เครื่องพิมพ์สกรีน

เครื่องพิมพ์สกรีนแบบวงกลมระบบกึ่งอัตโนมัติ
การพิมพ์สกรีนเป็นหนึ่งในระบบการพิมพ์ที่ได้รับการพัฒนาเทคโนโลยีการพิมพ์มาโดยตลอด ไม่ว่าจะเป็นในด้านอุปกรณ์แม่พิมพ์สกรีน เช่น ผ้าสกรีน ยางปาด กาวอัด ฟิล์มทำแม่พิมพ์สกรีน เครื่องพิมพ์สกรีน หมึกพิมพ์ ฯลฯ และเทคนิคการพิมพ์ซึ่งได้แก่ การพิมพ์ตรงบนชิ้นงาน การพิมพ์รูปลอก รวมทั้งการพิมพ์บนวัสดุที่มีความหลากหลายทั้งด้านรูปทรง และประเภทของวัสดุ และหนึ่งในวัสดุที่มีการพัฒนามากที่สุดคือ การพิมพ์สกรีนลวดลายต่างๆ ลงบนผ้าหากต้องการทราบถึงความเป็นมาของการพิมพ์ลวดลายต่างๆ บนผ้า คงต้องย้อนกลับไปประมาณ 2,000 ปีก่อนในประเทศจีนที่ได้มีการค้นพบลายพิมพ์บนผ้า ซึ่งเชื่อกันว่าได้ถูกพิมพ์จากแม่พิมพ์ที่ทำมาจากเส้นผมของมนุษย์ต่อมา ประมาณ ปี ค.ศ. 1850 ในวงการอุตสาหกรรมพิมพ์ผ้าได้มีการใช้เทคนิคการพิมพ์ผ้าที่ทันสมัยครั้งแรกในประเทศอังกฤษและฝรั่งเศสแต่การพิมพ์ที่ทันสมัยได้รับการพัฒนาในเชิงพาณิชย์เริ่มต้นขึ้นในประเทศอเมริกาเมื่อประมาณปี ค.ศ. 1911 โดยกลุ่มผู้ผลิตป้ายที่เล็งเห็นความต้องการของป้ายโฆษณาจำนวนมากสำหรับติดตั้งกับรถโดยสารประจำทาง โดยพวกเขาได้ใช้ผ้าไหมธรรมชาติที่ทอเป็นผืนมาทำเป็นแม่พิมพ์ แทนแม่พิมพ์ที่เคยทำมาจากกระดาษและตัดขึ้นรูป นอกจากนี้ยังได้ใช้ยางปาดแทนแปรงทาสีอีกด้วย และหลังจากที่ขั้นตอนการพิมพ์ที่ทันสมัยในยุคนั้นสามารถสร้างมูลค่าในธุรกิจการพิมพ์ได้เป็นอย่างดี พวกเขาจึงได้ขยายธุรกิจออกไปในรูปแบบของแฟรนไชส์ การพัฒนาการทำแม่พิมพ์ที่ถือว่าเป็นการก้าวกระโดดครั้งสำคัญเกิดขึ้นในช่วงต้นทศวรรษ 1940 เมื่อนักเคมีชาวอังกฤษได้คิดค้นฟิล์มทำแม่พิมพ์ที่สามารถถ่ายอัดลวดลายได้ด้วยการถ่ายภาพลงบนฟิล์มชนิดนี้แล้วนำไปติดบนแม่พิมพ์ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 พัฒนาการของสิ่งพิมพ์และการพิมพ์ได้ชะลอตัวลงเนื่องจากขาดแคลนวัตถุดิบในการแม่พิมพ์ แต่ต่อมาในช่วงก่อนปี ค.ศ. 1960 ผลิตภัณฑ์และเทคโนโลยีใหม่ๆ ได้เกิดขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการของตลาดสิ่งพิมพ์ที่เน้นความเร็วและความแม่นยำในการพิมพ์ลวดลายความหลากหลายของผลิตภัณฑ์ และจำนวนผู้บริโภคที่เพิ่มมากขึ้น นำไปสู่พัฒนาการการพิมพ์ที่เร็วขึ้นและแม่นยำด้วยต้นทุนต่อหน่วยที่ต่ำลงเรื่อยๆ นอกจากนี้ การพิมพ์สกรีนยังคงมีเทคโนโลยีใหม่ๆ เข้ามาเสมอ เช่น การพิมพ์บนแผงวงจรไฟฟ้า ทดแทนการใช้สายไฟติดลงบนแผ่นวงจรไฟฟ้า เป็นต้น ในขณะที่ปริมาณของวัสดุที่ใช้พิมพ์มากขึ้น จึงได้มีการคิดค้นและพัฒนาเครื่องจักรเข้ามาช่วยในการพิมพ์ ไม่ว่าจะเป็น กล่องบรรจุภัณฑ์ กระดาษ วัสดุแผ่นเรียบอื่นๆ รวมทั้ง การพิมพ์ผ้าก็เช่นกัน เครื่องจักรได้เข้ามามีบทบาทสำคัญในการพิมพ์มากขึ้น ด้านวัสดุที่ใช้ในการผลิตแม่พิมพ์สกรีน เช่น ผ้าสกรีน ก็ได้มีการคิดค้นวัสดุสังเคราะห์เข้ามาแทนที่ผ้าไหม ด้วยเทคโนโลยีการผลิตที่ทันสมัย ทำให้ได้ผ้าสกรีนที่แข็งแรง และมีความละเอียดดีขึ้น ซึ่งช่วยให้การพิมพ์บนผ้าสามารถเก็บรายละเอียดของลวดลายมากขึ้น และการพิมพ์สอดสีก็ทำได้แม่นยำขึ้น การพิมพ์สกรีนเป็นอุตสาหกรรมที่สามารถคิดค้นเทคนิคการพิมพ์ที่หลากหลาย เมื่อเปรียบเทียบกับการพิมพ์ด้วยวิธีอื่นๆ และมีต้นทุนที่ต่ำกว่า จึงเป็นสาเหตุให้การพิมพ์ผ้ามีความกว้างขวางขึ้น และเป็นที่นิยมในปัจจุบัน จากผ้าสีเรียบ ได้ถูกนำมาพิมพ์ลวดลายลงไป ทำให้ผ้าที่พิมพ์มีมูลค่ามากขึ้นจากโต๊ะเทียนที่เรียงกันเป็นแนวยาว ใช้คนพิมพ์จำนวนมาก จนมาเป็นเครื่องพิมพ์แบบหมุนโดยใช้คนประจำแท่นแต่ละแท่นในการพิมพ์แต่เครื่องพิมพ์ชนิดนี้ก็ยังมีข้อเสียอยู่ที่ว่า จำนวนสีจะถูกจำกัด4-6สี แต่ก็ยังเป็นที่นิยมเพราะการพิมพ์เสื้อยืดสมัยก่อนไม่จำเป็นต้องใช้สีหลายสี การออกแบบส่วนใหญ่ยังใช้จำนวนสีที่จะพิมพ์ไม่มาก และเครื่องพิมพ์เสื้อยืดนี้ก็เป็นการลงทุนที่ไม่มากนักหลังจากนั้น เมื่อเทคโนโลยีสมัยใหม่เอื้ออำนวย รวมทั้งวิศวกรรมที่เกี่ยวกับเครื่องจักรกล และอิเล็กทรอนิกส์ได้ก้าวหน้าไปมาก ผู้ผลิตเครื่องพิมพ์สกรีนจึงได้นำเทคโนโลยีเหล่านี้มาพัฒนาเครื่องพิมพ์ให้สะดวกกับการใช้งานมากขึ้น  จึงถือกำเนิดเครื่องพิมพ์เสื้อยืดกึ่งอัตโนมัติขึ้น ซึ่งมุ่งเน้นให้มีความสามารถในการพิมพ์จำนวนสีมากขึ้น อีกทั้งยังแม่นยำมากขึ้นด้วย โดยใช้คนงานเพียง 2 คนในการควบคุมเครื่อง คนงานสามารถป้อนระบบการทำงานอัตโนมัติได้ และเพียงคอยป้อนเสื้อยืดเข้าและออกเท่านั้นมื่อเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์มีบทบาทมากขึ้น ทางด้านผู้ผลิตจึงได้นำเครื่องคอมพิวเตอร์มาประยุกต์เข้ากับเครื่องพิมพ์เพื่อให้เครื่องพิมพ์มีความสามารถในการพิมพ์ที่หลากหลายและ แม่นยำมากยิ่งขึ้นปัจจุบัน เครื่องพิมพ์กึ่งอัตโนมัตินี้สามารถอำนวยความสะดวกและเพิ่มผลผลิตได้มากกว่าแรงงานคนเป็นทวีคูณ ไม่ว่าจะเป็นการพิมพ์สอดสีที่เน้นความแม่นยำ ซึ่งความแม่นยำของเครื่องอยู่ในเกณฑ์ 0.01 มิลลิเมตร หรือ 10 ไมครอนเท่านั้น ซึ่งการพิมพ์ด้วยมือไม่สามารถพิมพ์ได้แม่นยำและสม่ำเสมอได้ในระดับนี้ นอกจากนี้ เครื่องพิมพ์กึ่งอัตโนมัตินี้จะช่วยลดความสูญเสียอันเนื่องมาจากการพิมพ์ที่คลาดเคลื่อนในระบบแรงงานคนด้วย ระบบของเครื่องนี้ สามารถตั้งโปรแกรมความเร็ว และแรงกดในการปาดของยางปาดได้ เพื่อให้เหมาะกับงานพิมพ์หลายประเภท และหัวพิมพ์แต่ละหัวจะทำงานอิสระขึ้นอยู่กับการตั้งค่าของโปรแกรมในหัวพิมพ์นั้นๆ การตั้งค่า off-contact หรือระยะห่างระหว่างแม่พิมพ์สกรีนกับชิ้นงาน ก็สามารถตั้งได้เพียงกดปุ่มบนจอ touchscreen เท่านั้น และในกรณีที่เกิดการคลาดเคลื่อนของตำแหน่งพิมพ์สอดสี เครื่องก็จะปรับแต่งแก้ไขตำแหน่งแค่เพียงปลายนิ้วสัมผัสซึ่งต่างจากแรงงานคนที่จำเป็นต้องแก้ไขโดยการทำแม่พิมพ์สกรีนใหม่ สำหรับผู้ที่มีความสนใจจะลงทุนกับเครื่องพิมพ์เสื้อยืดกึ่งอัตโนมัติ สามารถสั่งสินค้าจากผู้ผลิต หรือผู้แทนจำหน่ายได้ โดยผู้ซื้อสามารถระบุให้เครื่องมีฟังก์ชั่นต่างๆได้ตามความต้องการ อีกทั้งเครื่องยังมีความสามารถในการพิมพ์อื่นๆ เช่น ขากางเกง ผ้าเช็ดหน้า เสื้อผ้าเด็ก อีกทั้งผู้ซื้อยังสามารถระบุจำนวนสีที่จะพิมพ์ ซึ่งปัจจุบันนี้ทางผู้ผลิตเครื่องเองสามารถผลิตเครื่องที่มีจำนวนมากถึง 20 สีปัจจุบันนี้มีหมึกพลาสติซอล (Plastisol) ซึ่งเป็นหมึกที่ไม่แห้งเร็วจนตันแม่พิมพ์ ทำให้เครื่องพิมพ์อัตโนมัตินี้สามารถนำมาใช้งานได้สะดวกยิ่งขึ้น ไม่ว่าจะพิมพ์หนาหรือบางแค่ไหน เครื่องพิมพ์ก็สามารถพิมพ์ได้ หรือจะให้ยางปาดๆช้าหรือเร็วก็ได้ เพื่อให้เสื้อยืดหรือชิ้นงานมีลูกเล่นที่โดดเด่นแปลกตา และสามารถขายในราคาสูงกว่าปกติ

แม่พิมพ์สกรีนแบบหนา (Thickness Stencil) งานพิมพ์สกรีนที่ใช้แม่พิมพ์สกรีนแบบหนา ได้แก่ งานพิมพ์หมึกพลาสติซอล สำหรับแม่พิมพ์สกรีนนี้จะมีองค์ประกอบเช่นเดียวกับแม่พิมพ์สกรีนโดยทั่วไป คือ กรอบสกรีน ผ้าสกรีน ฟิล์มหรือกาวอัดที่ใช้ทำแม่พิมพ์ สกรีน ซึ่งในแต่ละองค์ประกอบนี้จะมีลักษณะเฉพาะบางประการที่แตกต่างกัน เช่น กรอบจะต้องมีความแข็งแรง รับแรงตึงได้สูงกว่างานพิมพ์ทั่วไป ผ้าสกรีนอาจจะต้องใช้ผ้าสกรีนเบอร์ต่ำสำหรับหมึกพลาสติซอลบางประเภท