發(fā)布時間:2023-09-27 10:00:41
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術(shù),我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇噴墨印刷技術(shù),期待它們能激發(fā)您的靈感。
噴墨印刷是一種非接觸式的復(fù)制技術(shù),圖像或圖形經(jīng)過掃描儀、數(shù)碼相機輸入計算機,或由計算機直接繪制、寫入圖像和文字,計算機將其特征數(shù)字信號傳輸給打印機,打印機再以電信號控制印刷頭系統(tǒng),噴墨頭噴射墨滴逐滴逐行在承印基材上形成圖像和文字,不需傳統(tǒng)的印版。下面針對噴墨印刷技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀以及在常規(guī)圖文復(fù)制領(lǐng)域和其他科技領(lǐng)域的應(yīng)用情況進(jìn)行介紹,從而方便廣大業(yè)內(nèi)外人士對噴墨印刷有一定的了解。
噴墨印刷應(yīng)用技術(shù)現(xiàn)狀
噴墨印刷應(yīng)用技術(shù)分為連續(xù)式和按需分配式兩種類型:連續(xù)式噴墨印刷是指,噴墨印刷機在噴嘴后面調(diào)整壓力波,使墨水細(xì)流斷裂成均等尺寸的墨滴,在飛行到承印材料的過程中這些墨滴被充電,在電場中偏離,打印成所要求的圖案;按需分配式噴墨印刷是指,噴墨印刷機工作時只在承印材料需要印刷圖文的區(qū)域,根據(jù)需要噴出墨滴完成印刷,其中按照墨滴形成方法可分為熱噴式(又稱熱發(fā)泡式)和壓電式。
目前,世界知名的噴墨印刷設(shè)備制造商有美國的惠普(hp)公司、日本的愛普生(Epson)公司、日本的佳能(Canon)公司、美國的利盟(Lexmark)公司,此外夏普(Sharp)公司、施樂(Xerox)公司、戴爾(Dell)公司、聯(lián)想(Lenovo)公司等制造商的相關(guān)技術(shù)和設(shè)備也不容忽視。
世界著名的噴墨設(shè)備生產(chǎn)廠商各自投入研發(fā)力度,近年來在印刷品質(zhì)、印刷速度、印刷成本3個方面取得了令人矚目的突破。其中有美國惠普公司的富麗圖分層技術(shù)、智能色彩增強技術(shù),日本愛普生公司的智能墨滴變換技術(shù)、自然色彩還原技術(shù)、超精微墨滴技術(shù),日本佳能公司的專業(yè)照片優(yōu)化技術(shù)、四重色控技術(shù),此外還有一些其他公司的技術(shù),這些都在一定程度上提升了噴墨印刷的技術(shù)含量。
1.印刷品質(zhì)
提高彩色墨水種類的數(shù)量是提高畫質(zhì)最為直接的途徑。目前,高端噴墨印刷設(shè)備已經(jīng)實現(xiàn)了八至九色墨盒,能夠表現(xiàn)上億種色彩。就表現(xiàn)色彩數(shù)量來看,八色墨盒已經(jīng)能滿足絕大多數(shù)苛刻的要求。印品質(zhì)量的穩(wěn)定和提高,除了取決于墨水配方和墨盒數(shù)量以外,與噴頭也有很大關(guān)系。目前,熱泡式噴頭已經(jīng)能夠噴出1皮升(1皮升=10-12升)的墨滴,如日本佳能公司噴頭的FINE技術(shù)能規(guī)則排列高密度的微小噴嘴,最高可達(dá)9600dpi×2400dpi的超高分辨率,確保打印畫質(zhì)的清晰、精致。而微壓電式噴頭也能夠噴射1.5皮升的墨滴,如日本愛普生公司使用的世紀(jì)虹彩K3墨水的新型號噴墨設(shè)備使用一英寸寬的噴頭,每種顏色的噴嘴數(shù)量達(dá)到180個,印刷更精細(xì)。如墨滴的尺寸進(jìn)一步減小,對印品質(zhì)量的影響微乎其微,因為1―1.5皮升的墨滴幾乎達(dá)到了人類視覺的極限,不過尺寸再減小將嚴(yán)重影響印刷速率,并且加工噴頭的工藝也比較困難。
2.印刷速度
提高噴墨印刷速度的一個關(guān)鍵技術(shù)和手段就是增加噴嘴的數(shù)目。目前熱發(fā)泡式噴墨印刷機的噴嘴已經(jīng)開始采用光刻法制造,這種方法能夠精確制造大量很小的噴嘴,而噴嘴與墨盒的一體化設(shè)計也保證了印刷的精度。由于熱泡式噴嘴結(jié)構(gòu)比較簡單,增加噴嘴數(shù)目也不至于導(dǎo)致成本過高。但微電壓噴墨設(shè)備的噴嘴結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,所以加工成本較高,采用單純提高噴嘴數(shù)目來提高印刷速度的方法會使成本大幅度增加。
3.印刷成本
降低噴墨印刷成本是涉及墨水配方、墨盒設(shè)計、智能芯片和噴墨印刷機本身設(shè)計等方面的系統(tǒng)工程,美國惠普公司的可升級噴墨印刷技術(shù)通過對墨盒、噴嘴、智能芯片和噴墨印刷機控制系統(tǒng)以及應(yīng)用軟件等相關(guān)軟硬件的創(chuàng)新設(shè)計,使噴墨設(shè)備能夠以高速印刷出品質(zhì)高端的文檔和照片。在影響噴墨印刷成本的因素中,最關(guān)鍵的還是耗材成本,這給非原裝墨水的生產(chǎn)廠商帶來了商機。
隨著噴墨印刷設(shè)備的進(jìn)一步推廣,在成功占領(lǐng)家用和辦公領(lǐng)域市場之后,其應(yīng)用領(lǐng)域逐步向數(shù)碼印花和傳統(tǒng)圖文復(fù)制行業(yè)滲透。噴墨印刷技術(shù)不僅能夠完成書刊的印刷,而且在高速和低速的情況下還可以完成高質(zhì)量的多色印刷,以及實現(xiàn)張張不同的可變數(shù)據(jù)印刷。例如,條形碼印刷是噴墨印刷技術(shù)的一個特殊應(yīng)用領(lǐng)域,有序和無序的條形碼是標(biāo)簽優(yōu)惠券等印刷產(chǎn)品必不可少的部分。
噴墨印刷能夠輕松實現(xiàn)各種條形碼、數(shù)字和具體信息在承印材料上的快速印刷,目前噴墨印刷的打印耗材已成為繼PC、外設(shè)、網(wǎng)絡(luò)、軟件、通信之后的第六大IT產(chǎn)業(yè)板塊。我國珠江三角洲地區(qū)是以珠海為中心的耗材生產(chǎn)基地,產(chǎn)品出口到世界各國。全世界打印耗材制造基地開始逐漸向中國轉(zhuǎn)移,中國正在成為世界噴墨設(shè)備的主要制造國家,已成為噴墨印刷打印耗材的最大潛在市場。
由于噴墨印刷產(chǎn)生的墨滴尺寸微小、噴墨位置精確,噴墨圖案設(shè)計簡單以及印刷圖案控制容易,噴墨印刷技術(shù)已逐步成為基礎(chǔ)研究和產(chǎn)品研發(fā)的個有力工具。噴墨印刷是研究功能材料的選擇性沉積作用最有前景的方法之一,在電子、光學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)或結(jié)構(gòu)功能材料方面,噴墨印刷技術(shù)在納米顆粒圖案化及輸送精確數(shù)量的特殊材料方面的應(yīng)用具有特別的吸引力。目前,在生物技術(shù)和工程、金屬沉淀學(xué)、微結(jié)構(gòu)制造、電子制造、網(wǎng)絡(luò)連接、制藥、玻璃、陶瓷等領(lǐng)域,噴墨印刷技術(shù)取得了突破性進(jìn)展。
英國曼徹斯特大學(xué)研究小組正與噴墨頭開發(fā)商英國賽爾(Xaar)公司密切合作,共同完善用于傳送骨骼修復(fù)或細(xì)胞移植等人體細(xì)胞的噴墨印刷設(shè)備。運用噴墨系統(tǒng)把活的人體干細(xì)跑打印到受傷的病人身上,即醫(yī)生要給病人移植一些替代的細(xì)胞,讓它們長成合適的尺寸、形狀,起到組織移植作用。
日本芝浦機電工程公司公布了通過噴墨技術(shù)在玻璃基板涂敷液晶定向聚酰亞胺膜的方法,并且改善后的噴墨印刷設(shè)備已經(jīng)應(yīng)用于國外液晶面板廠商的數(shù)臺試制線。
日本愛普生公司也利用噴墨技術(shù)的“液體成膜技術(shù)”獲得了豐碩成果。傳統(tǒng)電子零件的制造均采用重復(fù)進(jìn)行影像平版印刷的方式來形成電路,該方法會造成材料使用上的浪費,大約需要300個工序,使用了大量能源,并會造成大量廢棄物排放。噴墨印刷技術(shù)采用施加電壓產(chǎn)生變形的壓電材料,噴頭噴出數(shù)皮升的微細(xì)墨點在芯片上實現(xiàn)高精細(xì)度的印刷電路,從而不僅能減少資源使用上的浪費,而且還能夠大幅減少工藝流程、廢棄物排放和能源使用量。另外,愛普生公司推出的噴墨設(shè)備實現(xiàn)了液晶板彩色濾光片的生產(chǎn),這是噴墨技術(shù)在電子元器件制造領(lǐng)域取得的又一個重大突破,顛覆了傳統(tǒng)的“光刻法”生產(chǎn)工藝,并創(chuàng)造出更多價格合理、品質(zhì)卓越的新型顯示產(chǎn)品。
除此之外,噴墨印刷導(dǎo)電油墨在RFID無線射頻識別技術(shù)上的應(yīng)用越來越多,隨著物聯(lián)網(wǎng)時代的到來,將來噴墨印刷在印刷電子領(lǐng)域的應(yīng)用前景將十分廣闊。
噴墨印刷技術(shù)在3D打印領(lǐng)域的應(yīng)用
噴墨技術(shù)現(xiàn)已經(jīng)被用于制作產(chǎn)品和組件原型的三維固體模型。英國賽爾公司聲稱噴墨設(shè)備能夠制作用于皮膚表面的包扎繃帶,它能夠把移植的皮膚組織噴到繃帶上,從而幫助大量的燒傷患者。最近,這些源于美國的3D打印產(chǎn)品的新聞讓國人感到新奇,如時速72公里的無人機和可以射擊的步槍,甚至今后可能用于心臟搭橋手術(shù)中的動脈等。
3D打印技術(shù)正在重塑全球制造業(yè)的競爭格局,有著令人期待的應(yīng)用前景。該技術(shù)雖在國內(nèi)還未普及,但產(chǎn)業(yè)鏈正在形成,如中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟前不久在北京成立。據(jù)美國沃勒斯同仁咨詢公司的數(shù)據(jù)顯示,2011年全球3D打印產(chǎn)品與服務(wù)的銷售額為17億美元,到2019年該行業(yè)的收入將達(dá)69億美元,其中零部件制造占80%。盡管如此,3D打印機在中國的裝機量僅400多臺,而美國則擁有3000臺以上,并且每年的增幅都非常明顯。
