Leçon 11.3RevêtirChapitre 11 · Revêtements et finition de surface

Sérigraphie

De l'encre poussée à travers un pochoir sur tamis

La sérigraphie pousse de l'encre à travers un tamis fin bouché partout sauf là où le motif doit apparaître. Elle imprime les graphismes de nombreux T-shirts, le texte blanc des circuits imprimés et les lignes d'argent des cellules solaires. Elle dépose une encre épaisse et opaque sur presque toutes les surfaces, planes ou courbes.

Photo : Ahmad Ali Karim, CC0, via Wikimedia Commons

Sérigraphie · coupe d'une passe d'impression, fabrication du pochoir et séchageLes numéros cerclés correspondent aux étapes ci-dessous. La raclette se déplace de gauche à droite : la partie gauche est donc déjà imprimée.

Comment ça marche

Fabriquer le pochoir. Un tamis fin de fils de polyester ou d'acier est tendu sur un cadre et enduit d'émulsion (un liquide photosensible). Une lumière UV traverse un film imprimé du motif en noir. La lumière durcit l'émulsion partout sauf sous le motif, qui part à l'eau et laisse le tamis ouvert.
Installer l'écran. L'écran est fixé à quelques millimètres au-dessus du support (la pièce à imprimer). Cet espace de hors-contact permet au tamis de se décoller après l'impression. La pièce est repérée (positionnée exactement) contre des butées ou maintenue par une table aspirante.
Enduire l'écran. L'encre est versée sur l'écran et étalée sur le motif d'une passe légère. Cela remplit le tamis ouvert sans encore imprimer.
Faire la passe d'impression. Une raclette (une lame de caoutchouc souple) appuie le tamis sur la pièce et balaie l'écran. L'encre est forcée à travers le tamis ouvert, tandis que le pochoir la bloque partout ailleurs.
Décoller. Juste derrière la lame, le tamis tendu remonte d'un coup et se détache de l'encre humide. Il laisse un dépôt net et précis, généralement de quelques à plusieurs dizaines de micromètres d'épaisseur.
Sécher ou polymériser. La pièce passe dans un séchoir. L'air chaud ou l'infrarouge polymérise les encres plastisol à environ 160 °C, tandis que les encres UV durcissent en quelques secondes sous des lampes UV. Chaque couleur supplémentaire exige son propre écran et sa propre passe.

Deux cousines fonctionnent de la même façon. La sérigraphie rotative utilise un écran cylindrique avec la raclette à l'intérieur, pour imprimer vite les tissus et les étiquettes. L'impression au pochoir remplace le tamis par une feuille de métal découpée au laser pour déposer de la pâte à braser sur les circuits imprimés.

Chiffres clés

Matériaux: Encres plastisol, à base d'eau, à solvant et à séchage UV, plus pâtes fonctionnelles (argent, carbone, isolants) ; impression sur tissu, papier, plastique, verre, métal et céramique
Pièces typiques: T-shirts, affiches, bouteilles, tableaux de commande et plaques signalétiques, claviers à membrane, circuits imprimés, cellules solaires
Taille de pièce: De petites étiquettes à des feuilles de plus d'un mètre de large ; bouteilles et autres objets courbes sur des presses spéciales
Précision: Lignes jusqu'à environ 0,1 mm en graphisme et quelques dizaines de µm sur les machines pour cellules solaires ; repérage d'une couleur à l'autre d'environ ±0,1 mm
État de surface: Une couche d'encre en relief, de mate à brillante selon l'encre ; le plastisol sur tissu est légèrement caoutchouteux au toucher
Taille de série adaptée: De quelques dizaines d'impressions à des millions ; les écrans sont peu chers, mais chaque couleur demande un réglage
Coût d'outillage et de machine: Un écran coûte des dizaines de dollars, une presse manuelle des centaines à des milliers ; les machines automatiques et pour l'électronique des dizaines à centaines de milliers
Vitesse: Une presse manuelle fait des dizaines d'impressions par heure ; les presses automatiques des centaines à plus de mille ; les lignes solaires des milliers de cellules par heure

Atouts et limites

Atouts

Encre épaisse, opaque et durable qui couvre même les surfaces sombres
Imprime sur presque tous les matériaux, plans ou courbes
Outillage peu cher et rapide une fois réglé
Peut imprimer des pâtes fonctionnelles : conducteurs, résistances, contacts de cellules solaires

Limites

Chaque couleur exige son propre écran et son réglage : les motifs à plusieurs couleurs coûtent plus cher
Le détail fin est limité par rapport à l'impression offset ou jet d'encre
Le réglage et le nettoyage rendent les très petites séries chères à la pièce
Certaines encres et certains produits de nettoyage exigent une ventilation et une élimination soigneuse

Où on l'utilise

Textile et habillementT-shirts, numéros de maillots de sport, sacs en toile, tissus imprimés sur écrans rotatifs
ÉlectroniqueVernis épargne et texte blanc de légende sur les circuits imprimés, claviers à membrane, capteurs
ÉnergieLignes de contact en argent sur les cellules solaires en silicium
Automobile et verreBande noire de bordure et fils chauffants des lunettes arrière, cadrans de tableau de bord
Emballage et signalétiqueBouteilles en verre, tubes cosmétiques, affiches, enseignes et autocollants
ArtImpressions et affiches en édition limitée

Comment le reconnaître

Une couche d'encre légèrement en relief qu'on sent du bout du doigt, surtout sur les T-shirts.
Des aplats de couleur francs aux bords nets, chaque couleur formant une couche distincte ; pas de trame de points, sauf si le visuel utilisait des demi-teintes (trames de points qui simulent les nuances).
De petits décalages entre les couleurs (défauts de repérage), visibles sous forme de fins vides ou de chevauchements.
Sur le verre et les circuits imprimés, des lettres blanches ou noires nettes posées sur la surface.

À comparer avec

La peinture au pistolet11.1couvre toute une surface d'un film mince ; la sérigraphie ne dépose l'encre que là où le pochoir est ouvert.Usinage chimique et gravure photochimique6.8utilise un masque similaire exposé aux UV, mais pour graver le métal au lieu d'ajouter de l'encre.Photolithographie13.2structure aussi avec de la lumière, mais à l'échelle du micromètre pour fabriquer des puces électroniques.

À regarder

Taino Ink · Tout le procédé pour débutants, de l'écran à l'impression sèche

Minneapolis Institute of Art · Le procédé de sérigraphie d'un artiste, expliqué par un musée

PepWear · Production de T-shirts dans un atelier d'impression

ROQ · Une presse automatique à carrousel qui imprime plusieurs couleurs à la suite

Voir de vraies photos

Wikipédia : Screen printing — histoire, tamis, émulsion et raclette, plus usages en électronique et en solaire, avec des photos
Recherche de photos sur Wikimedia Commons

À retenir

La sérigraphie est un pochoir sur un tamis : l'encre passe là où le tamis est ouvert et nulle part ailleurs.
Une raclette pousse l'encre à travers, et le tamis se décolle d'un coup en laissant un dépôt net et épais.
Un écran par couleur ; l'outillage peu cher la rend adaptée aux petites comme aux très grandes séries.