Lektion 11.3BeschichtenKapitel 11 · Beschichten und Oberflächenbearbeitung

Siebdruck

Farbe wird durch eine Schablone aus Gewebe gedrückt

Beim Siebdruck wird Farbe durch ein feines Gewebe gedrückt, das überall blockiert ist, außer dort, wo das Motiv erscheinen soll. So entstehen die Motive auf vielen T-Shirts, die weiße Beschriftung auf Leiterplatten und die Silberlinien auf Solarzellen. Er trägt dicke, deckende Farbe auf fast jeder Oberfläche auf, ob eben oder gekrümmt.

Foto: Ahmad Ali Karim, CC0, via Wikimedia Commons

Siebdruck · Querschnitt eines Druckhubs, Schablonenherstellung und TrocknenDie eingekreisten Zahlen entsprechen den Schritten unten. Das Rakel läuft von links nach rechts, daher ist die linke Seite schon bedruckt.

So funktioniert es

Die Schablone herstellen. Ein feines Gewebe aus Polyester- oder Stahlfäden wird auf einen Rahmen gespannt und mit Emulsion (einer lichtempfindlichen Flüssigkeit) beschichtet. UV-Licht scheint durch eine Folie, auf die das Motiv in Schwarz gedruckt ist. Das Licht härtet die Emulsion überall außer unter dem Motiv, das sich mit Wasser auswaschen lässt und offenes Gewebe hinterlässt.
Das Sieb einrichten. Das Sieb wird einige Millimeter über dem Substrat (dem bedruckten Teil) eingespannt. Dieser Absprung-Abstand lässt das Gewebe nach dem Druck zurückfedern. Das Teil wird (genau positioniert) an Anschlägen ausgerichtet oder von einem Vakuumtisch gehalten.
Das Sieb fluten. Farbe wird auf das Sieb gegossen und mit einem leichten Zug über das Motiv verteilt. Das füllt das offene Gewebe, ohne schon zu drucken.
Den Druckhub ausführen. Ein Rakel (eine flexible Gummiklinge) drückt das Gewebe auf das Teil und fährt darüber. Die Farbe wird durch das offene Gewebe gepresst, während die Schablone sie überall sonst blockiert.
Abspringen. Direkt hinter der Klinge federt das gespannte Gewebe wieder nach oben und löst sich von der nassen Farbe. Es hinterlässt einen sauberen, scharfen Auftrag, typischerweise einige bis einige Dutzend Mikrometer dick.
Trocknen oder aushärten. Das Teil läuft durch einen Trockner. Heißluft oder Infrarot härtet Plastisolfarben bei etwa 160 °C aus, während UV-Farben unter UV-Lampen in Sekunden aushärten. Jede zusätzliche Farbe braucht ein eigenes Sieb und einen eigenen Durchgang.

Zwei Verwandte arbeiten nach demselben Prinzip. Der Rotationssiebdruck nutzt ein zylindrisches Sieb mit dem Rakel im Inneren, für schnelles Bedrucken von Stoff und Etiketten. Beim Schablonendruck ersetzt eine lasergeschnittene Metallfolie das Gewebe, um Lotpaste auf Leiterplatten aufzubringen.

Wichtige Fakten

Werkstoffe: Plastisol-, wasserbasierte, lösemittelbasierte und UV-härtende Farben sowie Funktionspasten (Silber, Kohlenstoff, Isolatoren); bedruckt werden Stoff, Papier, Kunststoff, Glas, Metall und Keramik
Typische Teile: T-Shirts, Poster, Flaschen, Bedienfelder und Typenschilder, Folientastaturen, Leiterplatten, Solarzellen
Bauteilgröße: Von kleinen Etiketten bis zu Bögen von über einem Meter Breite; Flaschen und andere gekrümmte Teile auf Spezialmaschinen
Präzision: Linien bis etwa 0,1 mm bei Grafiken und einige Dutzend µm bei Solarzellen-Druckern; Passgenauigkeit von Farbe zu Farbe etwa ±0,1 mm
Oberfläche: Eine erhabene Farbschicht, je nach Farbe matt bis glänzend; Plastisol auf Stoff fühlt sich leicht gummiartig an
Geeignete Losgröße: Von einigen Dutzend Drucken bis zu Millionen; Siebe sind billig, aber jede Farbe braucht Einrichtung
Werkzeug- und Maschinenkosten: Ein Sieb kostet einige Dutzend Dollar, eine Handpresse Hunderte bis Tausende; Automaten und Elektronikdrucker Zehntausende bis Hunderttausende
Geschwindigkeit: Eine Handpresse macht Dutzende Drucke pro Stunde; Automaten Hunderte bis über tausend; Solarlinien Tausende Zellen pro Stunde

