Ein Siebdruckdesign

Siebdruck (auch Siebdruck oder Serigrafie genannt ) ist ein Druckverfahren, bei dem Farbe mithilfe eines Siebs auf einen Untergrund übertragen wird . Ausgenommen sind Bereiche , die durch eine Schablone für die Farbe undurchlässig gemacht werden . Ein Rakel wird in einem Fließstrich über das Sieb geführt, um die offenen Maschen mit Farbe zu füllen. Ein Rückstrich bewirkt, dass das Sieb den Untergrund kurzzeitig berührt. Dadurch wird der Untergrund von der Farbe benetzt und beim Zurückfedern des Siebs aus den Maschen gezogen. Es wird jeweils nur eine Farbe gedruckt, daher können mehrere Siebe verwendet werden, um ein mehrfarbiges Bild oder Design zu erstellen.

Traditionell wurde für diesen Prozess Seide verwendet. Heutzutage kommen meist synthetische Garne zum Einsatz. Das gängigste Siebgewebe besteht aus Polyester. Für den Siebdruck stehen außerdem Spezialgewebe aus Nylon und Edelstahl zur Verfügung. Die Maschenweite beeinflusst das Ergebnis und die Optik des fertigen Designs auf dem Material.

Das Verfahren wird nicht nur für den Textildruck, sondern auch für das Bedrucken vieler anderer Materialien eingesetzt, darunter Aufkleber, Zifferblätter für Uhren, Ballons und viele weitere Produkte. Zu den fortgeschrittenen Anwendungen gehört das Aufbringen von Leitern und Widerständen in mehrlagigen Schaltungen auf dünne Keramikschichten als Substrat.

Geschichte

Der Plakatladen im Heart Mountain War Relocation Center wurde von japanisch-amerikanischen Internierten betrieben, die im Siebdruckverfahren Informationen für das gesamte Zentrum druckten. (Januar 1943)

Herkunft

Der Siebdruck hat seinen Ursprung im Blockdruck, der aus China stammt und die Grundlage für die japanische Ise-Katagami-Technik (伊勢型紙) bildete . [ 1 ] Frühe Aufzeichnungen japanischer Schablonen im Westen deuten darauf hin, dass diese Kunst um 1873 eingeführt wurde, was mit der Entwicklung des heutigen Siebdrucks übereinstimmt.

Adoption im Westen

Der Siebdruck wurde im späten 18. Jahrhundert größtenteils aus Asien nach Westeuropa eingeführt, erlangte aber erst dann größere Akzeptanz und Anwendung in Europa, als Seidengewebe aus dem Osten leichter erhältlich war und sich ein lukrativer Absatzmarkt für das Medium erschloss.

Anfang der 1910er Jahre experimentierten einige Drucker mit fotoreaktiven Chemikalien und nutzten die bekannten, durch aktinisches Licht aktivierten Vernetzungs- bzw. Härtungseigenschaften von Kalium-, Natrium- oder Ammoniumchromat und -dichromat in Kombination mit Klebstoffen und Gelatineverbindungen . Roy Beck, Charles Peter und Edward Owens untersuchten und erprobten mit Chromsäuresalz-sensibilisierten Emulsionen für fotoreaktive Schablonen. Dieses Entwicklertrio führte fotobelichtete Schablonen in die kommerzielle Siebdruckindustrie ein, obwohl die Akzeptanz dieser Methode viele Jahre dauern sollte. Im kommerziellen Siebdruck werden heute Sensibilisatoren verwendet, die weitaus sicherer und weniger toxisch als Bichromate sind. Aktuell gibt es eine große Auswahl an vorsensibilisierten und individuell gemischten sensibilisierten Emulsionschemikalien zur Herstellung fotoreaktiver Schablonen.

