متطلبات العملية واختيار المعدات للطباعة بالرقائق الساخنة ثلاثية الأبعاد
لأن طريقة الأسطوانة إلى الأسطوانة (الدوارة) تعتمد على التلامس الخطي، فإنها تتجنب تمامًا مشكلات الانتفاخ التي قد تحدث في الطباعة بالرقائق الساخنة بالقالب المسطح، مع توفير سرعة أعلى وجودة أفضل. لكن نظرًا لأن لوح الطباعة والقالب المقابل أسطوانيان، فإن صعوبة التصنيع والتكلفة مرتفعتان، وكفاءة نقل الحرارة للألواح الأسطوانية ليست مثالية. لذلك لا تُستخدم هذه الطريقة على نطاق واسع، وتُطبَّق عمومًا فقط على الوظائف ذات الكميات الكبيرة التي تتطلب جودة عالية، مثل تغليف السجائر، وتغليف المشروبات الروحية، وتغليف منتجات الرعاية الصحية.أولًا: متطلبات العملية للطباعة بالرقائق الساخنة ثلاثية الأبعاد
1. رقائق الطباعة الساخنة (الرقائق المعدنية)
تتكون رقائق الطباعة الساخنة عادة من 4 إلى 5 طبقات من مواد مختلفة، مثل:الفيلم الأساسي (PET)، وطبقة الفصل، وطبقة اللون (الرقائق الفضية ليس لها طبقة لون)، وطبقة الألومنيوم المطلي، وطبقة اللاصق.
وظائف كل طبقة:
- طبقة الفيلم الأساسي: توفر الدعم الهيكلي للطبقات الأخرى.
- طبقة الفصل: تسمح لطبقة الألومنيوم بالانفصال عن الفيلم الحامل؛ وهي تحدد قابلية نقل الرقائق.
- طبقة اللون: توفر اللون وتحمي الطبقة السفلية. تشمل الألوان الشائعة الذهبي والفضي والماروني والأزرق الفاتح والأسود والأحمر الزاهي والأخضر وغيرها. والذهبي والفضي هما الأكثر استخدامًا.
- طبقة الألومنيوم المطلي: توفر اللمعان المعدني.
- طبقة اللاصق: تربط الرقائق بالركيزة أثناء الطباعة الساخنة.
تتأثر سرعة الطباعة الساخنة وجودتها بشكل أساسي بطبقة الفصل وطبقة اللاصق. إذا لم تكن هاتان الطبقتان حساسيتين للحرارة بما يكفي، فيجب تقليل سرعة الطباعة. في الماضي، قيدت حدود نقل الحرارة الطباعة الساخنة بالقالب المسطح عند أقل من 5000 ورقة/ساعة. اليوم، يقدم كبار موردي الرقائق العالميين رقائق تلبي متطلبات السرعة العالية الحديثة. فآلة الطباعة الساخنة السويسرية بوبست، على سبيل المثال، يمكنها الوصول إلى 7500 ورقة/ساعة.
ولأن الطباعة بالرقائق الساخنة ثلاثية الأبعاد تُشكّل تأثيرًا بارزًا (نقشًا)، فإن متطلبات درجة الحرارة والضغط والسرعة تختلف عن الطباعة الساخنة المسطحة العادية. لذلك يجب استخدام رقائق طباعة ساخنة ثلاثية الأبعاد خاصة، ولا يجوز استبدالها برقائق مسطحة عادية، وإلا قد تحدث جودة طباعة رديئة أو مشكلات غير متوقعة.
2. درجة الحرارة والضغط والسرعة
هذه العوامل الثلاثة هي المعايير الأساسية لتقنية الطباعة الساخنة. ولا يمكن تحقيق طباعة عالية الجودة، بما في ذلك الطباعة الساخنة ثلاثية الأبعاد، إلا بالتحكم في علاقتها.درجة الحرارة
تتطلب الطباعة بالرقائق الساخنة ثلاثية الأبعاد درجة حرارة أعلى لأنها تُكمل الطباعة الساخنة والنقش في تمريرة واحدة.
- الطباعة الساخنة العادية: 70 إلى 90 درجة مئوية
- الطباعة الساخنة ثلاثية الأبعاد: حوالي 150 درجة مئوية
إذا كانت درجة الحرارة منخفضة جدًا، فلا يمكن لطبقتَي اللاصق والفصل في الرقائق أن تنصهرا بشكل كافٍ، مما يؤدي إلى نقل غير كامل، أو مناطق مفقودة، أو ظهور الركيزة.
وإذا كانت درجة الحرارة مرتفعة جدًا، فقد تشمل المشكلات تشوّه الركيزة، أو ضبابية الصور، أو عدم وضوح الحروف، أو تغيّر لون الرقائق، أو تمدد اللوح مما يسبب عدم محاذاة مع القالب المقابل.
وبالتالي، فإن درجة الحرارة هي العامل الأكثر أهمية.
الضغط
يُطبَّق الضغط لحظيًا أثناء الطباعة الساخنة. بعد الانصهار، تعتمد طبقة اللاصق على الضغط لربط الرقائق بالركيزة. وفي الطباعة بالرقائق الساخنة ثلاثية الأبعاد، يجب أن يُنشئ الضغط أيضًا نمطًا بارزًا منحوتًا، لذا يجب أن يكون أعلى من الطباعة الساخنة العادية.
لذلك يجب أن تكون قوة الرقائق أعلى لتحمل الضغط الإضافي.
قد يؤدي الضغط الزائد إلى تمزق الرقائق، أو إتلاف القالب المقابل، أو تشوّه الورقة المطبوعة.
ويؤدي الضغط غير الكافي إلى نقل غير كامل للرقائق أو عمق نقش غير كافٍ.
وبالتالي، فإن التحكم الصحيح في الضغط ضروري.
السرعة
تحدد السرعة زمن التلامس بين الرقائق والقالب الساخن.
- سريعة جدًا ← تسخين غير كافٍ ← التصاق ضعيف
- بطيئة جدًا ← تسخين زائد ← عيوب محتملة من فرط الحرارة
ثانيًا: معدات الطباعة بالرقائق الساخنة ثلاثية الأبعاد
تشمل معدات الطباعة بالرقائق الساخنة ثلاثية الأبعاد بشكل أساسي الأنظمة المسطحة (مسطح إلى مسطح) والدوارة (أسطوانة إلى أسطوانة). أما طريقة الأسطوانة إلى المسطح فلا تصلح للطباعة بالرقائق الساخنة ثلاثية الأبعاد.1. آلات الطباعة بالرقائق الساخنة ثلاثية الأبعاد مسطحة إلى مسطحة
تتمثل في آلات بوبست السويسرية، وهذه الآلات تتطور نحو السرعة العالية والدقة العالية وسهولة التشغيل.يمكن لمعدات بوبست تحقيق:
- حتى 7500 ورقة/ساعة
- دقة في حدود ±0.1 مم
2. الطباعة بالرقائق الساخنة بالأسطوانة إلى الأسطوانة (الدوارة)
تُستخدم غالبًا في الإنتاج المتصل بالبكرات.المزايا:
- التلامس الخطي يلغي مشكلات الانتفاخ المحتملة في الطباعة بالقالب المسطح
- سرعة أعلى وجودة أفضل
- لوح الطباعة والقالب المقابل أسطوانيان ← صعوبة وتكلفة في التصنيع
- نقل الحرارة أقل كفاءة