R2R-silkkipainolaitteen materiaalisyöttöyksikön kehittäminen

Abstract

Työssä perehdyttiin erilaisiin materiaalin syöttötekniikoihin. Työssä suunniteltiin ja toteutettiin automaattisesti toimiva materiaalisyöttöyksikkö PrinLabin SOM100 R2R -painokoneen silkkipainoyksikköön. Materiaalisyöttöyksikön tehtävä on lisätä mustetta terälle, joka painaa musteen seulakankaan läpi substraatille. Syöttöyksikön tuli olla kustannustehokas, helposti hallittavissa ja syötettävän musteen määrän tuli olla säädettävissä. Lisäksi materiaalisyöttöyksikkö tuli olla yksikertaisesti liitettävissä painokoneeseen. Lopuksi materiaalisyöttöyksikön toimivuus testataan R2R-ajossa.

Materiaalisyöttöyksikön suunnittelussa käytettiin systemaattisen koneensuunnittelun metodia, mikä mahdollisti järjestelmällisen suunnittelun. Suunnittelu aloitettiin tutustumalla kaupallisiin annostelu- ja syöttöjärjestelmiin. Kaupalliset järjestelmät olivat monimutkaisia ja kalliita ja lisäksi ne täytyi pestä liuotinaineilla käytön jälkeen. Lopulta materiaalisyöttöyksikkö suunniteltiin tällä hetkellä käytössä olevan kertakäyttöisen ruiskun ympärille. Mallintamiseen käytettiin SolidWorks-ohjelmistoa, jonka avulla luotiin syöttöyksikön mallit sekä tehtiin kokoonpanokuvat ja työpiirustukset. Syöttöyksikön rungon kiinnitys painokoneeseen toteutettiin yksinkertaisilla U:n muotoisilla kiinnikkeillä. Syöttöyksikköä painokoneeseen liitettäessä tulivat painokoneen runkoon lisätyt kaksi ruuvia kiinnikkeissä oleviin hahloihin.

Työn lopputuloksena materiaalisyöttöyksikkö saatiin suunniteltua systemaattista koneensuunnittelua apuna käyttäen. Syöttöyksikkö valmistettiin koneistamalla ja vesileikkaamalla työpiirustusten mukaisesti. Lisäksi ruiskun männän liikuttamiseen saatiin valittua sopivan kokoinen moottori. Moottori valittiin niin, että voima riittää myös, mikäli ruisku vaihdetaan tilavuudeltaan suurempaan. Testaus jouduttiin rajaamaan opinnäytetyön ulkopuolelle, koska moottorin toimitusaika oli liian pitkä, joten testaaminen ei onnistunut opinnäytetyöprojektin aikana.

The main purpose of this thesis was to study different kind of material feeding techniques and design and implement an automated material feeding unit for a silk printing unit of the PrinLab SOM100 R2R-printing machine. The main function of the material feeding unit is to feed ink for the blade that prints the ink through a screening cloth on to the substrate. The feeding unit had to be cost-effective, easily managed and the amount of the fed ink adjustable. In addition, the attach of the material feeding unit to the printing unit had to be simple. Finally, the functionality of the material feeding unit will be tested with R2R test runs.

In the design of the material feeding unit, the systematic machine design meth-od was used, which enabled organized engineering. The designing started with studying of commercial dispensing and feeding systems. Commercial systems are complex and expensive, and in addition they must be washed with solvents after usage. Eventually the material feeding unit was designed around the currently used disposable syringe. For the modeling of the feeding unit, SolidWorks software was used. SolidWorks software was also used to create assembly and technical drawings. The feeding unit was mounted on the printing unit with simple U-shaped brackets. The brackets were attached with screws to the body of the printing unit.

As an end result, the material feeding machine was successfully developed with the help of the systematic machine design method. The feeding machine was manufactured by machining and water cutting according to the technical drawings. The size and power of the motor for moving the syringe were chosen so that the power was sufficient if the syringe was changed to a larger one. Unfortunately, the delivery time of the motor was long and functionality testing was not possible in the time reserved for this thesis.