كيف تعمل الطباعة بالوسادة؟ فهم وسادات السيليكون وألواح الطباعة ونقل الحبر

توجد العديد من تقنيات الطباعة المختلفة، وكل منها مناسبة لمواد وأشكال ومتطلبات إنتاج مختلفة. وتُعد الطباعة بالوسادة واحدة من أكثر تقنيات الطباعة تنوعًا وأوسعها انتشارًا في الصناعة. إن قدرتها على التكيف مع الأسطح المعقدة، إلى جانب الدقة وسرعة الإنتاج، تجعلها الخيار المثالي لتخصيص مجموعة واسعة من الأشياء. تُعد الطباعة بالوسادة مفيدة بشكل خاص لوضع الرسومات الصغيرة والشعارات والمقاييس وعلامات التعريف على الأسطح المنحنية أو المُغلفة أو المتدرجة أو غير المنتظمة. يصف هذا الدليل عملية الطباعة بالوسادة، مع إلقاء نظرة متعمقة على وسادات السيليكون وألواح الطباعة وتقنيات نقل الحبر.

ما هي الطباعة بالوسادة؟

تُعرف طباعة الوسادة أحيانًا باسم «التامبوغرافيا» أو «طباعة التامبو». وهي عملية طباعة أوفست غير مباشرة (طباعة الحفر) تقوم فيها وسادة سيليكونية بالتقاط صورة ثنائية الأبعاد من لوحة طباعة محفورة بالليزر (تُسمى أيضًا «كليشيه») ونقلها إلى جسم ثلاثي الأبعاد. وقد أتاحت هذه العملية طباعة جميع أنواع المنتجات ذات الأشكال الصعبة. على سبيل المثال، يمكنك الطباعة على الأسطح المنحنية (المحدبة)، والمجوفة (المقعرة)، والأسطوانية، والكروية، وذات الزوايا المركبة، والمزخرفة. وكانت طباعة هذه الأشكال صعبة أو مستحيلة باستخدام عمليات الطباعة التقليدية.

ما هي مكونات آلة الطباعة بالوسادة؟

قبل فهم كيفية عمل الطباعة بالوسادة، من المهم معرفة أجزاء آلة الطباعة بالوسادة.

تشمل العناصر الأساسية للطباعة بالوسادة: الطابعة، واللوحة (القالب)، والوسادة السيليكونية، وكأس الحبر، وحبر الطباعة، والآلة.

هناك ثلاثة أنواع من طابعات الباد، لكل منها إعدادات وأساليب طباعة مختلفة. وتشمل هذه الفئات: الحبر المفتوح، وكأس الحبر المغلق، والطباعة الدوارة بالحفر. ويُعد الحبر المفتوح هو الأكثر تنوعًا في الاستخدامات، حيث يستخدم ملعقة وشفرة مسطحة لتغطية اللوحة بالحبر وتسويته.

القالب هو لوح معدني أو بوليمر مسطح، محفور أو محدد عليه العمل الفني أو الشعار، ومصمم لاستيعاب كمية محددة من الحبر. أما وسادة السيليكون فهي ختم مرن وناعم يضغط على اللوح لالتقاط الحبر، وهي مصنوعة من مطاط السيليكون. تتكيف وسادة السيليكون مع شكل القطعة لتطبع عليها. يُطلق أحيانًا على كأس الحبر اسم «شفرة التسوية». وهو عبارة عن كأس مغلق أو آلية شفرة تغمر اللوحة بالحبر. وتقوم كأس الحبر بمسح الحبر الزائد عن السطح. وتقوم الآلة/التركيبات بوضع الركيزة والتحكم في التوقيت الدقيق وحركة الوسادة والضغط الذي تمارسه.

