อ่าน 3 นาที
การพิมพ์แบบแพด
สิ่งประดิษฐ์ในศตวรรษที่ 20/เทคโนโลยีการพิมพ์
การพิมพ์แบบแพด (หรือเรียกว่าแทมโพกราฟี ) เป็นกระบวนการพิมพ์ที่สามารถถ่ายโอนภาพ 2 มิติลงบนวัตถุ 3 มิติ (เช่นเครื่องปั้นดินเผา )...
การพิมพ์แบบแพด


| ส่วนหนึ่งของชุดบทความเกี่ยวกับ |
| ประวัติศาสตร์การพิมพ์ |
|---|
การพิมพ์แบบแพด (หรือเรียกว่าแทมโพกราฟี ) เป็นกระบวนการพิมพ์ที่สามารถถ่ายโอนภาพ 2 มิติลงบนวัตถุ 3 มิติ (เช่นเครื่องปั้นดินเผา ) [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]กระบวนการนี้ทำได้โดยใช้กระบวนการพิมพ์แบบออฟเซตทางอ้อม ( กราเวียร์ ) ซึ่งเกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนภาพจากแม่พิมพ์ผ่านแผ่นซิลิโคนไปยังวัสดุรองรับการพิมพ์แบบแพดใช้สำหรับการพิมพ์บนผลิตภัณฑ์ที่พิมพ์ได้ยากในหลายอุตสาหกรรม รวมถึงอุตสาหกรรมการแพทย์ ยานยนต์ สินค้าส่งเสริมการขาย เครื่องแต่งกาย และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ตลอดจนเครื่องใช้ไฟฟ้า อุปกรณ์กีฬา และของเล่น นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในการเคลือบวัสดุที่มีคุณสมบัติพิเศษ เช่นหมึกนำไฟฟ้ากาวสีย้อมและสารหล่อลื่น ได้อีก ด้วย
การเปลี่ยนแปลงทางกายภาพภายในฟิล์มหมึกทั้งบนแม่พิมพ์และบนแผ่นรอง ทำให้หมึกสามารถแยกตัวออกจากบริเวณภาพที่สลักไว้เพื่อไปเกาะติดกับแผ่นรอง และต่อมาก็แยกตัวออกจากแผ่นรองเพื่อไปเกาะติดกับวัสดุรองรับ
คุณสมบัติเฉพาะของแผ่นซิลิโคนช่วยให้สามารถรับภาพจากพื้นผิวเรียบและถ่ายโอนไปยังพื้นผิวต่างๆ ได้ เช่น พื้นผิวเรียบ ทรงกระบอก ทรงกลม มุมประกอบ พื้นผิวมีลวดลาย พื้นผิวเว้า หรือพื้นผิวนูน
ประวัติศาสตร์
แม้ว่าการพิมพ์แบบแพดในรูปแบบดั้งเดิมจะมีมานานหลายศตวรรษแล้ว แต่เทคโนโลยีนี้เพิ่งจะเหมาะสมสำหรับการใช้งานอย่างแพร่หลายในศตวรรษที่ 20 เท่านั้น
กระบวนการพิมพ์ Murray Curvex ซึ่งเปิดตัวในช่วงปลายทศวรรษ 1940 และต้นทศวรรษ 1950 โดยบริษัท Malkin Tile Works ของอังกฤษ ร่วมกับวิศวกรอย่าง GL Murray ได้ปฏิวัติอุตสาหกรรมเซรามิกโดยการทำให้การตกแต่งพื้นผิวโค้งเป็นไปโดยอัตโนมัติ[ 5 ]ก่อนนวัตกรรมนี้ ลวดลายที่ซับซ้อนบนเครื่องใช้บนโต๊ะอาหารส่วนใหญ่ทำด้วยมือหรือผ่านวิธีการถ่ายโอนกระดาษทิชชู่ที่ต้องใช้แรงงานมาก กระบวนการนี้ใช้ "แผ่น" เจลาตินหรือซิลิโคนอ่อนนุ่ม (แผ่นกลม) ที่จะดูดซับหมึกเซรามิกจากแผ่นเรียบที่สลักไว้ แล้วกดลงบนพื้นผิวที่ไม่เรียบของจาน ชาม หรือถ้วย[ 6 ] การพัฒนานี้เป็นพื้นฐานที่สำคัญของการพิมพ์แบบแพด (แทมโพกราฟี) สมัยใหม่ ทำให้สามารถผลิตได้รวดเร็วและสม่ำเสมอ ลดต้นทุนแรงงานลงอย่างมากในขณะที่ยังคงรักษาความละเอียดซับซ้อนไว้ได้ ในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 เครื่อง Murray Curvex กลายเป็นเครื่องมือสำคัญในโรงงานเครื่องปั้นดินเผา Staffordshire ทำให้ผู้ผลิตอย่าง Wedgwood และ Johnson Brothers สามารถตอบสนองความต้องการเครื่องปั้นดินเผาตกแต่งที่เฟื่องฟูทั่วโลกได้[ 7 ]
การประยุกต์ใช้ครั้งแรกเริ่มขึ้นในอุตสาหกรรมการผลิตนาฬิกาหลังสงครามโลกครั้งที่สอง การพัฒนาในช่วงปลายทศวรรษ 1960 และต้นทศวรรษ 1970 เช่น แผ่นซิลิโคนและอุปกรณ์ที่ทันสมัยมากขึ้น ทำให้วิธีการพิมพ์แบบนี้ใช้งานได้จริงมากขึ้น ความสามารถในการพิมพ์บนพื้นผิวที่ไม่สามารถพิมพ์ได้ในอดีตดึงดูดความสนใจของวิศวกรและนักออกแบบ และส่งผลให้การพิมพ์แบบแพดปริ้นท์เติบโตอย่างรวดเร็วในตลาดการผลิตจำนวนมาก
กระบวนการ
วงจร
- จากตำแหน่งเริ่มต้น ถ้วยหมึกที่ปิดสนิท (ถ้วยคว่ำที่บรรจุหมึก) จะวางอยู่เหนือบริเวณภาพสลักบนแผ่นพิมพ์ โดยจะปิดบังภาพและเติมหมึกให้เต็มบริเวณนั้น
- ถ้วยหมึกที่ปิดสนิทจะเคลื่อนตัวออกจากบริเวณภาพสลัก โดยดูดหมึกส่วนเกินทั้งหมดออกไป ทำให้ภาพสลักซึ่งเต็มไปด้วยหมึกปรากฏขึ้น หมึกชั้นบนสุดจะเหนียวขึ้นทันทีที่สัมผัสกับอากาศ นั่นคือวิธีที่หมึกยึดติดกับแผ่นถ่ายโอนและต่อมาก็ยึดติดกับวัสดุรองรับ
- แผ่นถ่ายโอนจะกดลงบนแผ่นพิมพ์ชั่วขณะ เมื่อแผ่นถูกกดลง มันจะดันอากาศออกด้านนอกและทำให้หมึกติด (ถ่ายโอน) จากบริเวณภาพที่สลักไว้ไปยังแผ่นถ่ายโอน
- เมื่อแผ่นถ่ายโอนยกตัวขึ้น ฟิล์มหมึกเหนียวๆ ภายในบริเวณภาพสลักจะถูกดูดซับไว้บนแผ่นถ่ายโอน หมึกจำนวนเล็กน้อยจะยังคงอยู่ในแผ่นพิมพ์
- ขณะที่แผ่นถ่ายโอนเคลื่อนไปข้างหน้า ถ้วยหมึกก็จะเคลื่อนตามไปด้วยเพื่อครอบคลุมพื้นที่ภาพสลักบนแผ่นพิมพ์ ถ้วยหมึกจะเติมหมึกเข้าไปในภาพสลักบนแผ่นพิมพ์อีกครั้งเพื่อเตรียมพร้อมสำหรับรอบต่อไป
- แผ่นถ่ายโอนจะกดลงบนพื้นผิววัสดุพิมพ์ เพื่อถ่ายโอนชั้นหมึกที่ดูดซับจากแผ่นพิมพ์ไปยังพื้นผิววัสดุพิมพ์ จากนั้นจะยกตัวขึ้นจากวัสดุพิมพ์และกลับไปยังตำแหน่งเริ่มต้น จึงเสร็จสิ้นรอบการพิมพ์หนึ่งรอบ
เทคโนโลยีการเชื่อมต่อแผ่นพิมพ์และหมึก