3D打印激發(fā)了人們的想象力,工程師們可以用其打印模具,“極客”牙醫(yī)可以打印假牙,汽車維修公司可以打印稀缺的汽車零部件,而不是忍受全球物流的煩瑣和時間的消耗。另外,像捷豹、路虎等汽車生產(chǎn)商,用環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料所制的部件中已有超過1/3是通過3D打印機生產(chǎn)。2012年7月,美國宇航局(NASA)在地球上進(jìn)行低重力拋物線飛行過程中,測試了3D打印機?;蛟S宇航員們以后能用3D打印機來制造發(fā)射時遺漏的設(shè)備或物品。近幾年,北美和歐洲的3D打印市場正在急劇增長,從3D巨頭美國斯川塔斯公司2011年的財務(wù)報告可以看到,其80%的收入來源于歐美市場。
雖然3D打印現(xiàn)在還沒完善到直接造出汽車和iPhone的程度,但對于制造某些汽車配件和特別定制的手機零部件已非難事。正是因為其制造過程多是以數(shù)字化的方式進(jìn)行,使得人們可以用更少的人力成本,靈活地生產(chǎn)少量產(chǎn)品,這對歐美國家而言是一個福音,但對我國來說或許將給制造業(yè)帶來定的沖擊。在飛機、核電和火電等行業(yè)所使用的重型機械、高端精密機械裝備上,傳統(tǒng)的焊接和零部件加固的方法,使得部件之間的連接非常費工,而且牢固性還有待提高;但若使用3D打印技術(shù),無縫連接是其最大亮點之一,結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性和連接強度將得到很大的提升。
總之,噴墨印刷技術(shù)的工作原理簡單,制作成本低廉;操作靈活方便,可用于不同場合;印刷方式多樣。適用于不同要求;可選用不同噴墨材料,根據(jù)不同的印刷要求來適應(yīng)室內(nèi)和戶外使用;印刷精度和速度逐步提高,印刷介質(zhì)越來越廣泛。因此,為了使具有強大生命力的噴墨印刷技術(shù)在中國生根并迅速成長,在將來使中國在實現(xiàn)印刷強國轉(zhuǎn)變過程中立于優(yōu)勢位置。
關(guān)鍵詞:噴墨印刷技術(shù)與設(shè)備;陶瓷墨水;陶瓷磚;市場與前景
1 引言
自2009年我國第一臺噴墨印刷機(Kerajet K-700)在杭州諾貝爾公司用于瓷磚生產(chǎn)以來,在隨后的3~4年的時間里,我國擁有了多個國產(chǎn)噴墨機生產(chǎn)企業(yè),陶瓷墨水的研發(fā)與生產(chǎn)更是發(fā)展迅速,噴墨技術(shù)與設(shè)備在我國陶瓷行業(yè)開始大量使用。本文簡單地介紹了噴墨機、墨水,以及它們的應(yīng)用現(xiàn)狀與前景分析。
2 噴墨印刷技術(shù)概況
噴墨印刷技術(shù)(Ink-jet Printing Technology)與設(shè)備最早在廣告業(yè)上得到應(yīng)用,陶瓷磚行業(yè)應(yīng)用該技術(shù)大約是在1998年的西班牙。我國陶瓷磚行業(yè)從2009年開始使用該技術(shù),比發(fā)達(dá)國家晚10年左右。噴墨印刷技術(shù)及相關(guān)內(nèi)容見圖1、圖2和圖3所示。
2.1 噴墨打印發(fā)展歷程
噴墨印刷的發(fā)展歷程如表1所示。
2.2 國內(nèi)外主要噴墨印刷機的相關(guān)情況
據(jù)初步統(tǒng)計,國外噴墨印刷設(shè)備(陶瓷磚用)生產(chǎn)地主要集中在西班牙和意大利,并且西班牙早于意大利,國外的主要陶瓷噴墨設(shè)備見圖4。目前,大約有10個企業(yè)生產(chǎn)陶瓷噴墨印刷機,國內(nèi)大約有10個企業(yè)生產(chǎn),規(guī)模最大的是西班牙Kerajet公司,國內(nèi)最大的是希望(Hope)公司,國產(chǎn)主要生產(chǎn)陶瓷噴墨設(shè)備的企業(yè)見圖5。全球公認(rèn)品質(zhì)最好的設(shè)備是德國Durst。具體詳見表2和表3。
我國瓷磚生產(chǎn)用的噴墨印刷設(shè)備外觀與Kerajet、Cretaprint和Drust相似,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)為:一種是各種噴頭集中在一個柜中;另一種是將每一色獨立一個柜。國外的設(shè)備開始以生產(chǎn)小規(guī)格產(chǎn)品為主,為了滿足中國市場需求,近幾年也研發(fā)大規(guī)格噴墨機,而我國一開始就直接進(jìn)行大機器生產(chǎn)。因此,我國陶瓷磚的噴墨印刷速度也取得了巨大的進(jìn)步,從20~30m/s,發(fā)展到75~90m/s,這個產(chǎn)量是驚人的!進(jìn)口陶瓷噴墨機與國產(chǎn)噴墨機的比較詳情見表4。各類陶瓷噴墨打印機的主要性能見表5。我國與意大利、西班牙陶瓷噴墨印刷技術(shù)對照見表6。陶瓷噴墨打印機噴頭主要生產(chǎn)企業(yè)見表7。賽爾(XAAR)噴頭與北極星(Spectra)噴頭的比較見表8。日本精工510/80pl噴頭和508GS灰度級噴頭的比較見表9。
各種噴頭都有優(yōu)缺點,不同的機器選用不同的噴頭,不同的機器適合不同的產(chǎn)品。對于噴頭內(nèi)外循環(huán)系統(tǒng)問題,國內(nèi)爭論了兩年,目前對此問題有了更清楚的認(rèn)識。噴頭的核心技術(shù)構(gòu)成與噴頭的發(fā)展,以及最新技術(shù)分別見圖6、圖7、圖8。我國噴頭打印的市場情況見表10。
由表10可知,我國瓷磚行業(yè)噴頭市場非常巨大。
