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5. Tampografía

La tampografía es un proceso de impresión por transferencia, en el cual se utiliza una almohadilla flexible o tampón que recoge la impresión de una placa grabada con tinta y la pasa al objeto que se va a imprimir. El principio de funcionamiento se basa por un lado en la creación de una placa grabada denominada cliché. Con una pieza llamada espátula y mediante un movimiento mecánico, se cubre de tinta el cliché y se dispone de otra pieza, denominada cuchilla, montada paralelamente a la espátula y que avanza sin tocar el cliché de forma que, cuando retrocede, retira toda la tinta depositada en la superficie a excepción de la del hueco de grabación, quedando el cliché limpio. Posteriormente, el tampón se sitúa sobre el cliché, desciende sobre la grabación y recoge la tinta, vuelve a subir y se sitúa frente a la pieza a imprimir y deposita toda la carga de tinta en ella, donde el tampón flexible se adapta a superficies rugosas e irregulares sin dejar de mantener la nitidez de la reproducción de forma absoluta.

Como ventajas, este método de impresión presenta que se puede realizar una impresión multicolor y que se puede usar cualquier tipo de tinta de impresión o pintura, pudiendo decorar de forma automática, dependiendo del tipo de producto, hasta 20.000 piezas por hora. Y como inconvenientes, se encuentra el alto coste de los diseños y que se requiere de un equipo y operación secundaria.

5.1. Clichés

En función de la calidad de impresión que se desea y de la cantidad de piezas a imprimir, se usa un tipo de cliché u otro. En el cliché se graba el diseño a imprimir a una distancia de al menos 25 mm del borde y centrado en la placa, para asegurar así una posterior impresión completa y nítida.

Cuando se tenga en el diseño líneas finas o largas, este debe estar entre 5 y 15 grados con respecto al recorrido de la cuchilla para evitar que se hunda demasiado. Para tener una óptima impresión, el grabado debe realizarse en torno a 25 μm de profundidad, donde posteriormente el tampón solo toma una película de tinta de 12 μm, permaneciendo el resto en el cliché y teniendo en cuenta que, de toda la tinta tomada, entre un 40 y un 60% en volumen corresponde al disolvente, que se evapora durante la transferencia, y que el secado de la película real de tinta que permanece en la impresión varía entre 5 y 8 μm.

A continuación, se distingue entre clichés de acero y de fotopolímeros.

Acero

Está fabricado en acero con una alta resistencia mecánica a la abrasión y se usa en los procesos industriales donde es necesario una elevada producción, además de una alta calidad en la impresión y en los sistemas cerrados de tinta, de los que se hablará más adelante en el presente capítulo.

Presenta una serie de características, como son la posibilidad de grabado en varias etapas, que presenta una superficie muy fina y que posee, como se ha dicho, una alta resistencia mecánica que favorece la obtención de una elevada calidad en la impresión.

Fotopolímeros

Está fabricado en una capa de plástico sensible a la luz ultravioleta (UV), donde, si fuera necesario, se une con un adhesivo a una placa metálica que sirva de soporte.

Estos clichés se usan para impresiones de materiales de una y de doble capa. En los de doble capa, la capa superior es de unos 25 μm, desaparece durante el proceso de grabado; y en los de una capa, el espesor de esta llega a ser de hasta 400 μm.

5.2. Tampones

Los tampones son fabricados normalmente en silicona y son los encargados de depositar la película de tinta recogida del cliché sobre el objeto a imprimir.

Estos tampones han de ser flexibles para garantizar una transferencia del diseño sin manchas ni distorsiones y se fabrican en una amplia gama de tamaños, formas y durezas en función de las necesidades.

Tamaño

En cuanto al tamaño, el tampón ha de ser lo más grande posible para asegurar una impresión sin manchas ni distorsiones y, en cualquier caso, mayor que el diseño a imprimir, de forma que cuanto menos se deforme el tampón, mejor, ya que el diseño impreso estará más definido.