ระบบขวดหมึกแบบเปิด
ระบบหมึกเปิด ซึ่งเป็นวิธีการพิมพ์แบบแพดรุ่นเก่า ใช้ราง หมึก สำหรับจ่ายหมึก ซึ่งอยู่ด้านหลังแผ่นพิมพ์ แท่งดันหมึกจะดันหมึกให้เป็นแอ่งไปทั่วแผ่นพิมพ์ และใบมีดปาดหมึกจะกำจัดหมึกออกจากพื้นผิวแผ่นพิมพ์ เหลือไว้เพียงหมึกบนพื้นที่ภาพสลักพร้อมให้แผ่นแพดดูดซับ
ระบบถ้วยหมึกปิดผนึก
ระบบถ้วยหมึกปิดผนึกใช้ภาชนะปิดผนึกซึ่งทำหน้าที่เป็นทั้งแหล่งจ่ายหมึก แท่งกระจายหมึก และใบมีดปาดหมึกไปพร้อมกัน วงแหวนเซรามิกที่มีขอบใช้งานขัดเงาอย่างดีจะทำหน้าที่ปิดผนึกกับแผ่นพิมพ์
แผ่นพิมพ์
แผ่นรองพิมพ์เป็นวัตถุสามมิติที่โดยทั่วไปขึ้นรูปจากยางซิลิโคน ทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการถ่ายโอนหมึก โดยรับหมึกจากแผ่นพิมพ์และถ่ายโอนไปยังชิ้นส่วน (วัสดุรองรับ) รูปทรงและเส้นผ่านศูนย์กลางของแผ่นรองพิมพ์จะแตกต่างกันไปตามการใช้งาน
แผ่นรองมีสองรูปทรงหลัก ได้แก่ "แผ่นรองทรงกลม" และแผ่นรองทรงยาวแคบที่เรียกว่า "แผ่นรองทรงแท่ง" นอกจากนี้ยังมีแผ่นรองรูปทรงอื่นๆ ที่เรียกว่า "แผ่นรองทรงก้อน" ในแต่ละรูปทรงจะมีขนาดให้เลือกสามขนาด ได้แก่ ขนาดเล็ก ขนาดกลาง และขนาดใหญ่ และยังสามารถออกแบบแผ่นรองรูปทรงพิเศษเพื่อตอบสนองความต้องการใช้งานเฉพาะด้านได้อีกด้วย
แผ่นภาพ
แผ่นภาพ (เรียกอีกอย่างว่าแม่พิมพ์หรือแผ่นพิมพ์) ใช้สำหรับบรรจุ "ภาพ" งานศิลปะที่ต้องการสลักลงบนพื้นผิว หน้าที่ของแผ่นภาพคือการกักเก็บหมึกไว้ในช่องที่สลักไว้ ทำให้แผ่นหมึกสามารถดูดซับหมึกเป็นฟิล์มในรูปทรงของงานศิลปะ แล้วจึงถ่ายโอนไปยังวัสดุรองรับ
วัสดุที่ใช้ทำแผ่นพิมพ์มีสองประเภทหลัก ได้แก่ โฟโตโพลีเมอร์และเหล็ก แผ่นพิมพ์โฟโตโพลีเมอร์เป็นที่นิยมมากที่สุด เนื่องจากใช้งานง่าย โดยทั่วไปจะใช้ในการผลิตจำนวนน้อยถึงปานกลาง แผ่นพิมพ์เหล็กมีสองแบบ คือ เหล็กบางสำหรับงานพิมพ์จำนวนปานกลางถึงมาก และเหล็กหนาสำหรับงานพิมพ์จำนวนมาก ทั้งสองประเภทของแผ่นพิมพ์เหล็กมักจะถูกผลิตโดยผู้ผลิตแผ่นพิมพ์ เนื่องจากต้องใช้อุปกรณ์เฉพาะทาง
การพิมพ์หลายสีสามารถทำได้โดยการใช้แม่พิมพ์หลายแบบประสานกัน ภาพหนึ่งภาพสามารถมีสีตัดกันหลายสี (ขาวดำ) ได้โดยการใช้ความลึกในการแกะสลักและ/หรือความละเอียดของตารางที่แตกต่างกัน
หมึกพิมพ์
หมึกพิมพ์ใช้สำหรับทำเครื่องหมายหรือตกแต่งชิ้นส่วนต่างๆ โดยมีหลายประเภททางเคมีเพื่อให้เหมาะสมกับชนิดของวัสดุที่จะพิมพ์ (โปรดดูตารางความเข้ากันได้ของวัสดุเพื่อเลือกให้เหมาะสม)