Eine Gruppe von Künstlern, die später die National Serigraph Society gründeten , darunter die WPA- Künstler Max Arthur Cohn , Anthony Velonis und Hyman Warsager , prägten in den 1930er Jahren den Begriff „Serigrafie“, um die künstlerische Anwendung des Siebdrucks von dessen industrieller Nutzung abzugrenzen. [ 2 ] „Serigrafie“ ist ein zusammengesetztes Wort aus dem Lateinischen ( sēricum , wörtlich „ Seide “) und dem Altgriechischen ( γράφειν , romanisiert :  graphein , wörtlich „ schreiben, zeichnen “) . [ 3 ]

Historiker der New Yorker WPA-Plakatwerkstatt schreiben Anthony Velonis allein die Etablierung der dort angewandten Siebdruckverfahren zu, ein Ruf, der durch die Veröffentlichung seiner Broschüre „ Technical Problems of the Artist: Technique of the Silkscreen Process“ im Jahr 1937 gefestigt wurde. Guido Lengweiler hat dieses Missverständnis in seinem 2016 auf Englisch erschienenen Buch „ A History of Screen Printing “ korrigiert. Aus diesen WPA-Plakatwerkstätten gingen mindestens zwei New Yorker Ateliers hervor, die während des Krieges begannen, bereits 1939 Keramikfliesen mit eingebrannter Unterglasurfarbe im Siebdruckverfahren zu dekorieren: Harold Ambellans Werkstatt „ Designed Tiles“ [ 4 ] und Esteban Sorianos Einzelatelier [ 5 ] .

Das Nationale Zentrum für Umwelthilfe der Druckerindustrie (Printers' National Environmental Assistance Center) erklärt: „Siebdruck ist wohl das vielseitigste aller Druckverfahren. Da einfache Siebdruckmaterialien so günstig und leicht erhältlich sind, wurde er häufig in Underground- Szenen und Subkulturen eingesetzt , und der unprofessionelle Look solcher DIY- Siebdrucke hat sich zu einem wichtigen kulturellen Stilmittel entwickelt, das auf Filmplakaten, Schallplattencovern, Flyern, T-Shirts, Werbeschriften, in Kunstwerken und anderswo zu sehen ist.“

1960er Jahre bis heute

Video des Siebdruckverfahrens für Abziehbildpapier, das auf Keramikwaren aufgeklebt werden soll

Dem Künstler Andy Warhol wird die Popularisierung des Siebdrucks als künstlerische Technik zugeschrieben . Zu Warhols Siebdrucken zählt sein Marilyn-Diptychon von 1962 , ein Porträt der Schauspielerin Marilyn Monroe in kräftigen Farben. Warhol wurde bei seiner Produktion von dem Siebdruckmeister Michel Caza , einem Gründungsmitglied der FESPA , unterstützt . [ 6 ] [ 7 ]

Schwester Mary Corita Kent erlangte in den 1960er und 1970er Jahren internationalen Ruhm für ihre farbenfrohen Serigrafien. Ihre Werke waren regenbogenfarben, enthielten Worte mit politischem Bezug und förderten Frieden, Liebe und Fürsorge.

Der amerikanische Unternehmer, Künstler und Erfinder Michael Vasilantone begann 1960 mit der Entwicklung und dem Vertrieb einer drehbaren Mehrfarben-Siebdruckmaschine für Textilien. Vasilantone meldete seine Erfindung 1967 zum Patent an [ 8 ] , das ihm am 18. Februar 1969 unter der Nummer 3.427.964 erteilt wurde. [ 8 ] Die ursprüngliche Maschine wurde für den Druck von Logos und Teaminformationen auf Bowlingbekleidung entwickelt , fand aber bald Anwendung im aufkommenden Trend des T-Shirt-Drucks. Das Vasilantone-Patent wurde von mehreren Herstellern lizenziert, und die daraus resultierende Produktion sowie der Boom bei bedruckten T-Shirts trugen zur Popularität dieser Textil -Siebdruckmaschine bei. Der Textil-Siebdruck macht derzeit über die Hälfte der gesamten Siebdruckaktivitäten in den Vereinigten Staaten aus. [ 9 ]

Grafischer Siebdruck wird heutzutage häufig zur Herstellung von Grafiken in großen Stückzahlen, wie beispielsweise Postern oder Displayständern, eingesetzt. Vollfarbdrucke lassen sich durch Drucken im CMYK-Farbmodus (Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz) erzeugen.