2.3 國內(nèi)外陶瓷墨水的發(fā)展現(xiàn)狀
國外陶瓷墨水生產(chǎn)廠家詳情見表11。我國目前正在研發(fā)生產(chǎn)陶瓷墨水的機構(gòu)與進(jìn)展見表12。陶瓷墨水主要性能、國內(nèi)外墨水性能比較以及墨水的需求量分別見表13、14和15。國外墨水的粒徑分析見圖9。陶瓷墨水的最新技術(shù)進(jìn)展見圖10。
國外大約有14家公司可供生產(chǎn)用陶瓷墨水(3~6個色),已研發(fā)品種13個左右。
由表15可知,按80億m2瓷磚的年產(chǎn)量計算,其中30%使用噴墨技術(shù),墨水用量以20g/m2計算,陶瓷墨水使用量約為4.8萬噸。如果陶瓷墨水按均價320元/kg估算,國內(nèi)陶瓷墨水市場銷售額可達(dá)150~160億元人民幣。因此,陶瓷墨水市場前景廣闊,其潛在的經(jīng)濟(jì)效益巨大。
2.4 噴墨面釉、保護(hù)釉及防擴(kuò)散劑
噴墨墨水對面釉的組成與燒成溫度有一定的選擇性。在我國,陶瓷釉面內(nèi)墻磚從一開始就是自主生產(chǎn),但是部分生產(chǎn)瓷質(zhì)有釉磚的企業(yè)則開始使用國外釉料公司供應(yīng)的面釉。2011~2012年面釉(1200℃)已大部分實現(xiàn)國產(chǎn)化,國產(chǎn)化后的面釉成本大幅度地降低。
由于噴墨生產(chǎn)仿古磚用于地面,所以表面必須施一層保護(hù)釉,而內(nèi)墻磚用于墻面,所以不必施保護(hù)釉。2011~2012年國產(chǎn)化的保護(hù)釉已成熟,并進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn)。
由于陶瓷墨水有機溶劑成分較多,所以在噴完墨水之后,噴一次“親水-親油基”溶劑,對防止圖案擴(kuò)散有益,這方面國外釉料公司正在我國市場上推廣。陶瓷墨水標(biāo)準(zhǔn)化程度相對比較高,所以要求面釉、保護(hù)釉穩(wěn)定性好,這樣才能使產(chǎn)品色號相對穩(wěn)定。
2.5 圖案、模具設(shè)計
我國的噴墨設(shè)備剛上市時(2009~2010年),圖案設(shè)計一般從意大利、西班牙購買,或由進(jìn)口釉料公司提供。一年以后,我國自主設(shè)計的產(chǎn)品可以提供給企業(yè)使用(2011~2012年),意大利噴墨設(shè)計圖案價格高,圖案設(shè)計技術(shù)目前我國已掌握。并且許多噴墨產(chǎn)品設(shè)計與模具設(shè)計相結(jié)合,凹凸模具的應(yīng)用比較多。
隨著墨水發(fā)色力提高、純度提升,燒成以后,打印圖案,呈色越來越好。佛山現(xiàn)有多個設(shè)計和釉料公司可以提供噴墨設(shè)計圖案,多個大中企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計也可能獨立完成。圖案以石紋、玉石、木紋為主,其規(guī)格為1m×2m、1m×4m、1m×8m、1m×15m等。陶瓷噴墨印刷技術(shù)在新產(chǎn)品開發(fā)中的應(yīng)用如圖11所示。
3 噴墨技術(shù)在陶瓷磚生產(chǎn)中的應(yīng)用
陶瓷噴墨印刷技術(shù)在陶瓷磚中的應(yīng)用情況如圖12所示。
3.1 陶瓷噴墨印刷技術(shù)應(yīng)用概況
從2009年第一臺Kerajet設(shè)備進(jìn)入我國陶瓷企業(yè)后的3~4年間,由于這種技術(shù)與設(shè)備的優(yōu)點,所以噴墨技術(shù)的普及程度迅速提高。應(yīng)該來說噴墨技術(shù)生產(chǎn)釉面內(nèi)墻磚、全拋釉瓷質(zhì)磚、微晶石取得了很大的成功,陶瓷藝術(shù)畫也取得了快速發(fā)展,而生產(chǎn)陶瓷配件由于設(shè)備等多方面原因,沒能取得良好的效果。我國瓷磚業(yè)應(yīng)用噴墨技術(shù)與設(shè)備的現(xiàn)狀見表16。
在我國,噴墨技術(shù)與設(shè)備在內(nèi)墻磚生產(chǎn)中,經(jīng)過2年的實踐,其綜合成本比膠輥印刷還便宜,印刷效果也好,所以使用量最多,如新明珠、金牌亞洲等企業(yè)。
用4~5色噴墨機生產(chǎn)凹凸效果的外墻磚(也可用于內(nèi)墻)有明顯的優(yōu)勢,如內(nèi)蒙某廠。而且使用噴墨技術(shù)生產(chǎn)木紋磚(凹凸面)在多個企業(yè)取得了良好的業(yè)績,如廣東金意陶。
噴墨技術(shù)生產(chǎn)仿古磚已有多個企業(yè)進(jìn)行了研發(fā),但是未能生產(chǎn)出滿意的產(chǎn)品,由于仿古磚色深、用墨量大,因此成本較高,并且其質(zhì)感與絲網(wǎng)、膠輥印刷還有一定的差距,如金意陶、馬可波羅企業(yè)。
噴墨技術(shù)生產(chǎn)啞光石紋磚發(fā)展良好,結(jié)合干粒、半拋,這類產(chǎn)品具有良好的發(fā)展空間,如金意陶企業(yè)。
用5~6色噴墨機生產(chǎn)微晶石,圖案層次好、變化大、色彩鮮艷,所以使用噴墨技術(shù)生產(chǎn)微晶石將會迅速上升,如,廣東新中源陶瓷。
經(jīng)過近2~3年的生產(chǎn)實踐,筆者對噴頭、墨水品種的選擇得出如下結(jié)論,如表17所示。不同墨水組合產(chǎn)生的效果見表18。陶瓷墨水在不同產(chǎn)品上的耗用量見表19。
