
印刷任务完成后停止主电机,印刷基材停止给料。压印辊提升,刮刀脱离印刷版面,停止墨泵,倒出剩余油墨,清洗印版表面,直到无残留印墨,取下已印刷了的基材,关闭干燥器电加热,清洁地面。当印版不再使用时,把印版卸下,两端架起,放在专用的印版架上。如长期不用,则包好放置在仓库。一组印辊应放在一起,避免搅乱,外面要贴上标签,并注明了已印刷了多少印次,以备随时使用。
前序:电子工程3d打印产品性能如电阻率、损耗、机械强度等一系列性能均是由打印材料所决定,因而打印最终的核心也在于基础材料的制备。目前导电纳米银等相关油墨已经商业化了,主要应用于印刷电子中如rfid天线、传感器、太阳能电池等领域。然而高性能的油墨仍主要来源于国外生产,国产油墨在性能及商业化与国外仍有一定差距,随着3d打印电子领域、印刷电子的发展,在电子行业细分领域的油墨有必要储备研发以应对未来的需求缺口。本文分享了来自美国simon fried?关于3d打印pcb中导电油墨的一些看法。
用于电子和机械产品3d打印的工艺和材料已经非常广泛了,而对于产品设计师的创新想法仍在持续扩展。当这些想法遇到新的电子产品时,尤其是对pcbs,这些材料的应用依赖于生产流程中独特的增材制造工艺。
这意味着设计师需要在设计环节考虑他们所用生产方式的工艺流程,因为这些工艺流程由于设备自身架构的问题会带来一些加工制造的局限性。金属材料沉积工艺通常会经历高温过程或者需要激光将材料熔化成固态导电体。由于这些工艺依赖于基板、量产及设备架构的原因,对于pcb加工制造来说这些工艺或许不是最佳的选择。
金纳米颗粒的tem图像
作为增材制造电子产品材料的新种类,在设计环节需考虑到导电油墨有它的优势和不足。固化后导电油墨的机械性能和电性能将影响到它在产品中的应用范围。尽管如此,导电油墨具有简单的合成方式,并且可以快速融入现有的打印工艺,使得它对3d打印电子而言是一个非常有吸引力的选择。
哪些材料可以用于3d打印电路板?
导电油墨是一种金属纳米粒子在主体溶剂中的悬浮态。纳米颗粒在溶剂中随着时间聚集成较大的团簇体。因而这些纳米颗粒之间需要形成一种配位体结构阻止它们在悬浮态中团聚。这种配位体和主溶剂的选择会影响悬浮液的粘度和在基板上的亲水性。这些特点都是在选择基板时配合使用哪种导电油墨及合适的沉积工艺过程中需要考虑的。
一旦这些纳米悬浮液沉积后,悬浮液中的溶剂会蒸发,金属颗粒必须熔合成一个固态导体。这可能涉及到高温工艺流程,像热处理、或者低温处理,像光学辅助的烧结,uv曝光等。当所选择的导电油墨大致符合你的设备和生产工艺时,这些细节方面都是需要考虑到的。
? ? ? 导电油墨的优势与不足
在3d打印电子产品中使用导电油墨的主要优势在于它的灵活性。它们可以很容易地沉积于各种平面和非平面的基材上。导电油墨是可以适用于喷墨或气溶胶喷射打印。沉积于基板上的效果是决定这种油墨是不是合适的。陶瓷或者其他硬质基板可以匹配更高的热处理温度且不会出现性能退化。但当选择一块有机基板时则会需要较低的热处理温度。
导电油墨可以从很大的范围的纳米金属颗粒中制备。只要纳米颗粒可以用合适的配位体连接,粘度和油墨的亲水性能可以通过选择合适的悬浮溶剂来适应沉积工艺,或者通过添加剂和表面活性剂来调整。
尽管各种形态和尺寸的金属纳米颗粒已经商业化了,但并不是所有的增材制造系统和供料系统可以适用这些金属材料。在喷墨打印和气溶胶喷射打印过程中为了保证喷孔不堵,因而用于阻止材料团聚的配位体至关重要。至少要保证配位体在沉积之前进行添加或更换,然而这无疑将会使这些昂贵的材料成本进一步增加。
因此,打印系统供应商会花大量的时间用于将这些材料和他们的系统协调一致,并且对第三方而言想要合成合成新的导电油墨来适用他们的系统这将会非常困难。然而对于增材制造的发展空间材料这块仍是很大的空缺,可适用的材料范围仍有望扩大。
纳米导电油墨的固化温度这方面仍被视为是一项劣势。纳米颗粒的熔化温度与其纳米颗粒的尺寸成比例关系,这是需要在打印工艺中考虑的。对于一些导电油墨而言如果工艺流程中固化温度太低,纳米颗粒则不会熔化成为一个连续的固体薄膜,任何残存在薄膜内结构缺陷将会降低导电率和机械强度。