كيف تعمل طباعة الباد؟

تتميز عملية الطباعة بالوسادة بطابعها التكراري. يمكن للمشغل تكرار الخطوات حتى يتم الحصول على نتيجة طباعة مرضية. وفيما يلي الخطوات الرئيسية التي يتم اتباعها:

كيف تنقل وسادة السيليكون الحبر؟

يُعد الحبر جزءًا أساسيًّا في عملية الطباعة بالوسادة. فهو يُستخدم لوضع العلامات على القطعة أو تزيينها. يتطلب كل نوع من أنواع الركائز نوعًا محددًا من أحبار الطباعة. على سبيل المثال، لا يلتصق حبر السيليكون إلا بمطاط السيليكون. أما حبر الطباعة بالوسادة المعدني، فيلتصق بالمنتجات المعدنية. وقد لا يؤدي اختيار حبر الطباعة بالوسادة المعدني على المطاط إلى طباعة فعالة أو قد يؤثر على جودة الملصق النهائي. أما أحبار الطباعة بالوسادة المصممة للبلاستيك، فستلتصق بالبلاستيك. وبالتالي، فإن معرفة التركيب الكيميائي للحبر أمر أساسي لنجاح الطباعة على القطعة، كما أن الاحتفاظ بصحائف بيانات السلامة (SDS) الدقيقة لهذه الخلائط الكيميائية هو مطلب إلزامي بموجب معايير الإبلاغ عن المخاطر المهنية. ^[2].

هناك نوعان من الأحبار؛;

الأحبار التي تعتمد على المذيبات

تتطلب أحبار الطباعة القائمة على المذيبات خلط الحبر مع إضافات الحبر قبل الطباعة. ويرجع ذلك إلى أن هذه الأحبار تعتمد على المذيبات. ومن أمثلة هذه الإضافات: المُصلب (المحفز)، والمذيب، ومحفزات الالتصاق. وبعض أحبار المذيبات تتكون من مكون واحد، في حين أن البعض الآخر يتكون من مكونين. لا تتطلب أحبار الطباعة المكونة من مكون واحد مادة مقوية. أما الأحبار المكونة من مكونين فتحتاج إلى مادة مقوية للطباعة. تتميز الأحبار المكونة من مكونين بفترة صلاحية قصيرة. وفترة الصلاحية، بعبارات بسيطة، هي العمر الافتراضي للحبر المخلوط. وهذا يختلف عن مدة الصلاحية، وهي مدة صلاحية الحبر غير المفتوح.

أحبار الأشعة فوق البنفسجية (UV)

تتصلب أحبار الطباعة بالوسادة بالأشعة فوق البنفسجية (UV) باستخدام الضوء فوق البنفسجي. وتشمل مزايا أحبار UV سرعة التصلب الفائقة، وفترة الصلاحية الطويلة، وسهولة التصحيح. يمكنك مسح حبر UV بسهولة من على القطعة، وهو ما يُعد ميزة جيدة لتصحيح الأخطاء.

يجب أن تتمتع أحبار الطباعة بالوسادة بخصائص انفصال ممتازة عن وسادة السيليكون. وهذا هو ما يمكّن الحبر من الانتقال من وسادة الطباعة المصنوعة من السيليكون إلى القطعة.

نقل الحبر

يتشكل الحبر على السطح بسبب خصائصه اللاصقة. ويجب أن تكون قوة التصاق الحبر بالسطح الأقوى من قوة التصاقه بالوسادة السيليكونية. فإذا كانت قوة التصاق الحبر ضعيفة، فسوف يتدفق الحبر على السطح دون أن يلتصق به. إن التصاق الحبر هو ما يمكّن الحبر من الانتقال من الوسادة إلى الركيزة (القطعة). ونتيجة لذلك، فإن اختيار المذيب المناسب للطباعة أمر مهم.

ما هي العيوب الأكثر شيوعًا في الطباعة بالوسادة؟

يجب إدارة عملية الطباعة بالوسادة بشكل جيد لتجنب المشاكل المحتملة. وتشمل العيوب المحتملة ما يلي:

ضعف التصاق الحبر

في بعض الأحيان، قد يفشل الحبر في الالتصاق بسطح المادة. وقد يتضح ذلك على الفور أو لاحقًا. وفي بعض الحالات، قد يبدو الحبر ملتصقًا بالسطح، لكن بعد بضعة أيام أو ساعات، يتقشر الحبر المطبوع بطريقة الطباعة بالوسادة أو يتفتت. ينتج ضعف التصاق الحبر عن قاعدة متسخة، أو حبر غير متوافق، أو معالجة غير كافية. على سبيل المثال، سيؤدي استخدام أحبار السيليكون للطباعة على المعدن تلقائيًا إلى مشاكل ضعف التصاق الحبر. كما أن عدم المعالجة المسبقة للبولي بروبيلين باستخدام برايمر PP سيؤدي تلقائيًا إلى ضعف التصاق الحبر. تتمثل إحدى طرق التحكم في ضعف الالتصاق في معالجة السطح بالحرارة. بمجرد الطباعة، تحتاج المواد الزجاجية التي ستخضع لغسل الأطباق إلى الحرارة لربط الحبر بالزجاج. إذا لم تقم بتسخين أو تحميص المطبوعات الزجاجية، فسوف يتقشر الحبر في النهاية.

التتبع الخفي (التتبع من الخلف)

يُعد «الظلال» عيبًا شائعًا عند إضافة شعارات بارزة. ويظهر هذا العيب على شكل طبعات ثانوية باهتة أو ظلال حول الطبعة الأساسية. وينتج «الظلال» عن عدم إفراز كمية كافية من الحبر من الوسادة أو سوء تنظيف الوسادة بين كل عملية طباعة وأخرى. وإذا لم يكن الكوب مزودًا بدعم كافٍ للشعارات البارزة، فمن المحتمل أن تواجه مشكلة في عملية «التنظيف»، مما سيؤدي إلى ظهور «الظلال».

تجفيف سريع

يجب ألا يكون التجفيف سريعًا جدًّا. فإذا جف الحبر بسرعة كبيرة قبل نقله إلى المادة أو لوحة الطباعة بالوسادة (الكلشيه)، فقد يشير ذلك إلى ضعف اللزوجة. وهناك عدة عوامل يمكن أن تسبب هذه المشكلة، منها انخفاض الرطوبة، وارتفاع درجات الحرارة، واستخدام مذيبات سريعة الجفاف (مخفف الحبر). لإبطاء عملية التجفيف، قم بخفض درجات الحرارة واستخدم مذيبات أو مثبطات أبطأ.

التجفيف بطيء جدًّا

يؤدي جفاف الحبر ببطء شديد إلى بقاء الحبر لزجًا، وهو ما يشكل مشكلة. وتتمثل الأسباب الرئيسية في عدم اكتمال عملية المعالجة أو استخدام إضافات غير مناسبة (مواد التصلب ومخففات الحبر).

ضعف نقل الحبر

ضعف انتقال الحبر من وسادة الطباعة. عندما لا ينتقل حبر الطباعة بالوسادة بشكل كامل، ينتج عن ذلك مطبوعات غير مكتملة. وقد تنجم هذه المشكلة عن استخدام مذيب غير مناسب أو غير صحيح، أو ضغط غير صحيح على الوسادة، أو صلابة غير مناسبة للوسادة، أو تآكل الوسادات.

ما هي الاستخدامات الشائعة للطباعة بالوسادة؟

تُستخدم الطباعة بالوسادة على نطاق واسع في التطبيقات التجارية والمنزلية؛;

صناعة البلاستيك

يمكن استخدام الطباعة بالوسادة على جميع أنواع المواد البلاستيكية. وأكثرها شيوعًا هي: البولي كربونات (PC)، والأكريليك (PMMA)، والبولي بروبيلين (PP)، البولي إيثيلين (PE)، والأكريلونيتريل-بوتادين-ستايرين (ABS)، وكلوريد البولي فينيل (PVC)، والبوليستيرين (PS)، وما إلى ذلك. وتتميز المواد البلاستيكية بتنوعها الواسع. تشمل تطبيقات الطباعة بالوسادة المصنوعة من البلاستيك والمزينة بطابعات الوسادة أجهزة الكمبيوتر، ولوحات المفاتيح، وقطع غيار السيارات، والأقلام، والأدوات اليدوية، والأجزاء التقنية، والأغلفة البلاستيكية، على سبيل المثال لا الحصر، والتي تتطلب بشكل صارم استخدام أحبار غير سامة وخالية من الرصاص لتلبية لوائح سلامة المنتجات الاستهلاكية ^[3].