從表19我們可以看出,內(nèi)墻磚生產(chǎn)耗墨水相對較少一些,而仿古磚和一些深色木紋磚的墨水耗量相對高一些。
主要的陶瓷磚企業(yè)使用噴墨技術(shù)與設(shè)備的情況見表20。國內(nèi)外噴墨印刷技術(shù)的應(yīng)用比例詳情見表21。
由表21可知,相比于意大利和西班牙,中國瓷磚行業(yè)使用噴墨技術(shù)生產(chǎn)瓷磚的比例還較低,這主要的原因為:一是中國瓷磚企業(yè)多,產(chǎn)量大;二是中國起步較晚;第三說明中國仍有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
我國2011年陶瓷磚生產(chǎn)用噴墨印刷設(shè)備市場容量分析見表22。
由表22可知,仿古磚和內(nèi)墻磚生產(chǎn)線使用噴墨設(shè)備的成長空間大,如果這兩類產(chǎn)品每條線都用1臺噴墨機,則需1060臺。說明我國噴墨印刷技術(shù)與設(shè)備在陶瓷磚行業(yè)的發(fā)展空間巨大。
陶瓷噴墨打印機在我國市場銷售狀況見表23。
到目前為止,我國陶瓷企業(yè)大約已使用250~260臺噴墨打印設(shè)備,主要以國產(chǎn)設(shè)備為主,國產(chǎn)設(shè)備成熟度上升。國外設(shè)備由于種種原因,在我國市場上銷量增長有限。國內(nèi)的希望公司(Hope)由于起步較早,有明顯的市場優(yōu)勢。
3.2 噴墨技術(shù)生產(chǎn)陶瓷磚優(yōu)勢
噴墨技術(shù)生產(chǎn)陶瓷磚的優(yōu)勢見表24。
由表24可知,盡管噴墨技術(shù)比傳統(tǒng)膠輥和平板絲網(wǎng)印刷具有更多的優(yōu)勢,但是在顏色的表現(xiàn)力和質(zhì)感方面,噴墨印刷仍不具備優(yōu)勢。所以噴墨技術(shù)不可能全部取代膠輥印刷和絲網(wǎng)印刷。
在我國,科技人員、企業(yè)家都已形成共識,不斷推廣噴墨印刷技術(shù)在陶瓷磚生產(chǎn)中的應(yīng)用。噴墨機生產(chǎn)數(shù)量與企業(yè)使用數(shù)量都在不斷增長,噴墨印刷所產(chǎn)生的瓷磚比例在不斷上升,受到市場與用戶的普遍歡迎。噴墨技術(shù)帶給瓷磚產(chǎn)品增加的附加值分析見表25。
由表25可知,噴墨印刷技術(shù)裝飾瓷磚產(chǎn)品的附加值增加,其原因有以下幾方面:一是圖案清晰化;二是圖案變化自然;三是色彩變化自然;四是在凹凸面(高度差3~5mm或更大)實現(xiàn)裝飾,肌理感明顯。因此,使瓷磚的美學(xué)價值上升,常給人們審美的享受。當(dāng)然如果噴墨印刷技術(shù)的色彩還原性與逼真性進(jìn)一步提高,則產(chǎn)品的附加值保值程度會上升。
3.3 應(yīng)用過程存在問題與分析
3.3.1設(shè)備問題
(1) 單機價格高,安裝使用復(fù)雜,使用環(huán)境要求高;
(2) 一些噴墨機較寬,使用時又是單邊,內(nèi)部噴頭不好清潔;
(3) 較寬的噴墨系統(tǒng)在使用過程中,遠(yuǎn)程壓力不足,易造成缺墨;
(4) 一些噴墨機內(nèi)存(電腦)有限,載圖較少;
(5) 一些噴墨機由于設(shè)計問題,新載圖試驗時,需較長時間,造成停產(chǎn);
(6) 一些噴墨機由于只有單通道進(jìn)出磚,當(dāng)不生產(chǎn)噴墨產(chǎn)品時,使噴墨機成為過磚平臺;
(7) 一些噴墨機沒有中文操作平臺,使用人員不方便;
(8) 一些噴墨機在生產(chǎn)精細(xì)的圖案時,用墨量大的產(chǎn)品,易產(chǎn)生“拉線”問題;
(9) 一些噴墨機噴頭清洗時間較長,影響生產(chǎn);研究與探討
(10) 噴頭價格昂貴(2~4萬元/個),更換成本高;
(11) 噴頭使用壽命偏短,使用成本高,部分噴頭使用壽命及價格見表26。
3.3.2墨水問題
(1) 墨水在瓷片(1060~1120℃)面釉上發(fā)色較好,在仿古磚(1190~1210℃)面釉上發(fā)色減弱;
(2) 紅色墨水對面釉選擇性較大,對溫度敏感,發(fā)色不穩(wěn)定;
(3) 一些墨水在使用過程中有沉淀現(xiàn)象;
(4) 鐠黃墨水發(fā)色力不夠,影響整磚色彩效果;
(5)墨水缺少行業(yè)或國家標(biāo)準(zhǔn),企業(yè)使用無法檢驗和驗收;
(6) 仿古磚生產(chǎn)缺少紅色墨水,產(chǎn)品缺少傳統(tǒng)的‘Cotto’磚紅色,缺少經(jīng)典感覺;
(7) 噴墨印刷生產(chǎn)仿古磚,表面質(zhì)感欠佳,沒有厚重感,必須與其他裝飾材料和技術(shù)相結(jié)合;
(8) 墨水的品種相對傳統(tǒng)膠輥、絲網(wǎng)印刷還太少,表現(xiàn)力不夠豐富,偏色;
(9) 墨水價格偏高,特別是進(jìn)口墨水,訂貨、交付須較長時間,近幾年陶瓷墨水價格情況見表27。
由表27可知,總體上墨水的價格呈下降趨勢,特別是國產(chǎn)墨水的出現(xiàn),促使進(jìn)口墨水不斷調(diào)低價格。
3.3.3產(chǎn)品問題
(1) 易出現(xiàn)“滴墨”、“拉線”等表面缺陷,不明顯的可以算優(yōu)等品,嚴(yán)重的則降級;