El problema que presentan los tampones de gran tamaño es que necesitan también una prensa grande y, de esta forma, un tampón de mayor tamaño se ve afectado más acusadamente a las vibraciones provocadas por la prensa que uno de menor tamaño, además de que tienen un mayor coste.

Forma

En lo referente a la forma, todos los tampones tienen forma convexa y poseen ángulos laterales que proporcionan estabilidad en la impresión, asegurando así que no haya manchas en la misma.

La forma óptima para un tampón es cónica semicircular, para que pueda realizar un balanceo por igual en todos los lados, evitando la formación de burbujas de aire, aunque hay veces que, debido al objeto o el diseño a imprimir, son necesarias otras formas del tampón, como por ejemplo cuadradas o rectangulares.

Dureza

En cuanto a la dureza, este es un parámetro que influye en la calidad de la impresión y en la vida útil del tampón.

Un tampón duro puede realizar una buena impresión y tiene una mayor esperanza de vida debido a su estabilidad mecánica, aunque en muchos casos esta dureza no puede ser aprovechada debido a que el tampón dañaría al objeto que se desea imprimir. Por tanto, el grado de dureza de un tampón se selecciona en función de la presión que se va a ejercer en el proceso de impresión.

Recuerde

5.3. Sistemas abierto y cerrado

Un sistema se denomina abierto cuando el cliché, que debe tener un tamaño igual al del tintero, se sitúa en este en depresión ajustándose con tornillos por lo cuatro lados. Como inconveniente de este tipo de sistema, se tiene que se necesita mucha tinta para llenar el tintero, dado que esta también se distribuye a los lados del cliché, y la ventaja es que se puede utilizar prácticamente toda la superficie del cliché para la impresión.

Un sistema se denomina cerrado cuando se usa un contenedor sujeto con una abrazadera, insertándose el cliché en el tintero de frente o de lado en el tintero, donde se presiona posteriormente hacia abajo contra una parte terminal, llenándose la tinta por la parte posterior. Este sistema presenta muchas ventajas, algunas de las cuales se enumeran a continuación:

1 Se consume menos tinta.
2 El cliché se cambia con mayor rapidez y se limpia más fácilmente.
3 En el caso de inserción lateral del cliché, este puede ser de mayor tamaño incorporando varios diseños.
4 Es más fácil instalar una unidad multicolor dado que selo se instala un cliché con todos los colores.
5 Se eliminan los olores desagradables de los disolventes.
6 Dado que la tinta no puede secarse en el tintero, la calidad de la impresión es buena independientemente del tiempo que transcurre entre impresiones.

Como inconveniente presenta el elevado coste.

Actividades

9. ¿Cuál es la principal diferencia entre el principio de funcionamiento de la impresión por serigrafía y por tampografía?

10. ¿Cuándo sería conveniente usar un método de impresión por tampografía frente a uno por serigrafía?

5.4. Máquinas de tampografía

Se tiene una gran variedad de tipos de máquinas de tampografía en el mercado, donde el cliché y la tinta son los elementos comunes y, como diferencias, están la estructura física, la disposición de los componentes y las clases de movimientos realizados en la impresión. Se distinguen principalmente los siguientes tipos:

1 Máquinas de mesa. Son muy completas y tienen un elevado uso debido a sus múltiples aplicaciones y son muy útiles para la impresión de productos de pequeño y medio tamaño.
2 Máquinas verticales. Tienen un pedestal incorporado, lo que les proporciona autonomía.
3 Máquinas integradas. Son muy pequeñas y compactas, diseñadas para una cadena de montaje. La máquina se alinea de tal forma que se pueda montar en una tabla cruzada y, de esta forma, situarla de manera correcta en la cadena de montaje, adaptándose además a la velocidad de la cinta transportadora.
4 Máquinas de cabezal inclinado. La impresión se realiza en un movimiento inclinado con respecto a la horizontal y hacia delante, y no de forma vertical.Máquina de cabezal inclinado
5 Máquinas circulares. Se usan para imprimir la superficie exterior de piezas u objetos circulares, haciendo uso de tampones rectangulares y de clichés planos. La pieza a imprimir rueda en una superficie ajustable debajo del tampón. Presentan la ventaja que son de bajo coste pero el inconveniente de que no son aptas para pequeños diámetros y procesos automatizados.
6 Máquinas rotativas. En estas máquinas el tampón y el cliché son cilíndricos. El cliché cilíndrico de acero rota en la caja de la tinta y se elimina con una unidad inmóvil mientras que el tampón rota en dirección contraria, coge la tinta del cliché y la transfiere al objeto. Como ventaja, presentan la elevada velocidad de funcionamiento y, como inconveniente, el elevado coste de inversión.Máquina rotativa
7 Máquinas tipo carrusel. Se trata de una unidad autónoma, donde los tampones se montan sobre un accesorio circular denominado carrusel, que gira sobre las placas del cliché, los cuales se alinean de forma circular. Todo el sistema de tampones se desplaza hacia abajo, donde un primer tampón coge la tinta del cliché y un segundo transfiere la tinta al objeto. Estas máquinas son aptas para una producción pequeña o media.

6. Resumen

En este primer capítulo referido a la impresión de plásticos, se detallan en primera instancia los principales componentes de la tinta usada habitualmente en el proceso, destacando los pigmentos, que proporcionan el color desdeado además de absorber parte de las radiaciones ultravioletas del sol; los disolventes, que reducen la viscosidad de la mezcla facilitando así el recubrimiento superficial; los ligantes o agentes filmógenos, que proporcionan adherencia a la película; y los distintos aditivos, como los antioxidantes, agentes antiestáticos, retardarores de llama, etc, que proporcionan una serie de características fisicoquímicas necesarias a las tintas.

Seguidamente, se ha estudiado la necesidad de preparar o activar las superficies de los plásticos a imprimir previamente al proceso de impresión para aumentar así la adherencia de la tinta a las superficies de los mismos, detallando los principales tratamientos usados actualmente, entre los cuales se encuentran:

1 Tratamiento corona, proceso mediante el cual se oxida la superficie del plástico mediante descarga de electrones.
2 Tratamiento de plasma, sometiendo al plástico a descarga eléctrica en una cámara de vacío cerrada.
3 Tratamiento químico, donde se sumerge la pieza de plástico en un baño de un reactivo químico adecuado.

Se han estudiado dos métodos muy usados actualmente en impresión de plásticos, como son la serigrafía y la tampografía, destacando las ventajas e inconvenientes de cada uno de ellos, así como los principales componentes en los que están basados. Estos son las pantallas en el proceso de impresión por serigrafía, y los clichés y tampones en tampografía.

Se incluyen en el estudio las principales máquinas usadas en ambos métodos, las cuales se recuerdan a continuación:

1 En serigrafía: semiautomáticas, de elevación vertical plana, cilíndricas, de impresión de objetos cilíndricos, de pantalla rotatoria y tipo carrusel.
2 En tampografía: de mesa, verticales, integradas, de cabezal inclinado, circulares, rotativas y de tipo carrusel.

Ejercicios de repaso y autoevaluación

1. En la actualidad, los pigmentos inorgánicos usados en la impresión de plásticos están basados en...

1 a. ... óxidos de metales pesados como el plomo o el mercurio.
2 b. ... óxidos de metales no pesados como el hierro y el cobalto.
3 c. ... óxidos de metales no pesados como el hierro y cobalto, estando limitado el uso de óxidos de metales pesados como el plomo y el mercurio.
4 d. Las respuestas a. y b. son correctas.