หรือแม้กระทั่งฟิล์มและกาวอัดที่ใช้ทำแม่พิมพ์สกรีนจะต้องมีชั้นของฟิล์มหรือกาวอัดที่หนามาก เป็นต้น โดยสามารถแยกรายละเอียดและวิธีการทำแม่พิมพ์สกรีนแบบหนาได้ดังนี้ การเลือกกรอบสกรีน กรอบสกรีนที่มีคุณภาพสูงและทนทานมักราคาแพง แต่ถือเป็นการลงทุนที่คุ้มค่า ซึ่งในปัจจุบันได้มีการเปลี่ยนมาใช้กรอบอลูมิเนียมกันมากขึ้น ซึ่งเป็นกรอบที่สามารถรับแรงต่างๆได้ดี โดยเฉพาะ แรงที่เกิดจากแรงดึงของผ้าสกรีน ซึ่งจะกระจายไปทั่ว 4 ด้านของกรอบสกรีน ในกรณีที่เป็นกรอบสี่เหลี่ยมผืนผ้า กรอบด้านยาวจะโค้งเข้ามากกว่ากรอบด้านสั้น ซึ่งในกรณีนี้จะต้องคำนึงถึงโครงสร้างและขนาดของอลูมิเนียม รวมถึงคุณภาพของอะลูมิเนียมด้วย การขึงผ้าสกรีนสำหรับงานพิมพ์หมึก Plastisol ชนิดพิเศษ ในการขึงผ้าสกรีนมีสิ่งที่เกี่ยวข้องและควรจะเรียนรู้ก่อนการขึงผ้าสกรีนคือ คุณสมบัติของกรอบสกรีน และผ้าสกรีนแต่ละประเภท ซึ่งพอสรุปได้คือ ต้องเลือกผ้าสกรีนที่มีเบอร์ และประเภทของผ้าสกรีนให้เหมาะสมกับงาน ตัวอย่างเช่น ใช้ผ้าสกรีนเบอร์ 15-160 และผ้าสกรีนเบอร์ 15-260 จะสังเกตได้ว่าตัวเลข 160 และ 260 ที่อยู่ตามหลังเลข 15 นั้นจะบ่งบอกขนาดของลำด้าย ซึ่งจะเห็นว่า 160  จะเป็นเส้นด้ายที่เล็กกว่า 260  ซึ่งแน่นอนว่าลำด้าย 160  จะต้องมีรูเปิดมากกว่าอีกลำด้ายหนึ่ง เมื่อรูเปิดมากกว่า หมึกก็ต้องลงมากกว่า ซึ่งเป็นส่วนที่ทำให้หมึกหนาเป็นพิเศษ แนวทางในการขึงผ้าสกรีน - ความตึงควรเท่ากันทั่วทั้งบล็อกสกรีน - เส้นด้ายของผ้าสกรีนควรจะขนานกันตลอดทั้งเส้นด้ายแนวตั้ง (Warp) และเส้นด้ายแนวนอน (Weft) ของผ้าสกรีน - บล็อกสกรีนควรจะมีความตึงเพียงพอที่จะดีดตัวขึ้นเมื่อมีการกดขณะพิมพ์ - ความตึงของผ้าสกรีนควรคงที่ให้นานที่สุด การเคลือบกาวอัดให้หนา (The Coating Thickness) การเคลือบกาวอัดบนผ้าสกรีนให้มีความหนานั้น ขึ้นอยู่กับปัจจัยมาประกอบกันหลายประการคือ - ผ้าสกรีนที่ใช้ต้องเป็นเบอร์ต่ำๆ - เนื้อ (Solid Content) ของกาวอัดที่ใช้ต้องสูง - วิธีการปาดกาวอัด ในการทำบล็อกสกรีนที่มีความหนามากกว่าทั่วไปโดยใช้กาวอัด ต้องเลือกกาวอัดโดยเฉพาะมาใช้ ซึ่งสามารถนำมาใช้กับหมึก Plastisol ชนิดพิเศษได้เป็นอย่างดี จะให้ความหนาตั้งแต่ 100 ? 