(2) 生產(chǎn)全拋釉產(chǎn)品時,工藝控制不合理時,用墨量多的地方容易產(chǎn)生針孔、熔洞等缺陷;
(3) 生產(chǎn)仿古磚時,由于噴墨層很薄,所以必須加一道噴保護(hù)釉工藝,否則產(chǎn)品耐磨性欠佳;
(4) 全拋釉、微晶石、熔塊的組成在一定程度上會影響墨水的發(fā)色,有些增強,有些減弱;
(5) 生產(chǎn)啞光類產(chǎn)品時,如果用墨量過大,會產(chǎn)生墨水與面釉之間剝離的缺陷;
(6) 有些噴墨圖案變化過大時,我國市場接受程度不高;
(7) 有些噴墨產(chǎn)品定價過高,使市場銷量減少。
3.3.4滴墨、拉線產(chǎn)生的原因分析
目前國內(nèi)許多工廠使用噴墨打印生產(chǎn)瓷磚,生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)“滴墨”和“拉線”的缺陷,分析其原因是由于噴頭堵塞引起的。
(1) 內(nèi)因
墨水污染,墨水中混有機器零件清洗時殘留雜質(zhì);墨水沉淀,墨水懸浮性欠佳;過濾器設(shè)計選擇不合理,過濾太細(xì),易導(dǎo)致過濾器堵塞,過粗易導(dǎo)致噴頭堵塞。
(2) 外因
圖案過于精細(xì),用墨量大;噴墨機使用環(huán)境欠佳,粉塵超標(biāo);停機時間過長,未及時通孔;磚坯帶入過多的水汽,附著噴頭;進(jìn)入噴墨機房的空氣除塵過濾不夠;噴墨機房出現(xiàn)負(fù)壓,車間不干凈空氣進(jìn)入;過濾器沒有定期更換。
在實際生產(chǎn)中很難徹底克服“滴墨”、“拉線”問題,但制定合理的分級標(biāo)準(zhǔn)是切實可行的方法。
4 結(jié)論與展望
(1) 噴墨印刷技術(shù)與設(shè)備是一種先進(jìn)的技術(shù),從2008年起至今,意大利、西班牙生產(chǎn)瓷磚用噴墨機的數(shù)量大幅度增長,在我國陶瓷行業(yè)中的使用將會不斷增長,過去為廣告業(yè)生產(chǎn)噴繪機的企業(yè)轉(zhuǎn)而為陶瓷廠研發(fā)生產(chǎn)噴墨機。國產(chǎn)噴墨設(shè)備的產(chǎn)量逐年增加,價格有下降的趨勢。
(2) 我國陶瓷磚企業(yè)對噴墨印刷設(shè)備的市場需求量很大,預(yù)測到2013年,我國瓷磚行業(yè)將有500臺噴墨印刷設(shè)備投入使用,未來將超過1000臺。如果噴墨印刷設(shè)備出廠價格為300~600萬元/臺,未來噴墨印刷機市場銷售額將過30~60億元。
(3) 我國生產(chǎn)噴墨印刷設(shè)備的水平在不斷提升,與意大利、西班牙的設(shè)備差距已明顯縮小。但是軟件技術(shù)等還需加強研發(fā),設(shè)備穩(wěn)定性還需提升。
(4) 我國自主研發(fā)的陶瓷墨水在2011~2012年已進(jìn)入工業(yè)化生產(chǎn),其品質(zhì)與國外進(jìn)口墨水相當(dāng),色料的納米化技術(shù)與分散技術(shù)仍需改善。穩(wěn)定性還需提高,墨水的成本與價格在不斷下降,研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)在增加,對陶瓷磚企業(yè)使用噴墨印刷技術(shù)十分有益。如果按年產(chǎn)80億m2各類陶瓷磚,30%使用噴墨技術(shù)生產(chǎn),墨水年用量將達(dá)2.4~4.8萬噸,墨水市場銷售價值將達(dá)75~160億元。國產(chǎn)墨水生產(chǎn)企業(yè)在未來2~3年將迅速增加,墨水的價格將會迅速下降。
(5) 使用噴墨印刷生產(chǎn)陶瓷磚有許多優(yōu)點,但不可能完全取代傳統(tǒng)的絲網(wǎng)、膠輥印刷,這三種印刷技術(shù)與設(shè)備會在相當(dāng)長的時間內(nèi)共存于陶瓷磚企業(yè)的生產(chǎn)過程中,但是噴墨設(shè)備與技術(shù)的使用量將超過傳統(tǒng)的絲網(wǎng)和膠輥印刷。
(6) 不是所有的陶瓷磚產(chǎn)品生產(chǎn)采用噴墨印刷技術(shù)都最好,具有一定的選擇性。當(dāng)噴墨技術(shù)與其他工藝和材料相結(jié)合時,能制造出具有美感好、色感好、質(zhì)感好的瓷磚。
(7) 瓷磚生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該積極創(chuàng)造條件使用國產(chǎn)噴墨設(shè)備與墨水,支持民族產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
(8) 盡快建立墨水的檢驗方法與驗收標(biāo)準(zhǔn),對陶瓷墨水行業(yè)的健康發(fā)展十分有必要,對瓷磚企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量控制與提升十分有益。同時,瓷磚企業(yè)必須盡快培養(yǎng)設(shè)計人才,以適應(yīng)生產(chǎn)與研發(fā)的需要,噴墨印刷設(shè)備廠還需加強對瓷磚企業(yè)的技術(shù)支持服務(wù)。