Stärken und Grenzen

Stärken

Dicke, deckende, haltbare Farbe, die selbst dunkle Untergründe überdeckt
Druckt auf fast jedes Material, eben oder gekrümmt
Günstige Werkzeuge und schnell, sobald eingerichtet
Kann Funktionspasten drucken: Leiter, Widerstände, Kontakte von Solarzellen

Grenzen

Jede Farbe braucht ein eigenes Sieb und eine eigene Einrichtung, daher sind Motive mit vielen Farben teurer
Feine Details sind im Vergleich zu Offset- oder Tintenstrahldruck begrenzt
Einrichten und Reinigen machen sehr kleine Auflagen pro Stück teuer
Manche Farben und Reinigungsmittel brauchen Belüftung und sorgfältige Entsorgung

Wo es eingesetzt wird

Bekleidung und TextilienT-Shirts, Rückennummern von Sporttrikots, Stofftaschen, bedruckte Stoffe im Rotationssiebdruck
ElektronikLötstoppmaske und weißer Bestückungsdruck auf Leiterplatten, Folientastaturen, Sensoren
EnergieSilberne Kontaktlinien auf Silizium-Solarzellen
Automobil und GlasSchwarzer Randstreifen und Heizleiter auf Heckscheiben, Armaturenbrett-Anzeigen
Verpackung und SchilderGlasflaschen, Kosmetiktuben, Poster, Schilder und Aufkleber
KunstLimitierte Drucke und Poster

So erkennen Sie es

Eine leicht erhabene Farbschicht, die man mit der Fingerspitze fühlen kann, besonders auf T-Shirts.
Volle, flache Farben mit scharfen Kanten, jede Farbe eine eigene Schicht; kein Punktraster, außer die Vorlage nutzte Halbtöne (Punktraster, die Schattierungen vortäuschen).
Kleine Versätze zwischen den Farben (Passerfehler), sichtbar als dünne Lücken oder Überlappungen.
Auf Glas und Leiterplatten eine klare weiße oder schwarze Beschriftung, die auf der Oberfläche liegt.

Im Vergleich mit

Spritzlackieren11.1überzieht eine ganze Fläche mit einem dünnen Film; Siebdruck bringt Farbe nur dort auf, wo die Schablone offen ist.Chemisches Abtragen und Fotoätzen6.8nutzt eine ähnliche UV-belichtete Maske, aber um Metall wegzuätzen statt Farbe aufzutragen.Fotolithografie13.2strukturiert ebenfalls mit Licht, aber im Mikrometermaßstab, um Computerchips herzustellen.

Ansehen

Taino Ink · Der ganze Prozess für Einsteiger, vom Sieb bis zum getrockneten Druck

Minneapolis Institute of Art · Der Siebdruckprozess einer Künstlerin, von einem Museum erklärt

PepWear · T-Shirt-Produktion in einer echten Druckerei

ROQ · Eine automatische Karussellpresse, die mehrere Farben nacheinander druckt

Echte Fotos ansehen

Wikipedia: Siebdruck — Geschichte, Gewebe, Emulsion und Rakel, dazu Einsatz in Elektronik und Solartechnik, mit Fotos
Fotosuche auf Wikimedia Commons

Merken

Siebdruck ist eine Schablone auf einem Gewebe: Farbe geht dort hindurch, wo das Gewebe offen ist, und sonst nirgends.
Ein Rakel drückt die Farbe hindurch, und das Gewebe springt weg und hinterlässt einen sauberen, dicken Auftrag.
Ein Sieb pro Farbe; günstige Werkzeuge machen es für kleine wie für riesige Auflagen geeignet.