Der Siebdruck eignet sich hervorragend für den Druck auf Leinwand. Andy Warhol , Arthur Okamura , Robert Rauschenberg , Roy Lichtenstein , Harry Gottlieb und viele andere Künstler haben den Siebdruck als Ausdruck ihrer Kreativität und künstlerischen Vision genutzt.

Eine weitere Variante, der digitale Hybrid-Siebdruck, vereint analogen Siebdruck mit traditionellem digitalem Direktdruck auf Textilien – zwei der gängigsten Technologien zur Textilveredelung. Im Wesentlichen handelt es sich beim digitalen Hybrid-Siebdruck um eine automatische Siebdruckmaschine mit einer CMYK-Digitalisierung an einer der Druckstationen. Dieser ermöglicht variable Datenoptionen und damit unzählige Individualisierungsmöglichkeiten sowie die Anwendung spezifischer Siebdrucktechniken.

Verfahren

Siebdrucker verwenden ein Sieb, einen Rakel und Scharnierklemmen, um ihre Motive zu drucken. Die Farbe wird mithilfe des Gummirakels durch das Siebgewebe gepresst, die Scharnierklemmen fixieren das Sieb für eine präzise Ausrichtung.
Ein Siebdrucker zieht den Rakel, um ein Muster zu erzeugen – eine Demonstration des Verfahrens.
A. Tinte. B. Rakel. C. Bild. D. Fotoemulsion. E. Sieb. F. Gedrucktes Bild
Verschiedene Beispiele des gedruckten Bildes

Ein Sieb besteht aus einem über einen Rahmen gespannten Gewebe. Das Gewebe kann aus einem synthetischen Polymer wie Nylon gefertigt sein . Für detailreiche und filigrane Designs wird ein feineres Gewebe mit kleineren Maschenweiten verwendet. Damit das Sieb effektiv ist, muss es auf einem Rahmen befestigt und gespannt sein. Der Rahmen kann je nach Komplexität der Maschine oder der handwerklichen Fertigung aus verschiedenen Materialien wie Holz, Metall oder Aluminium bestehen. Die Spannung des Gewebes lässt sich mit einem Tensiometer messen; eine gängige Einheit für die Messung der Gewebespannung ist Newton pro Zentimeter (N/cm).

Eine Schablone entsteht durch das Abdecken von Teilen des Siebs im Negativbild des zu druckenden Motivs; das heißt, die offenen Stellen sind die Bereiche, in denen die Tinte auf dem Substrat erscheinen wird.

Verfahren zum Auswaschen der nicht ausgehärteten Emulsion, um das Positiv des Designs auf dem Sieb zu erhalten.
Siebdruck mit belichtetem Bild, bereit zum Drucken

Vor dem Druckvorgang müssen Rahmen und Sieb die Druckvorstufe durchlaufen. Dabei wird eine Emulsion auf das Siebgewebe aufgetragen. Nach dem Trocknen wird sie selektiv mit UV-Licht belichtet, und zwar durch einen Film mit dem gewünschten Motiv. Die belichteten Bereiche härten aus, während die unbelichteten Bereiche weich bleiben. Anschließend werden sie mit Wasser abgespült. Zurück bleibt eine saubere Fläche im Siebgewebe, die der Form des gewünschten Bildes entspricht und den Farbdurchtritt ermöglicht. Es handelt sich um ein Positivverfahren.

Beim Textildruck wird die Auflagefläche des zu bedruckenden Stoffes (auch Palette genannt) mit einem breiten Palettenband beklebt. Dieses schützt die Palette vor unerwünschter Druckfarbe, die durch das Sieb dringen und die Palette verfärben oder auf den nächsten Stoff übertragen könnte. Das Palettenband schützt die Palette außerdem vor dem Klebstoff, der den Stoff fixiert. Mit der Zeit setzt sich auf dem Palettenband Flusen ab, die dann entfernt, entsorgt und durch neues ersetzt werden können.

Anschließend werden Sieb und Rahmen mit einem Klebeband versehen, um zu verhindern, dass Farbe an den Rand von Sieb und Rahmen gelangt. Die Art des verwendeten Klebebands hängt oft von der zu druckenden Farbe ab. Für UV- und wasserbasierte Farben werden in der Regel haftstärkere Klebebänder verwendet, da diese Farben eine geringere Viskosität aufweisen und stärker dazu neigen, unter das Klebeband zu laufen.