(9) 噴墨印刷設(shè)備的關(guān)鍵部件是噴頭,目前只有少數(shù)發(fā)達(dá)國家才能制造,我國目前全部采用進(jìn)口方式,噴頭的使用壽命短、價格高、供貨緊,噴頭占整機成本60%~70%左右。陶瓷磚企業(yè)在3~4年以后,將大批量更換噴頭,使用成本上升,成為瓷磚企業(yè)的隱患,因此呼吁政府重視并組織國內(nèi)相關(guān)研發(fā)機構(gòu)、大學(xué)與企業(yè)合作,迅速研發(fā)生產(chǎn)有我國知識產(chǎn)權(quán)的噴頭。
(10) 噴墨印刷技術(shù)給瓷磚生產(chǎn)帶來了革命性的進(jìn)步,新產(chǎn)品開發(fā)速度加快,可以實現(xiàn)為客戶單個訂單生產(chǎn),附加值明顯提高。但是制造的速度與仿真度也快速上升,呼吁瓷磚行業(yè)減少相互之間的仿制,更多研發(fā)差異化的產(chǎn)品,否則市場也將出現(xiàn)混亂。
(11) 初步測算,噴墨印刷技術(shù)將帶給瓷磚產(chǎn)品40~640億元人民幣的附加值,使用噴墨技術(shù)生產(chǎn)瓷磚的比例在不斷增長,這充分說明噴墨印刷技術(shù)與設(shè)備、陶瓷墨水、噴墨印刷瓷磚產(chǎn)品在中國瓷磚行業(yè)發(fā)展前景是樂觀的。
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噴墨印刷技術(shù)的發(fā)展始于20世紀(jì)70年代,興起于20世紀(jì)90年代,屬于數(shù)字印刷技術(shù),擺脫了傳統(tǒng)印刷技術(shù)的繁雜工藝,是一種新興的印刷方式。與傳統(tǒng)印刷技術(shù)相比,噴墨印刷具有無版、響應(yīng)速度快、一張起印、即時改變輸出信息等顯著優(yōu)勢,是當(dāng)前應(yīng)用廣泛、靈活方便、經(jīng)濟(jì)實用、發(fā)展快速的一種印刷技術(shù);也是印刷行業(yè)發(fā)展的前沿領(lǐng)域,發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>
全球噴墨印刷設(shè)備行業(yè)目前處于一個快速發(fā)展的階段。噴墨技術(shù)在美國、歐洲和日本等地區(qū)起步較早,目前在這些地區(qū)應(yīng)用較為廣泛,客戶對設(shè)備的性能、環(huán)保性要求都較高,市場增長也較為穩(wěn)定。而在一些發(fā)展中國家,噴墨印刷技術(shù)起步較晚,目前正處于加速發(fā)展的階段,這些國家的客戶則更關(guān)注設(shè)備的性價比。
1.地域方面
國家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,國內(nèi)城鎮(zhèn)化的實施和房地產(chǎn)市場的不斷擴(kuò)大,國內(nèi)廣告噴墨印刷市場從省市級城市向縣級和重點鄉(xiāng)鎮(zhèn)擴(kuò)展,從分散的點向連接的線和面轉(zhuǎn)化(如圖1),國際市場上從發(fā)達(dá)國家向發(fā)展中國家和欠發(fā)達(dá)國家擴(kuò)展。
2.寬度方面
由于國內(nèi)外噴繪介質(zhì)生產(chǎn)能力的提升,眾多廠家除了可以生產(chǎn)1.8米、2.5米寬的介質(zhì)外,還增加了3.2米和5米寬介質(zhì)生產(chǎn)線,用于廣告標(biāo)識裝飾業(yè)的寬幅面噴繪廣告將由較窄幅面多幅拼接,逐漸向較寬幅面一次成圖不需拼接轉(zhuǎn)化。圖2是國內(nèi)某著名數(shù)字設(shè)備公司研制生產(chǎn)的5米超寬幅面噴繪機。
3.功能方面
隨著噴墨印刷水平的不斷提高,噴墨印刷的功能越來越多。主要有:
①超寬幅面不拼接。過去人們制作超寬面畫時采用拼接的方法,存在的缺點是有接縫,拼接處畫面有錯位,近距離觀看和背后打燈光時很不美觀。因此,對于重要的超寬畫面,人們都希望一次噴印不拼接。
②雙面鏡像噴印。對于背打光(又稱內(nèi)打光)的畫面,一般用白色介質(zhì)噴印。單面噴印時,由于介質(zhì)本身白色的影響,背面燈光照射后,使得畫面發(fā)白,顏色不鮮艷。這種情況下,人們希望在介質(zhì)的兩面都噴印,正面噴印正常畫面,背面噴印鏡像畫面,兩個畫面的疊加使畫面色彩飽滿艷麗。
③網(wǎng)格介質(zhì)直接漏墨噴印。對于懸掛在戶外的畫面,當(dāng)有較大的風(fēng)力時,在畫面表面將形成很大的壓力,輕則使畫面本身撕毀損壞,重則使人身和財產(chǎn)造成傷害。人們制造出了具有很多孔洞的網(wǎng)格介質(zhì)噴印這類畫面,風(fēng)力可透過孔洞,使風(fēng)力卸載和減壓,從而保護(hù)了畫面本身及周圍財產(chǎn)和人身的安全。噴印網(wǎng)格介質(zhì)時,孔洞處的畫面需做漏墨處理或吸收。過去沒有或少有能夠直接漏墨噴印網(wǎng)格介質(zhì)的設(shè)備,人們在網(wǎng)格介質(zhì)的背面貼了一層背紙來吸收孔洞處多余的墨水,帶來的問題是介質(zhì)成本的增加和背紙的浪費。直接漏墨噴印網(wǎng)格介質(zhì),符合節(jié)能環(huán)保的低碳理念,市場需求較大。
④平卷兩用。多數(shù)平臺式噴墨印刷機既可以印刷剛性平板類介質(zhì),也可以印刷柔性卷材類介質(zhì),做到了一機多用、一專多能。