2. Cuando se selecciona un disolvente para las tintas de impresión, ¿qué aspecto hay que tener en cuenta?

1 a. La velocidad de secado, que depende del método de aplicación de la imprimación, asegurando la seguridad e higiene en el lugar de trabajo.
2 b. La velocidad de secado en función del método de aplicación, siempre con un compromiso de compatibilidad de los componentes que formen la película aplicada.
3 c. El coste del mismo, intentando cumplir un compromiso de compatibilidad de los componentes que formen la película aplicada.
4 d. Un equilibrio entre el coste, las necesidades de velocidad de secado en función del método de aplicación y la seguridad e higiene en el trabajo, asegurando compatibilidad de los componentes que forman la película aplicada.

3. Complete las siguientes frases con las palabras correctas:

1 Para ralentizar o detener el proceso de oxidación que experimentan los materiales plásticos, sobre todo a _________________ temperaturas, se usan ________________ como aditivos.
2 Los pigmentos inorgánicos sin contenidos en metales pesados usados habitualmente son el __________________ para conseguir un color negro, el _____________________ para conseguir un color rojo y el _____________________ para conseguir color azul.
3 Los ______________ se encargan de formar una película continua sobre el material polimérico.

4. Las aminas y fosfatos orgánicos se usan habitualmente como...

1 a. ... inhibidor para ralentizar la polimerización de las resinas y poder tener un almacenamiento más prolongado.
2 b. ... agente antiestático para atraer la humedad del aire haciendo la superficie del polímero más conductora pudiendo usar una concentración superior al 2% si fuera necesario y sin suponer un riesgo para la salud y medioambiente.
3 c. ... agente antiestático para atraer la humedad del aire haciendo la superficie del polímero más conductora sin sobrepasar una concentración del 2% y que de esta forma no suponga un peligro para la salud y el medio ambiente.
4 d. ... agente antiestático para atraer la humedad del aire haciendo la superficie del polímero más conductora con una concentración necesaria, sin límite superior, para el proceso de impresión.

5. Seleccione si las siguientes frases son verdaderas o falsas:

a. La mojabilidad de una tinta en un material polimérico aumenta cuanto mayor sea la actividad superficial del polímero.

1 Verdadero
2 Falso

b. Los pigmentos fluorescentes emiten luz durante un tiempo después de absorber energía de una fuente exterior.

1 Verdadero
2 Falso

c. Los hidrocarburos usados como disolventes suelen contener olefinas y compuestos de azufre y nitrógeno para evitar la formación de olores:

1 Verdadero
2 Falso

6. Relacione cada una de las siguientes frases (A, B y C) con los tratamientos de activación superficial que se indican, escribiendo al lado la letra correcta:

1 a. Se sitúa una pieza de policloruro de vinilo entre dos electrodos aplicando una descarga eléctrica formándose grupos funcionales oxigenados activos en la superficie.
2 b. Un plástico constituido por moléculas apolares se baña en ácido crómico.
3 c. Se sitúa el material plástico entre un ánodo y cátodo situado en tierra en una cámara a vacío donde se polariza el gas contenido mediante radiofrecuencia.

1 Tratamiento plasma
2 Tratamiento corona
3 Tratamiento mediante ataque químico

7. En el tratamiento de activación superficial de una pieza polimérica formada por moléculas polares...

1 a. ... se aplica un voltaje de unos 25 kV a la pieza situada entre un electrodo y tierra, ionizándose el aire y estabilizándose sobre la superficie del polímero, generando grupos funcionales activos.
2 b. ... se modifica la tensión superficial del polímero favoreciendo su mojabilidad aplicando una disolución de reactivos químicos fuertemente oxidantes, como el ácido crómico.
3 c. ... se polariza un gas de composición controlada mediante una fuente de radiofrecuencia, estando la pieza a tratar sobre un cátodo en tierra.
4 d. ... se modifica la tensión superficial del polímero favoreciendo su mojabilidad aplicando una disolución de reactivos químicos fuertemente básicos.

8. Se desea realizar una impresión por serigrafía con un elevado depósito de tinta. Sería entonces conveniente seleccionar...