Der letzte Schritt in der Druckvorstufe ist das Abdecken unerwünschter Poren in der Emulsion. Bleiben diese Poren bestehen, dringt die Farbe durch und hinterlässt unschöne Flecken. Zum Abdecken dieser Poren eignen sich Materialien wie Klebebänder, Spezialemulsionen und Abdeckstifte.

Wie man ein Bild im Siebdruckverfahren druckt
Wie man mit CMYK im Siebdruckverfahren mit mehreren Farbschichten arbeitet
Ein Grafikdesigner überträgt ein Motiv mithilfe eines Siebdrucks und einer Transferpresse auf ein T-Shirt.

Das Sieb wird auf ein Substrat gelegt. Die Farbe wird auf das Sieb aufgetragen und mithilfe einer Füllleiste durch die Maschen gedrückt. Der Bediener beginnt mit der Füllleiste hinten am Sieb, hinter einem Farbreservoir. Er hebt das Sieb an, um den Kontakt mit dem Substrat zu vermeiden, und zieht die Füllleiste dann mit leichtem Druck nach vorne. Dadurch werden die Maschenöffnungen mit Farbe gefüllt und das Farbreservoir nach vorne verlagert. Anschließend drückt der Bediener das Sieb mit einem Rakel (Gummilippe) auf das Substrat und schiebt ihn nach hinten. Die Farbe in den Maschenöffnungen wird durch Kapillarwirkung in einer kontrollierten Menge auf das Substrat gepumpt bzw. gepresst. Die Farbmenge ist proportional zur Dicke des Siebs bzw. der Schablone. Beim Zurückschieben des Rakels zieht die Spannung des Siebs dieses vom Substrat ab (Abreißen), sodass die Farbe auf der Substratoberfläche zurückbleibt.

Es gibt drei gängige Siebdruckmaschinen: Flachbett-, Zylinder- und Rotationsmaschinen. [ 10 ] Eine Weiterentwicklung des Flachsiebdrucks aus dem Jahr 1963 bestand darin, das Sieb zu einer Röhre zu wickeln, in der sich die Farbzufuhr und der Rakel befanden. Die so entstandene Walze rotiert in einer Rollenmaschine mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Materialbahn. Die Vorteile sind hohe Produktionsraten und lange Rollen. Dies ist die einzige Möglichkeit, hochdeckende, vollflächige Drucke/Beschichtungen in einem kontinuierlichen Prozess herzustellen, und wird häufig zur Herstellung von Strukturtapeten eingesetzt.

Bei Textilien mit mehrfarbigen Motiven wird oft eine Nass-in-Nass-Technik angewendet, bei der die Farben während des Druckvorgangs trocknen. Bei grafischen Artikeln hingegen lässt man die Farben zwischen den einzelnen Farbschichten trocknen, bevor sie mit einem weiteren Sieb und oft in einer anderen Farbe gedruckt werden, nachdem das Produkt auf der Druckmaschine neu ausgerichtet wurde.

Die meisten Siebe sind in diesem Stadium bereit für die Neubeschichtung. Manchmal ist jedoch ein weiterer Schritt im Aufbereitungsprozess erforderlich, das sogenannte Entnebeln. Dieser zusätzliche Schritt entfernt Schleier oder „Geisterbilder“, die nach dem Entfernen der Emulsion im Sieb zurückgeblieben sind. Geisterbilder zeichnen die offenen Bereiche vorheriger Schablonen schwach nach, daher der Name. Sie entstehen durch Farbreste, die sich im Gewebe, oft in den Maschen (den Kreuzungspunkten der Fäden), festgesetzt haben. Ein ordnungsgemäß gereinigtes Sieb weist keine sichtbaren Spuren des vorherigen Bildes auf seiner Oberfläche auf.

Schablonen

Eine Makroaufnahme eines Siebdrucks mit einer fotografisch erstellten Schablone . Die Farbe wird dort gedruckt, wo die Schablone den Untergrund nicht bedeckt.