หมึกพิมพ์แพดส่วนใหญ่เป็นแบบ "ใช้ตัวทำละลาย" และต้องผสมกับสารเติมแต่งก่อนใช้งาน โดยทั่วไปแล้วจะดูเหมือนแห้งเมื่อสัมผัสภายในไม่กี่วินาที แม้ว่าการแห้งสนิท (การแข็งตัว) อาจใช้เวลานานกว่านั้นมากก็ตาม มีหมึกพิมพ์แพดชนิดที่ได้รับการอนุมัติจาก FDA ซึ่งสามารถรับประทานได้ และยังมีชนิดที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้นเพื่อลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
ยังมีตัวเลือกอีกมากมาย หมึกที่แข็งตัวด้วย แสง อัลตราไวโอเลตนั้นสะดวกสำหรับการใช้งานบางประเภท หมึก UV จะไม่แข็งตัวอย่างสมบูรณ์จนกว่าแสง UV จะส่องถึงหมึก หมึกที่แข็งตัวด้วย UV สามารถเช็ดออกจากพื้นผิวหลายชนิดได้เมื่อเกิดข้อผิดพลาด พวกมันสามารถแข็งตัวด้วยแสง UV ได้เร็วที่สุดในเวลาเพียง 1 วินาทีของการฉายแสง ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับหมึก พื้นผิว และกำลังและสเปกตรัมของแสง หมึก UV สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้เนื่องจากอายุการใช้งานในภาชนะสูง ตราบใดที่หมึกยังสะอาด ป้องกันจากแสง UV และไม่เสื่อมสภาพจากการวางทิ้งไว้ คุณสมบัติเดียวกันนี้ทำให้ทำความสะอาดได้ง่ายกว่าหมึกสองส่วนประกอบบางชนิด เช่น หมึกที่ใช้ตัวทำละลายและอีพ็อกซี่ นอกจากนี้ยังมีหมึกที่แข็งตัวด้วยความร้อน ซึ่งทำงานในลักษณะเดียวกับ UV ในแง่ที่ว่ามี "ตัวกระตุ้น" ที่ทำให้หมึกแข็งตัวเมื่อดึง หมึกสองส่วนประกอบมักมีอายุการใช้งานในภาชนะเพียงไม่กี่ชั่วโมงเท่านั้น ต้องกำจัดทิ้งเมื่อไม่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ (โดยใช้สารหน่วงการแข็งตัว ฯลฯ)
สภาพอากาศจะส่งผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพของหมึกพิมพ์แพด โดยเฉพาะอย่างยิ่งเครื่องพิมพ์แบบเปิดช่องใส่หมึก สภาพอากาศแห้งเกินไปอาจทำให้ตัวทำละลายระเหยเร็วขึ้น ส่งผลให้หมึกข้นตัวก่อนกำหนด และสภาพอากาศชื้นเกินไปอาจทำให้เกิดปัญหาหมึกจับตัวเป็นก้อนหรือปัญหาอื่นๆ ที่คล้ายกัน นอกจากนี้ สภาพอากาศยังส่งผลกระทบต่อด้านอื่นๆ ของกระบวนการพิมพ์ เช่น การดูดซับและการปล่อยหมึกจากแผ่นพิมพ์ไปยังแพดและไปยังวัสดุพิมพ์ รวมถึงการสั่นหรือการติดขัดระหว่างแผ่นพิมพ์โพลีเมอร์กับใบมีดเนื่องจากความชื้น
สารตั้งต้น
