Натяжение под контроль *

Печатники начинают понимать, что качество оттиска нельзя гарантировать без систематизированного контроля печати. Очевидное преимущество точно описанной технологии и соответствующих ей средств измерения, помимо гарантии качества трафарета, — выявление и решение проблем. Один из ключевых инструментов контроля, используемых изготовителями качественных трафаретов, — тензометр. Иные средства и методы замера натяжения ткани не подходят ориентирующимся на высокое качество печатникам.

Обращение с тензометром

Даже этот простой в обращении инструмент требует соблюдения стандартных правил.

• Регулярно проверяйте его калибровку до начала измерений. Калибровочную стеклянную пластину (прилагается к большинству высокоточных тензометров) располагайте на горизонтальном основании, проверив отсутствие пыли, влияющей на точность результатов.
• В ходе натяжения располагайте прибор параллельно нитям. Постановка по диагонали не даст точной информации о натяжении в каждом из направлений.

  Рис. 1. Тензометр следует располагать на идеально ровном горизонтальном участке трафарета

• Хотя считается правильным располагать тензометр в центре сетки, рекомендуется установка и в других областях трафарета, чтобы проверять равномерность натяжения и работу системы. При проверке натяжения размещайте его строго горизонтально. Избегайте ставить слишком близко к краям рамы или пересекать участки, частично покрытые трафаретной эмульсией (рис. 1). Измерения размещённого на поверхности трафаретной формы прибора не всегда стабильны, порой дают лишь приблизительное представление о натяжении трафарета.
• Цифровые электронные приборы сразу показывают величину натяжения, а механическим тензометрам требуется помощь оператора для стабилизации показаний. Осторожно постучите пальцами по поверхности ткани в 10-20 см от прибора и найдите самое стабильное положение стрелки.
• Тензометр — точный измерительный инструмент: при использовании и хранении обращайтесь с ним осторожно и не ставьте на измерительные пластины — малейшее их повреждение сделает его бесполезным (надёжнее содержать прибор в заводском футляре). Цена его быстро окупится стабильным качеством и уменьшением неполадок, связанных с неправильным натяжением сетки.

Скорость натяжения

Рис. 2. Зависимость прочности на разрыв от скорости натяжения (на примере высокомодульных тканей)

Экспериментальные результаты Saati показали, что при различной скорости натяжения значительно изменяется усилие, при котором ткань разрывается. Из рис. 2 видно, что любая сетка при скорости натяжения менее 1 (Н/см)/с имеет прочность ниже, чем при 1–10 (Н/см)/с.

На трафаретном производстве скорость приведения ткани к нужному уровню натяжения колеблется из-за ограничений оборудования. Но скорость 1 (Н/см)/с надёжна и приемлема.

Стабилизация сетки

Рис. 3. Процедура натяжения ткани и шкала времени

У трафаретов из высокомодульных тканей, в сравнении с сетками из традиционного полиэфира, натяжение стабильнее. Высокомодульные ткани лучше сохраняют натяжение в течение рабочего цикла, лишь требуя короткого периода стабилизации на этапе натяжения. Хотя даже у них изменения в расположении молекулярных цепочек нитей приводят к постепенному падению натяжения.

Натянутая ткань должна стабилизироваться 10-15 минут перед приклеиванием к раме. На рис. 3 график стандартной подготовки нового трафарета. Перед началом работы его выдерживают 24-36 ч для полной стабилизации волокон. Хотя окончательный уровень натяжения не всегда определяется сеткой, зависит от типа оборудования и конструкции рамы.

Натяжение ткани пневматическими зажимами

Рис. 4. Зажимы с шириной губок 250 и 150 мм

Чтобы избежать неравномерного натяжения, рекомендуется использовать зажимы одной марки, с идентичным размером хода поршня и захватами одной ширины. Средний размер губок ~25 см (рис. 4).

Чем yже захват, тем лучше, ибо независимые пневматические зажимы слегка перемещаются относительно друг друга при натяжении. Узкие губки потребуют большего количества зажимов, а увеличение стоимости набора может не оправдать роста качества. Размер губок на фото — хороший компромисс и может быть принят за стандарт. Но угловые губки могут выйти за пределы рамы, что неприемлемо. Тогда подойдёт более узкий захват, которого зачастую на одной стороне достаточно, чтобы ширина зажимов соответствовала длине секции рамы.

Рис. 5. Правильное положение узких зажимов вокруг рамы

Наилучшее место для него — угол рамы, на примыкающей стороне которого широкий зажим. Важное условие — напротив узкого зажима должен находиться широкий (рис. 5).

Ход поршня должен быть пропорционален ширине захвата. Из-за его различий не следует менять местами губки разных зажимов. При установке зажимов вокруг рамы рекомендуется зазор между ними 2-3 мм, дабы избежать нежелательных напряжений ткани — прямолинейное размещение зажимов порой нарушается при натяжении. Слишком большой зазор создаст колебания натяжения по краю ткани — чем он больше, тем сильнее несоответствие (рис. 6).

Рис. 6. Слишком широкий зазор между зажимами ведёт к неравномерному натяжению

Хотя в пневматической системе каждый зажим натягивает ткань до определённого показания стрелки манометра, следите, чтобы нити соответствующих направлений шли строго параллельно зажимам. Нарушение правила не проявится в натяжении, но станет причиной неровной ориентации нитей и трудностей при печати. Перед фиксацией ткани в зажимах проверьте, чтобы они стояли в одинаковом начальном положении — максимально близком к раме. А она должна лежать идеально ровно на высоте, обеспечивающей хороший контакт ткани с её верхней поверхностью. На каждом зажиме, как правило, находится подставка регулировки высоты для настройки возвышения рамы. Опыт подскажет верную высоту, при которой корпус зажима не приподнимается и не опрокидывается. Возвышение одного или нескольких зажимов влияет на общую равномерность натяжения.