2000  ขึ้นอยู่กับวิธีการปาดกาว การใช้ผ้าเบอร์ต่ำ และความตึงของผ้าต้องไม่ต่ำกว่า 25 N/cm การปาดกาวสามารถปาดกาวให้ทั่วด้วยมือ และปาดกาวด้วยเครื่อง ซึ่งมีขั้นตอนดังนี้ - ปาดด้านพิมพ์ 2 ครั้ง - ปาดด้านยางปาดตามจำนวนครั้งที่ต้องการ โดยที่กาวอัดยังไม่แห้งตัว ส่วนที่ควรระมัดระวังคือ จะต้องปาดกาวอัดอย่างช้าๆ และควรใช้รางปาดที่มีรัศมีของขอบรางปาด มิลลิเมตร หลังจากปาดกาวแล้วควรปล่อยให้แห้ง หรืออบกาวให้แห้งอย่างน้อย 12 ชั่งโมง ภายใต้อุณหภูมิไม่เกิน 30 c สำหรับการถ่ายไฟ ควรใช้ไฟถ่ายแบบ Metal Halide ที่มีกำลัง 5,000 วัตต์ มีความยาวคลื่นแสง 320 ? 420 นาโมมิเตอร์ ระยะห่างควรลดลงมาประมาณ 2 % ซึ่งสามารถลดระยะเวลาถ่ายลงได้ 35 % ไม่ควรใช้ไฟถ่ายแบบแรงดันไอปรอท และแบบหลอดฟลูโอเรสเซนต์ การทำแม่พิมพ์สกรีนด้วยฟิลม์แคพพิลลารี่ชนิดหนา หรือ ฟิลม์หนา ( Thick Film) นอกจากการทำแม่พิมพ์สกรีนอย่างหนาโดยใช้กาวอัดแล้วยังสามารถทำแม่พิมพ์อย่างหนาได้อีกวิธืหนึ่งคือ ใช้ฟิล์มแคพพิลลารี่ชนิดหนา ซึ่งวิธีการติดฟิล์มชนิดหนา เราประยุกต์จากวิธีการทำแม่พิมพ์สกรีนแบบผสม ( The indirect direct photostencil system) มาใช้ ความหนาของฟิล์มประเภทนี้มีตั้งแต่ 100 ? 400  และใช้กาวอัดที่เป็นตัวประสานให้แผ่นฟิล์มติดกับผ้าสกรีน ซึ่งเป็นกาวอัดที่มีไวแสงอยู่ในตัว สามารถนำไปใช้ได้เลย ขั้นตอนการทำพออธิบายได้ดังนี้ - ทำความสะอาดผ้าสกรีน จากนั้นทำให้ผ้าสกรีนแห้ง - ติดฟิล์มหนา ( Thick film) โดยใช้กาวอัด ติดแบบการติดฟิล์มม่วง แล้วทำให้แห้งอีกครั้ง - เมื่อฟิล์มแห้งให้ลอกแผ่นพลาสติกออก แล้วติดแม่แบบ จากนั้นนำไปถ่ายไฟ - เมื่อครบเวลาตามกำหนด ถอดแม่แบบ นำบล็อกไปแช่น้ำประมาณ 20 ? 30 นาที แล้วนำขึ้นมาฉีดล้างลวดลาย แล้วจึงนำไปอบแห้ง - ตรวจสอบความเรียบร้อย รายละเอียดข้างต้นเป็นแนวทางในการทำแม่พิมพ์สกรีนแบบหนา โดยงานพิมพ์แต่ละประเภทจะมีรายละเอียดในการพิมพ์ที่แตกต่างกัน เช่น ระดับความหนาของชั้นหมึกพิมพ์ที่ต้องการ ความคมชัดของงานพิมพ์ ฯลฯ ซึ่งระดับความหนาของงานพิมพ์หากต้องการความแม่นยำ ก็ควรใช้ฟิล์มในการทำ เนื่องจากมีความหนาที่แน่นอน ในขณะที่ความหนาที่ได้จากการทำด้วยกาวอัดจะขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายอย่างเช่น วิธีการปาด จำนวนครั้งในการปาด เป็นต้น แต่หากต้องการพิมพ์งานจำนวนมาก ก็ควรใช้กาวอัด เนื่องจากมีความคงทนมากกว่า อย่างไรก็ตาม ผู้พิมพ์แต่ละท่านจะทราบเกี่ยวกับงานพิมพ์ของตนเอง จึงควรประยุกต์ในการทำแม่พิมพ์สกรีนแบบหนานี้ให้เหมาะกับงานพิมพ์ของตนเองมากที่สุด