Eine Schabloniertechnik, die in den letzten Jahren immer beliebter geworden ist, ist die Fotoemulsionstechnik :

  1. Das Originalbild wird auf einer transparenten Folie erstellt. Das Bild kann direkt auf die Folie gezeichnet oder gemalt, fotokopiert oder mit einem Drucker ausgedruckt werden. Dabei ist darauf zu achten, dass die einzufärbenden Bereiche nicht transparent sind. Als Film kann jedes UV-Licht blockierende Material verwendet werden, sogar Karton. Alternativ kann auch ein Schwarzweiß-Positiv verwendet werden (projiziert auf den Siebdruckschirm). Im Gegensatz zur traditionellen Plattenherstellung werden diese Siebe jedoch üblicherweise mit Filmpositiven belichtet.
  2. Anschließend muss ein Sieb ausgewählt werden. Je nach Detailgrad des Druckmotivs stehen verschiedene Siebfeinheiten zur Verfügung. Nach der Auswahl des Siebs wird dieses mit einer lichtempfindlichen Emulsion beschichtet und getrocknet. Sobald es trocken ist, kann der Druck belichtet werden.
  3. Die Folie wird auf den Siebdruckrahmen gelegt und anschließend mit einer Lichtquelle belichtet, die ultraviolettes Licht im Spektrum von 350–420 Nanometern enthält.
  4. Das Sieb wird gründlich abgewaschen. Die nicht belichteten Emulsionsbereiche lösen sich auf und werden weggespült, sodass eine Negativschablone des Bildes auf dem Gewebe zurückbleibt.