Проверяйте угловые зажимы на предмет соприкосновения. Между краем губок и внешним краем рамы должно быть не менее 3 см (рис. 6). Иначе — чрезмерное смещение угловых зажимов при натяжении, особенно при его высоких уровнях.

Натяжение. Шаг первый

После тщательного размещения и фиксации ткани в зажимах приступайте к натяжению. Отслеживая процесс по манометру, приведите систему в действие. Когда давление повысится до 2 бар, установите на натянутую ткань тензометр. С этого момента им можно целиком контролировать уровень натяжения. Для отслеживания равномерности замеры лучше производить в пяти точках.

Измеряйте в направлениях утка и основы. Для стабилизации натяжения на заданном уровне требуется 1-2 минуты из-за усадки зажимов, жёсткости поршней и выравнивания давления. Трение ткани о поверхность рамы иногда также затрудняет стабилизацию. Остатки старого клея, обеспечивая улучшенное сцепление нового трафаретного, препятствуют правильному перемещению ткани по поверхности рамы из-за «вдавливания» в неё сетки — вектор усилия зажима проходит ниже верхнего уровня рамы.

Натяжение. Шаг второй

Достигнув требуемого уровня, натяжение снижается и стабилизируется. «Естественная» его потеря минимизируется, если дать ткани время на адаптацию. Помните, что после приклеивания ткани к раме зажимы не воздействуют на неё, а лишь сгибают внутрь элементы рамы. Поэтому ткани надо стабилизироваться 10-15 минут перед приклеиванием к раме (рис. 3). Только не затягивайте этот период более чем на 30 минут, особенно для высокомодульных тканей. Перед нанесением клея убедитесь, что амплитуда хода всех зажимов одинакова, замерив тензометром натяжение в нескольких точках.

Рис. 7. Стандартный процесс стабилизации натяжения ткани Saatilene Hitech

После полного высыхания клея (как правило, через 15-20 минут) можно отрезать готовую печатную форму от остальной сетки и освободить от зажимов. Не рекомендуется сразу запускать форму в производство по двум причинам:

• хотя клей сухой на ощупь, может потребоваться 10-12 ч (в зависимости от типа) для оптимального каталитического отверждения, устойчивости к воздействию высоких температур, воды и химикатов при подготовке или обработке трафарета;
• натяжение окончательно стабилизируется на пониженном уровне через 24-36 ч (рис. 7). Если, не дожидаясь окончания этого периода, изготовить трафаретную форму, при печати могут быть проблемы с приводкой.

Дифференцированное натяжение

При работе с большинством механических устройств натяжение выполняется сначала в одном, а затем в другом направлении до требуемого уровня. Имея систему независимых пневматических зажимов, можно одновременно натягивать все 4 стороны, что ускоряет процесс, снижает количество ошибок, позволяет получать однотипные результаты. Метод применим, если рама имеет форму квадрата или близкую к ней, когда количество зажимов на каждой стороне одинаково. Когда она прямоугольная, натяжение по основе и утку будет разным (длинная сторона растягивается сильнее). Проблему решают раздельным натяжением сторон. Для этого требуются две отдельно управляемые пневматические линии, всегда работающие независимо или необходимым образом настраивающиеся.

Распределение натяжения

Если поперечное сечение рамы соответствует рекомендуемым нормам (см. таблицу размеров рам ESMA), натяжение, замеренное в центре трафарета непосредственно перед отрезанием сетки и сразу после него, должно быть неизменным или незначительно уменьшиться (в пределах 1 Н/см после отрезания). Причина в том, что элементы рамы испытывают со стороны упирающихся в них пневматических зажимов давление, направленное к центру рамы. Когда зажимы убраны, секции стремятся возвратиться в исходное положение и противостоят давлению ткани, формируя баланс действующих сил. В ходе стабилизации волокон (24-36 ч) оно зафиксируется на постоянном пониженном уровне. Падение зависит от метода натяжения, технологии работы и номера сетки.

Анализ показывает, что натяжение сетки может быть пониженным на 1-2 Н/см в 20-см зоне вдоль внутренних краёв рамы, вследствие необходимого зазора между угловыми зажимами. Чем он больше, тем меньше натяжение в указанной зоне (и ещё ниже в углу трафарета). При распределении зажимов по раме заданного размера руководствуйтесь здравым смыслом. Помните, что выходящие за габариты рамы зажимы также влияют на распределение натяжения в указанной зоне.

Резюме

Натяжение трафаретной ткани оказывает непосредственное влияние на качество печати, поэтому ему следует уделять большое внимание при создании трафарета. Чаще именно технология натяжения виновата в проблемах, а не оборудование. При подготовке новых трафаретов:

• контролируйте натяжение тензометром;
• проверяйте прибор хотя бы раз в квартал;
• высокомодульные ткани стабилизируются быстрее традиционного полиэфира, и всё же полезна их кратковременная адаптация перед приклеиванием к раме;
• только что натянутым трафаретам нужно дать для стабилизации 24-36 ч.

* Статья продолжает серию публикаций, подготовленных на основе книги технического специалиста Saati Андре М. Пейскенса, выпущенной «АТ Десайн» в 2001 г. Печатается с официального разрешения Saati и «АТ Десайн».