适用于导电油墨及介电油墨打印的喷墨系统(nanodimension)
? ? ?用于喷墨打印的导电油墨
在电子增材制造领域中导电油墨喷墨打印中的应用并不算是什么显著的进步。因为制造工艺流程中的温度可以相当低,且可以采用光学辅助固化,但导电油墨可以很快适应于复合沉积导电油墨和介质基材的喷墨系统中。相比气溶胶喷射沉积、激光直接成型(lds)或者熔融沉积(fdm),这是一个很大的优势。
??同时沉积导电油墨和介电油墨,随后采用高密度能量的光源同时固化,这种工艺相比气溶胶沉积、fdm、lds或其他类似的工艺可以提供更高的产量。这样可以允许pcb通过层层沉积成型,也使喷墨打印成为制造pcb板或其他非平面的几何体自然而然的选择。
??这种由喷墨打印和复合沉积导电油墨和介电油墨技术所带来的灵活性,能够为设计者在采用这项独特的系统制作pcb过程中提供很大的自由。多层互联的几何结构并不局限于pcb、天线类的导电体、传感器或者绝缘体中传统的线路和垂直互联孔,这些都可以通过喷墨沉积应用于非平面几何体。设计者应用这类型的系统可以使设计思路从传统的设计束缚中解脱出来。
??尽管导电油墨有一些自身的优势和不足,但不能否认对于3d打印成型特殊的电子结构体而言它们是一种非常具有潜力材料。目前nano已经采用了喷墨复合沉积技术为客户提供了应用于电子设计及打印的创新型爱游戏平台的解决方案。下表附上nano的导电油墨性能,下图为nano油墨的纳米颗粒形貌。
表 nanodimension 导电纳米银油墨性能(agcite)
属性数据粘度@35℃(喷射温度)5-35 cp表面张力27-37 mn/m密度1.3-2.7 g/ml(取决于银含量)银含量20-70%溶剂乙二醇醚基亲水性烧结温度>130℃可用的粒子尺寸10-100nm电阻率≥2.8μω·cm电导率≤35700000s/m烧结方法加热,红外,激光,光子,电子束,化学合适的基材pet,pen,peek,,pi,金属,陶瓷,涂层纺织品天线性能在2ghz时达到89%的效率
纳米银油墨(图片来源于nanodimension)
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透明导电膜广泛应用于各种设备中,如显示器、太阳能电池和触摸屏。ito由于其优异的电学和光学特性,如高电导率、优异的化学稳定性和高可见光透过率,最常用作透明导电膜。但是,由于ito是通过物理气相沉积法(pvd)形成的,比如溅射和电子束蒸发,所以缺点是导电膜制造价格高,缺乏柔韧性,在塑料薄膜上沉积有困难。
鉴于此,我们对金属膏或纳米银线使用印刷电子技术进行透明电极的制备进行了研究。这项技术可以通过相对简单的工艺进行大面积的制备,且具有施工温度低、低成本、环保的优点。另外,印刷电子技术用在柔性基材上制备电子器件很容易,而传统制造工艺却比较困难。由此来看,印刷电子技术可以用来制备柔性电子器件和组件,包括太阳能电池、显示器、rfid、薄膜晶体管、印刷电路板(pcbs)。
印刷电子技术分为接触和非接触印刷技术两大类,接触式印刷技术包括凹版、凹版移印、柔印、逆转移印、滚印、丝网印刷。大部分的接触式印刷适用于微结构成型,但一般得到低分辨率、薄印刷厚度。因此很适合印刷电路成型。另一方面,非接触式印刷技术包括狭缝、喷墨打印和喷涂,和接触式印刷相比具有独特的优势,比如印刷材料选择广泛、印刷面积大、无掩模版,这项技术广泛应用于许多工业领域。
狭缝涂布技术,是制备透明导电膜用得最广泛的。当导电材料涂布在基材上时,不会对基材造成损伤,是超薄精密涂层产品高速生产的最好方式。狭缝涂布使用齿轮泵将墨水注入狭缝腔中,喷出均匀的墨水。喷出的墨水涂覆在基材上形成一层薄薄的涂层。涂层的厚度通过墨水的流量、墨水的物理特性(粘度、表面张力等)、狭缝内的垫片、基材的运行速度控制。此外,由于墨水是
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