Textildruckfarben

Handgemalte Farbtrennung auf transparenter Folie vom Siebdrucker Csaba Markus
Kaviarperlen
Bei einer Kaviarperle handelt es sich um einen Klebstoff, der in Form des Designs bedruckt wird und auf den dann kleine Kunststoffkügelchen aufgebracht werden – eignet sich gut für massive Blockflächen und erzeugt eine interessante taktile Oberfläche.
Rissige Tinte
Die Tinte kann so aufgetragen werden, dass nach dem Trocknen eine rissige Oberfläche entsteht. Ähnliche Risse können unbeabsichtigt auftreten, wenn die Tinte nicht vollständig aushärtet.
Entfärbefarben
Entfärbefarben verwenden Zink -Formaldehyd -Sulfoxylat (das Zink-Analogon von Rongalite ), um die Farbe vom Stoff zu entfernen. Ein Nachteil dieser Farbmethode ist, dass sie nur bei dunklen Stoffen mit 100 % Baumwollanteil optimal funktioniert. Stoffe mit Unterfärbung und Mischgewebe geben die Farbe unterschiedlich stark ab. Die beim Auftragen und Aushärten entstehenden Dämpfe sind stechend, daher ist eine gute Belüftung und das Tragen einer Atemschutzmaske erforderlich. Ein Vorteil dieses Verfahrens ist seine besondere Wirksamkeit bei Used-Look-Drucken und der Grundierung dunkler Kleidungsstücke, die mit weiteren Plastisolschichten bedruckt werden sollen. Es verleiht dem Design mehr Vielfalt und eine natürlich weiche Haptik.
sich ausdehnende Tinte (Puff)
Expansionsfarbe, auch Pufffarbe genannt, ist ein Zusatzstoff zu Plastisolfarben, der den Druck vom Textilgewebe abhebt und so dem Design einen dreidimensionalen Effekt verleiht. Sie wird hauptsächlich beim Bedrucken von Textilien verwendet. [ 11 ]
Schwärmen
Beim Beflocken wird ein Klebstoff auf den Stoff gedruckt und anschließend wird Flockmaterial aufgebracht, um einen samtigen Griff zu erzielen.
Folie
Die Folienveredelung ähnelt der Beflockung und beginnt mit einer Grundierung aus Klebstoff oder Plastisolfarbe. Anschließend wird eine dünne Schicht reflektierenden/spiegelähnlichen Materials auf die bedruckte Grundierung aufgebracht und durch Heißpressen fixiert. Die Folie haftet nicht an den nicht bedruckten Bereichen des Motivs, und der Rest der Folie wird verworfen.
Vierfarbprozess oder das CMYK-Farbmodell
Beim Vierfarbendruck wird das Motiv erstellt und anschließend in vier Farben (CMYK) zerlegt, die zusammen das gesamte Farbspektrum für Fotodrucke erzeugen. Dadurch lässt sich mit nur vier Rastern eine große Farbvielfalt simulieren, was Kosten, Zeitaufwand und Einrichtungsaufwand reduziert. Dieses Verfahren nutzt Halbtonraster . Die Farben müssen sich mischen und sind transparenter, was die Farbbrillanz etwas beeinträchtigen kann.
Glitzer/Schimmer
Glitzer- oder Schimmertinte entsteht durch die Zugabe von Metallflocken zur Tintenbasis, wodurch der Glitzereffekt erzielt wird. Sie ist üblicherweise in Gold oder Silber erhältlich, kann aber durch Mischen nahezu alle Farben erhalten.
Glanz
Glanzfarbe entsteht, wenn eine klare Grundierung über zuvor gedruckte Farben aufgetragen wird, um eine glänzende Oberfläche zu erzeugen.
Metallisch
Metallic-Tinte ähnelt Glitzer, enthält aber kleinere Partikel. Ein Klebstoff wird auf den Stoff gedruckt, anschließend werden Nanofasern aufgebracht. Das Produkt wird oft fertig gekauft.
Spiegeltinte
Spiegelnde Silber- und Goldfarben sind hochreflektierende, lösungsmittelbasierte Tinten. Spiegelnde Tinten können mit der Zeit anlaufen.
Nylobond
Nylobond ist ein spezieller Tintenzusatz zum Bedrucken von technischen oder wasserdichten Textilien.
Plastisol
Plastisol ist die am häufigsten verwendete Druckfarbe für die Textilveredelung. Sie bietet eine gute Deckkraft auf dunklen Textilien und klare grafische Details und hat, wie der Name schon sagt, eine plastifizierte Textur. Der Druck kann durch spezielle Zusätze weicher oder durch zusätzliche Farbschichten deckender gestaltet werden. Plastisolfarben benötigen zum Aushärten Hitze (ca. 150 °C für die meisten Farben), außer bei Farben mit niedriger Aushärtungszeit.
PVC- und phthalatfrei
PVC- und phthalatfrei ist eine relativ neue Art von Druckfarben, die die Vorteile von Plastisol bietet, jedoch ohne die beiden wichtigsten toxischen Bestandteile auskommt. Sie zeichnet sich außerdem durch eine weiche Textur aus und wird von den meisten großen Anbietern produziert. [ 12 ]
Wildledertinte
Wildlederfarbe ist ein milchig-trüber Zusatzstoff, der Plastisol beigemischt wird. Mit diesem Zusatzstoff lässt sich jede Plastisolfarbe mit einer Wildlederoptik versehen. Er dient als Treibmittel und bildet weniger Blasen als herkömmliche Druckfarbe. Die Dosierungsanleitung variiert je nach Hersteller, im Allgemeinen können jedoch bis zu 50 % Wildlederfarbe zu normalem Plastisol hinzugefügt werden.
Tinten auf Wasserbasis
Diese Farben dringen tiefer in den Stoff ein als Plastisolfarben und erzeugen ein deutlich weicheres Tragegefühl. Ideal zum Bedrucken heller Textilien mit dunklen Farben. Auch für großflächige Drucke geeignet, bei denen die Textur wichtig ist. Manche Farben benötigen Hitze oder einen zusätzlichen Härter, um den Druck dauerhaft zu fixieren.
Farbstoff auf Wasserbasis (Tinte)
Im Gegensatz zu dickflüssigerer Plastisolfarbe wird dieser Farbstoff als Konzentrat geliefert und mit einer Druckpaste (Verdickungsmittel) vermischt, um den Siebdruck zu ermöglichen. Dieses Verfahren eignet sich am besten für leichte Textilien und wird, da der Farbstoff in den Fasern selbst enthalten ist, häufig für Geschirrtücher, Servietten und Ähnliches verwendet. Es ähnelt dem traditionellen Textildruck .
Hohe Dichte
Bei der Hochdichtelackierung wird ein spezieller Lack auf ein feineres Sieb mit mehreren Schichten Emulsion oder einer dickflüssigeren Emulsion (z. B. Capillex) aufgetragen. Nachdem der Lack in den Untergrund eingedrungen ist, entsteht eine erhabene, reliefartige Lackschicht. Nach dem Aushärten am Ende des Prozesses erzielt der Lack einen Blindenschrift-Effekt, daher der Name „Hochdichtelackierung“.