วัสดุรองรับ (Substrate)เป็นคำศัพท์ทางเทคนิคที่ใช้เรียกชิ้นส่วนหรือวัสดุใดๆ ที่จะนำมาพิมพ์ วัสดุและระดับความซับซ้อนของวัสดุรองรับจะแตกต่างกันไปตามการใช้งาน วัสดุรองรับต้องสะอาดและปราศจากสิ่งปนเปื้อนบนพื้นผิวเพื่อให้หมึกยึดเกาะได้ดี
การผลิตแผ่นพิมพ์
มีเทคนิคหลักสองอย่างที่ใช้ในการสร้างแผ่นพิมพ์ เทคนิคแบบดั้งเดิมต้องใช้เครื่องฉายแสง UV และเกี่ยวข้องกับการฉายแสงด้วยฟิล์มต้นฉบับและการกัดด้วยสารเคมี เทคนิคที่สองเรียกว่าการพิมพ์ด้วยคอมพิวเตอร์ (Computer to Plate)ซึ่งต้องใช้เครื่องแกะสลักด้วยเลเซอร์และเกี่ยวข้องกับการกัดด้วยเลเซอร์แบบอัตโนมัติ เทคนิคหลังนี้สะดวกกว่าสำหรับการผลิตที่ต้องการความรวดเร็ว ความแม่นยำสูง และการควบคุมคุณภาพที่เสถียร
เทคนิคทั้งสองแบบสามารถนำไปใช้กับแผ่นโพลีเมอร์หรือแผ่นเหล็กชนิดพิเศษได้ อายุการใช้งานโดยทั่วไปของแผ่นโพลีเมอร์ค่อนข้างต่ำ (สูงสุดประมาณ 50,000 ครั้ง) ในขณะที่แผ่นเหล็กชุบแข็งสามารถใช้งานได้นานกว่า 1 ล้านครั้ง
ตัวอย่างการใช้งานการพิมพ์
การพิมพ์แบบแพดมักใช้กับงานที่ต้องการคุณภาพการพิมพ์ ความแม่นยำ หรือรูปทรงที่ซับซ้อน
- อุปกรณ์ทางการแพทย์ (เช่น เข็มฉีดยา เครื่องมือผ่าตัด เป็นต้น)
- อุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ฝังในร่างกาย (เช่น ท่อสวนปัสสาวะ คอนแทคเลนส์ เป็นต้น)
- เภสัชภัณฑ์ (ยาเม็ด)
- ลูกอม
- หน้าปัดนาฬิกาข้อมือ
- บรรจุภัณฑ์เครื่องสำอาง (อายไลเนอร์ ขวดน้ำหอม ฯลฯ)
- ฝาและอุปกรณ์ปิดผนึก (ฝาขวดเครื่องดื่ม ฯลฯ)
- โลโก้/กราฟิกสำหรับลูกกอล์ฟ
- ลูกฮอกกี้
- ลวดลาย/ภาพกราฟิกตกแต่งที่ปรากฏบนของเล่น (เช่น รถของเล่น Hot WheelsหรือMatchboxลูกบอล ฯลฯ)
- ชิ้นส่วนยานยนต์ (ไฟเลี้ยว, แผงควบคุม ฯลฯ)
- ตัวอักษรบนแป้นพิมพ์คอมพิวเตอร์และปุ่มเครื่องคิดเลข
- ทีวีและจอคอมพิวเตอร์
- ป้ายระบุตัวตนและหมายเลขประจำเครื่องสำหรับงานหลายประเภท
- อุตสาหกรรมเครื่องแต่งกายสำหรับการพิมพ์ฉลากลงบนเสื้อผ้าโดยตรง
- ของขวัญส่งเสริมการขายและของแจก
- รองเท้าส้นสูง
เอกสารอ้างอิง
- ^ Krebs, Frederik C. (1 เมษายน 2552). "การพิมพ์แบบแพดเป็นเทคนิคการขึ้นรูปฟิล์มสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์พอลิเมอร์" . Solar Energy Materials and Solar Cells . 93 (4): 484– 490. Bibcode : 2009SEMSC..93..484K . doi : 10.1016/j.solmat.2008.09.003 . ISSN 0927-0248 .