1 a. ... una pantalla de fibra fuerte con más de 120 hilos por centímetro de borde, donde el diámetro de hilo no ha de ser mayor que el punto más pequeño de la trama a imprimir.
2 b. ... una pantalla de fibra fuerte con menos de 100 hilos por centímetro de borde, donde el diámetro de hilo no ha de ser mayor que el punto más pequeño de la trama a imprimir.
3 c. ... una pantalla de fibra ligera con más de 120 hilos por centímetro de borde, donde el diámetro de hilo no ha de ser mayor que el punto más pequeño de la trama a imprimir.
4 d. ... una pantalla de fibra ligera con menos de 100 hilos por centímetro de borde, donde el diámetro de hilo no ha de ser mayor que el punto más pequeño de la trama a imprimir.

9. Indique a qué máquina de impresión serigráfica corresponde la foto adjunta:

1 a. Una máquina tipo carrusel.
2 b. Una máquina de pantalla rotatoria.
3 c. Una máquina cilíndrica.
4 d. Una máquina de elevación vertical plana.

10. Indique si las siguientes máquinas se usan en impresión por serigrafía (escriba una S en el espacio en blanco) o en tampografía (escriba una T en el espacio en blanco):

1 a. Máquinas de cabezal inclinado_____
2 b. Máquinas de impresión de objetos cilíndricos_____
3 c. Máquinas semiautomáticas_____

11. Indique cuál o cuáles de los siguientes métodos no se corresponden con un método de secado empleado en serigrafía.

1 a. Mediante radiación gamma.
2 b. Mediante rayos infrarrojos.
3 c. Mediante radiación ultravioleta.
4 d. Mediante radiación lumínica.

12. Indique si las siguientes frases son verdaderas o falsas:

a. Los métodos de secado por radiación ultravioleta llevan incorporados un sistema automático de corte de corriente en caso de fallo del sistema de refrigeración.

1 Verdadero
2 Falso

b. No se debe usar un detergente doméstico en el proceso de desengrasado de la pantalla.

1 Verdadero
2 Falso

c. En un sistema de impresión por tampografía, en un sistema cerrado de tinta, se recomienda usar un cliché de fotopolímero.

1 Verdadero
2 Falso

13. Indique dos ventajas y dos inconvenientes del sistema de impresión por tampografía.

14. Clasifique las siguientes diez operaciones en el orden correcto de secuencia en una impresión por serigrafía indicando un número al lado de la operación (desde un uno a la primera a realizar hasta un diez a la última operación del proceso):

1 __ Lavado de pantalla para eliminar bloqueador:
2 __ Recubrimiento de la pantalla por el lado de la impresión y de la racleta:
3 __ Cuarto secado:
4 __ Recubrimiento de la pantalla del lado de la pantalla:
5 __ Limpieza con agua a presión:
6 __ Segundo secado:
7 __ Primer secado:
8 __ Recubrimiento de la pantalla por el lado de la racleta:
9 __ Desengrase de la pantalla:
10 __ Tercer secado:

15. Indique una ventaja y un inconveniente para los sistemas abierto y cerrado en tampografía.

Capítulo 2
Baños de metalizado para transformados poliméricos
1. Introducción

El metalizado o recubrimiento metálico de los plásticos, además de servir como un acabado decorativo, proporciona una superficie eléctricamente conductora, de elevada resistencia al desgaste y a la corrosión.

En torno a un 85% del recubrimiento metálico sobre materiales plásticos se realiza sobre ABS (Acrilonitrilo – Butadieno – Estireno), dado que es un polímero termoplástico de un uso muy extendido, por lo que se han desarrollado diferentes técnicas químicas para metalizar este polímero, tanto con fines estéticos, como por ejemplo en bisutería, como con fines técnicos, como por ejemplo en la obtención de una superficie eléctricamente conductora para someter luego a la pieza a una electrodeposición, proceso que se tratará más adelante.

Conseguir un buen resultado en el proceso de metalización de cualquier base no conductora es posible realizando una buena limpieza previa, removiendo posteriormente de la superficie todos los compuestos químicos usados en la limpieza y con un correcto neutralizado y sensibilizado.

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