Nicht-Bekleidungsanwendungen

Der Sequential Circuits Pro-One Synthesizer mit einem im Siebdruckverfahren hergestellten Bedienfeld.

Der Siebdruck ist vielseitiger als herkömmliche Druckverfahren. Anders als bei Ätzung oder Lithografie muss die Oberfläche nicht unter Druck bedruckt werden und sie muss auch nicht plan sein. Verschiedene Farben eignen sich für die Bearbeitung einer Vielzahl von Materialien wie Textilien, Keramik, [ 13 ] Holz, Papier, Glas, Metall und Kunststoff. Daher findet der Siebdruck in vielen verschiedenen Branchen Anwendung, darunter:

Beim Siebdruck auf waferbasierten Solarzellen (Photovoltaikzellen) werden das Silbernetz und die Silberleitungen auf die Vorderseite gedruckt; zusätzlich werden die Silberleitungen auch auf die Rückseite gedruckt. Anschließend wird Aluminiumpaste zur Passivierung und Oberflächenreflexion auf die gesamte Rückseite aufgetragen. Die Schichtdicke ist einer der Parameter, die beim Siebdruck variiert und kontrolliert werden können. Dies macht das Verfahren für verschiedene Drucktechniken von Solarzellen, Elektronik usw. geeignet.

Da Solarwafer immer dünner und größer werden, ist ein sorgfältiges Drucken erforderlich, um eine geringere Bruchrate zu gewährleisten. Gleichzeitig verbessert ein hoher Durchsatz beim Drucken den Durchsatz der gesamten Zellproduktionslinie.

Automatisierung

Um mehrere Kopien eines Siebdruckmotivs effizient auf Textilien zu drucken, verwenden Hobby- und Profidrucker üblicherweise eine Siebdruckmaschine. Der Begriff „Siebdruckmaschine“ ist hier umgangssprachlich, da sich die meisten Siebdruckmaschinen deutlich von Offsetdruckmaschinen unterscheiden . Viele Unternehmen bieten einfache bis hochentwickelte Siebdruckmaschinen an. Diese Maschinen gibt es in drei Ausführungen: manuell (auch Handbankmaschinen genannt), halbautomatisch und vollautomatisch. Die meisten Druckereien verwenden eine oder mehrere halb- oder vollautomatische Maschinen und manuelle Maschinen für Kleinauflagen und Muster.

Manueller Siebdruck kann mit Karussellmaschinen, Handbänken (die umgangssprachlich oft als Pressen bezeichnet werden) oder sogar auf Tischen erfolgen. Halb- und vollautomatische Maschinen lassen sich in zwei Hauptkategorien unterteilen: Flachbettdrucker [ 15 ] (für Poster, Kunstdrucke oder andere flache Substrate) und Karussell- und Ovalmaschinen (für Bekleidung und andere Textilien). Beide sind hinsichtlich des Automatisierungsgrades grundsätzlich ähnlich, unterscheiden sich jedoch in Bereichen wie Platzbedarf und Erweiterungsmöglichkeiten. [ 16 ]

Diese Maschinen sind wesentlich schneller und nutzen entweder pneumatischen Druck, der von Luftkompressoren erzeugt wird, oder Elektromotoren, um die Rakel zu ziehen, zu drehen und Paletten anzuheben oder abzusenken, wodurch ein Großteil der manuellen Arbeit entfällt. Außerdem wird UV-Licht zur sofortigen Aushärtung der Bilder verwendet, was zu einer deutlichen Verringerung der Ermüdung des Bedieners sowie zu gleichmäßigeren Ergebnissen führt.