صناعة الزجاج

يتضمن تزيين الزجاج عدة تطبيقات للطباعة بالوسادة. تتكيف الوسادة مع شكل السطح المراد طباعته، مما يجعل الطباعة بالوسادة تقنية مثالية للسطوح المستديرة مثل أكواب الشرب أو الزجاجات الصغيرة، شريطة أن تتوافق الأحبار المستخدمة على الأسطح الملامسة للأغذية مع اللوائح الصارمة المتعلقة بسلامة الأغذية ومواد التغليف ^[4]. غالبًا ما تُصنع الزجاجات من الزجاج، ولكن يمكن أيضًا تصنيعها من مواد أخرى قابلة للطباعة. ومن بين التطبيقات الأخرى للطباعة على الزجاج: المصابيح الكهربائية، وأنابيب الإضاءة، والنظارات الطبية، ونوافذ السيارات، والأكواب الزجاجية الطبية، وأجهزة القياس، وما إلى ذلك.

صناعة السيارات

تُستخدم الطباعة بالوسادة في طباعة أغطية خزانات الوقود، ووسادات الفرامل، ومكونات لوحة العدادات. أما تحت غطاء المحرك، فيقوم المصنعون بطباعة العديد من القطع، بما في ذلك الأحزمة والخراطيم. وأحيانًا يكون الغرض من ذلك هو تحديد هوية المنتج فقط. وفي هذه الصناعة، تُطبع بالوسادة العديد من المواد المختلفة، مثل المعدن والزجاج والبلاستيك والمطاط والسيليكون والأجزاء المطلية.

منتجات التجميل والعناية

تُعد زجاجات طلاء الأظافر، وأنابيب الماسكارا، وعلب البودرة، وزجاجات الشامبو والعطور من التطبيقات المثالية للطباعة بالوسادة. ويمكن لآلات الطباعة بالوسادة الحديثة تزيين هذه الزجاجات على طول محيطها، كما يمكن تصميمها بحيث تضع العلامات على جوانب متعددة من الزجاجات المربعة.

صناعة التعبئة والتغليف

يمكن تزيين الصناديق الكرتونية والأكياس البلاستيكية والصناديق الخشبية أو المعدنية باستخدام طباعة الوسادة. ويُعد طباعة الشعارات أو النصوص القانونية أو المواصفات مباشرةً على العبوات طريقة شائعة لتقليل الوقت وتكاليف التغليف.

الخاتمة

لا تزال الطباعة بالوسادة تقنية لا غنى عنها في مجال التصنيع الحديث، حيث توفر تنوعًا لا مثيل له في تزيين الأسطح المعقدة ثلاثية الأبعاد. ومن خلال فهم التفاعل الحاسم بين القالب المحفور، والوسادة السيليكونية، والتركيب الكيميائي المحدد للحبر، يمكن للمصنعين الحصول على مطبوعات دقيقة ومتينة على مجموعة واسعة من المواد وفي مختلف القطاعات الصناعية.

المراجع

[1] وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA). (بدون تاريخ). صناعة الطباعة والنشر: المعايير الوطنية لانبعاثات ملوثات الهواء الخطرة (NESHAP). المصادر الثابتة لتلوث الهواء وفقًا لوكالة حماية البيئة (EPA). تم الحصول عليه من https://www.epa.gov/stationary-sources-air-pollution/printing-and-publishing-industry-national-emission-standards

[2] Occupational Safety and Health Administration (OSHA). (n.d.). 1910.1200 – Hazard Communication. United States Department of Labor. Retrieved from https://www.osha.gov/laws-regs/regulations/standardnumber/1910/1910.1200

[3] U.S. Consumer Product Safety Commission (CPSC). (n.d.). Lead in Paint and Certain Consumer Products. CPSC Business Education. Retrieved from https://www.cpsc.gov/Business–Manufacturing/Business-Education/Lead/Lead-in-Paint

[4] U.S. Food and Drug Administration (FDA). (n.d.). Determining the Regulatory Status of Components of a Food Contact Material. FDA Food Packaging & Other Substances. Retrieved from https://www.fda.gov/food/packaging-food-contact-substances-fcs/determining-regulatory-status-components-food-contact-material