- ^ "การพิมพ์แพดคืออะไร? คู่มือทีละขั้นตอน" . Printing International . 25 กันยายน 2024 . สืบค้นเมื่อ12 พฤศจิกายน 2025 .
- ↑ซู, หยิงเจี๋ย; จาง, ว่าน; เหว่ย เซียนฟู่; หวง ปักกิ่ง (2023) การวิจัย เทคโนโลยี ควบคุม คุณภาพ ภาพของ การพิมพ์ แพด . สปริงเกอร์เนเจอร์ . หน้า 163– 169. ดอย : 10.1007/978-981-19-9024-3_22 . ไอเอสบีเอ็น 978-981-19-9024-3.
- ^ Jaafar, Ahmad; Schoinas, Spyridon; Passeraub, Philippe (13 ตุลาคม 2021). "การพิมพ์แบบแพดเป็นกระบวนการผลิตสำหรับวงจรหลายชั้นที่ยืดหยุ่นและกะทัดรัด" . Sensors . 21 (20): 6802. Bibcode : 2021Senso..21.6802J . doi : 10.3390/s21206802 . ISSN 1424-8220 . PMC 8541000 .
- ^โคปแลนด์, โรเบิร์ต.การตกแต่งเซรามิก: อุปกรณ์และวิธีการ . อายล์สเบอรี: ไชร์พับลิชเชชั่นส์, 1980. ISBN 978-0852635339.
- ^ Shaw, Kenneth.สีเซรามิกและการตกแต่งเครื่องปั้นดินเผา . ลอนดอน: Maclaren & Sons, 1962.
- ^ Eley, Stan และ George Fairweather.สารานุกรมเซรามิกส์ . ฟิลาเดลเฟีย: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนีย, 1995. ISBN 978-0812233032.
ลิงก์ภายนอก
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การพิมพ์แบบแพด
การพิมพ์แบบแพด (หรือเรียกว่าแทมโพกราฟี ) เป็นกระบวนการพิมพ์ที่สามารถถ่ายโอนภาพ 2 มิติลงบนวัตถุ 3 มิติ (เช่นเครื่องปั้นดินเผา )...
ประวัติศาสตร์
แม้ว่าการพิมพ์แบบแพดในรูปแบบดั้งเดิมจะมีมานานหลายศตวรรษแล้ว แต่เทคโนโลยีนี้เพิ่งจะเหมาะสมสำหรับการใช้งานอย่างแพร่หลายในศตวรรษที่ 20 เท่านั้น กระบวนการพิมพ์ Murray Curvex ซึ่งเปิดตัวในช่วงปลายทศวรรษ 1940 และต้นทศวรรษ 1950 โดยบริษัท Malkin Tile Works ของอังกฤษ...
วงจร
วงจรการพิมพ์แบบแพดบนแผ่นพิมพ์จากตำแหน่งเริ่มต้น ถ้วยหมึกที่ปิดสนิท (ถ้วยคว่ำที่บรรจุหมึก) จะวางอยู่เหนือบริเวณภาพสลักบนแผ่นพิมพ์ โดยจะปิดบังภาพและเติมหมึกให้เต็มบริเวณนั้นถ้วยหมึกที่ปิดสนิทจะเคลื่อนตัวออกจากบริเวณภาพสลัก โดยดูดหมึกส่วนเกินทั้งหมดออกไป...
เทคโนโลยีการเชื่อมต่อแผ่นพิมพ์และหมึก
ระบบขวดหมึกแบบเปิดระบบหมึกเปิด ซึ่งเป็นวิธีการพิมพ์แบบแพดรุ่นเก่า ใช้ราง หมึก สำหรับจ่ายหมึก ซึ่งอยู่ด้านหลังแผ่นพิมพ์ แท่งดันหมึกจะดันหมึกให้เป็นแอ่งไปทั่วแผ่นพิมพ์ และใบมีดปาดหมึกจะกำจัดหมึกออกจากพื้นผิวแผ่นพิมพ์...