Leiterplatten (PCB)

In der elektronischen Designautomatisierung ist der Siebdruck Teil des Lagenaufbaus der Leiterplatte (PCB), und die Ober- und Unterseite werden wie alle anderen Lagen (z. B. Kupfer- und Lötstoppschichten ) in separaten Gerber-Dateien beschrieben. [ 17 ] Typische Bezeichnungen für diese Servicedruck-Overlays sind unter anderem / aka / [ 18 ] [ nb 1 ] oder / ( EAGLE ), / ( KiCad ), / ( TARGET ), / ( Fritzing ), / ( OrCAD ), / ( PADS ), / ( WEdirekt ) [ 19 ] oder / (Gerber und viele andere [ 20 ] ). tSilkbSilkPLCPLSTSKBSKF.SilkSB.SilkSPosiTopPosiBotsilkTopsilkBottomSSTSSBST.PHOSB.PHOSEVSSERSGTOGBO

Gedruckte Elektronik

Der Siebdruck, eine in der Druckindustrie weit verbreitete Technik, hat sich auch im Bereich der gedruckten Elektronik etabliert. Seine Vielseitigkeit und die Möglichkeit, dicke Farbschichten aufzutragen, machen ihn ideal für die Herstellung von Leiterbahnen, Sensoren und anderen elektronischen Bauteilen. Darüber hinaus bietet der Siebdruck Vorteile wie hohen Durchsatz, niedrige Produktionskosten und Kompatibilität mit einer Vielzahl von Substraten, einschließlich flexibler Materialien. Diese Eigenschaften machen ihn zur bevorzugten Wahl für die Großserienfertigung gedruckter elektronischer Bauelemente.

Obwohl der Siebdruck enormes Potenzial für die gedruckte Elektronik bietet, steht er auch vor einigen Herausforderungen. Feine Linienauflösung, Kompatibilität mit modernen Materialien und die Notwendigkeit präziser Passergenauigkeit erfordern fortlaufende Forschungs- und Entwicklungsarbeit. Kontinuierliche Fortschritte bei Tintenformulierungen, Anlagen und Prozessoptimierungen ebnen jedoch den Weg für spannende Zukunftsperspektiven, darunter die Integration gedruckter Elektronik in IoT-Geräte, Energiegewinnungssysteme und vieles mehr.

Siehe auch

Anmerkungen

  1. Die Buchstaben „C“ und „S“ in den alten Gerber - Dateinamenserweiterungen von EAGLE für die obere und untere Siebdruckebene stammen aus einer Zeit, als Leiterplatten typischerweise nur einseitig bestückt waren, auf der sogenannten „Bauteilseite“ (oben) im Gegensatz zur gegenüberliegenden „Lötseite“ (unten), auf der die Bauteile verlötet wurden (zumindest bei bedrahteten Bauteilen ). Jede Siebdruckebene ist oft eine Kombination der entsprechenden Ebenen „Platz“ und „Namen“ (sowie der Ebene „Bemaßung“), daher das „PL“ in der Dateinamenserweiterung..PLC.PLS

Referenzen

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Weiterführende Literatur

  • Biegeleisen, Jacob I. Biegeleisen (1972). Siebdruck: Ein zeitgemäßer Leitfaden zur Siebdrucktechnik für Künstler, Designer und Kunsthandwerker . New York: Watson-Guptill Publications. ISBN 0823046656Die
  • Chieffo, Clifford T. (1979). Siebdruck als bildende Kunst: Ein Handbuch des zeitgenössischen Siebdrucks . New York: Van Nostrand Reinhold. ISBN 0442215614Die
  • Lengwiler, Guido (2013). Geschichte des Siebdrucks . Cincinnati: ST Media Group International. ISBN 0944094740Die
  • MacDougall, Andy (2008). Siebdruck heute: Die Grundlagen . Cincinnati: ST Media Group International. ISBN 0944094619Die
  • Saff, Donald ; Sacilotto, Deli (1979). Siebdruck: Geschichte und Technik . New York: Holt, Rinehart, and Winston. ISBN 0-03-045491-3Die
  • Zahn, Bert (1935). Siebdruckverfahren zur Reproduktion . Chicago, Illinois: Fredrick J. Drake & Co. Ref. 1942.1694.
  • Wikimedia Commons-LogoMedien zum Thema Siebdruck auf Wikimedia Commons