⑤數(shù)字化、自動化、智能化。隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展,噴墨印刷技術(shù)的數(shù)字化、自動化、智能化程度越來越高。
4.行業(yè)方面
從廣告行業(yè)單一領(lǐng)域向建材、紡織、印刷、電子、家電、快印、圖文、婚紗攝影等工業(yè)民用多維領(lǐng)域滲透,如圖3。特別是在陶瓷印刷領(lǐng)域的應(yīng)用,201 2年成為中國陶瓷噴墨印刷井噴式發(fā)展的一年。據(jù)《陶城報》報道,2012年初,我國陶瓷行業(yè)在線生產(chǎn)的陶瓷噴墨印刷機約140臺,到2012年底包括在安裝的已經(jīng)有差不多800臺,正在使用的約600臺,2012年同比增長4倍多。陶瓷噴墨印刷設(shè)備每年將擁有30億~60億元的市場規(guī)模。
5.創(chuàng)新方面
國內(nèi)外都有要一些公司利用噴墨技術(shù)實現(xiàn)了3D噴印成型,不久這項技術(shù)將會更加成熟。
國內(nèi)噴墨印刷市場與國外的差距正在縮短
經(jīng)過幾十年的技術(shù)積累,中國的噴墨印刷技術(shù)與世界先進(jìn)技術(shù)的差距正在縮小,有些技術(shù)已經(jīng)接近世界先進(jìn)水平。過去我國的噴墨印刷技術(shù)主要是靠企業(yè)自身研發(fā)和發(fā)展的,逐漸形成了一定的規(guī)模。以后國家會加大政策支持和資金支持力度,必然會加快我國噴墨印刷技術(shù)向前發(fā)展的步伐。
我國噴墨印刷設(shè)備將趨向環(huán)?;⒐?jié)能化、集成化、自動化、高速化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化、遠(yuǎn)程化,噴墨印刷企業(yè)將走向國際化。集團(tuán)化、現(xiàn)代化,噴墨印刷工藝將實現(xiàn)多品種、小批量、一件起印、按需印刷、隨用隨印,噴墨印刷產(chǎn)品將實現(xiàn)個性化、自助化、時尚化,噴墨印刷技術(shù)的核心關(guān)鍵部件將實現(xiàn)國產(chǎn)化,噴墨印刷技術(shù)應(yīng)用成本大幅度降低并應(yīng)用到多個工業(yè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域,噴墨印刷技術(shù)將促進(jìn)多個工業(yè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的技術(shù)革命以及產(chǎn)品與工藝的升級換代。
我國的噴墨印刷技術(shù)水平能夠盡快趕上世界先進(jìn)技術(shù)水平,部分技術(shù)將達(dá)到世界先進(jìn)水平;我國的噴墨印刷技術(shù)將形成條或多條產(chǎn)業(yè)鏈,噴墨印刷產(chǎn)業(yè)將成為國民經(jīng)濟(jì)不可或缺的重要組成部分。圖4為國內(nèi)某公司為國外某公司研制的具有世界先進(jìn)水平的皮帶型噴繪機。
噴墨印刷的應(yīng)用和阻礙其發(fā)展的關(guān)鍵因素
2008年德魯巴展會的主題是“噴墨德魯巴”,2012年的德魯巴展會也被認(rèn)為是“一場噴墨印刷的盛會”。相信下一屆德魯巴展會的主題肯定一如既往地以噴墨印刷為主題。在2012德魯巴上,蘭達(dá)公司的納米噴墨技術(shù)成為了最大亮點,蘭達(dá)公司已經(jīng)與海德堡等幾家印刷巨頭簽訂了納米噴墨技術(shù)的轉(zhuǎn)讓合同。下屆德魯巴上這些印刷巨頭可能都將推出基于蘭達(dá)納米噴墨技術(shù)的成熟產(chǎn)品,其他非納米技術(shù)的噴墨印刷技術(shù)也會取得新的突破,基于電子油墨的靜電數(shù)字印刷技術(shù)將進(jìn)一步成熟,傳統(tǒng)的印刷方式將“走向末路”。
1.噴墨印刷的廣泛應(yīng)用
隨著噴墨印刷的應(yīng)用范圍不斷拓展,噴墨印刷技術(shù)已廣泛涉足包裝標(biāo)簽、紡織品、陶瓷等領(lǐng)域。首先筆者非??春脟娔夹g(shù)在陶瓷墻/地磚印刷領(lǐng)域的應(yīng)用。陶瓷噴墨技術(shù)的先進(jìn)性已經(jīng)被認(rèn)可,在國內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用。在陶瓷領(lǐng)域,噴墨印刷替代絲網(wǎng)印刷已經(jīng)不是神話,不久之后在陶瓷墻/地磚領(lǐng)域,噴墨印刷技術(shù)將全面替代陶瓷墻地磚絲網(wǎng)印花。其次看好的是噴墨技術(shù)在紡織品印刷領(lǐng)域的應(yīng)用。雖然目前應(yīng)用范圍不大,但紡織噴墨印刷技術(shù)的快速發(fā)展,其具有環(huán)保、排放少、數(shù)字化、非接觸、無需套色、精度高、轉(zhuǎn)換周期短等特點,其綜合成本也會越來越低,不久將會被越來越多的有識之士認(rèn)可和接受,因此紡織噴墨印刷的前景十分廣闊。再次是包裝標(biāo)簽噴墨印刷將來會有一定的應(yīng)用,近幾年與其他印刷方式并存,不會替代其他印刷方式。
2.阻礙噴墨印刷發(fā)展的關(guān)鍵因素
目前阻礙噴墨印刷發(fā)展、推廣及普及的關(guān)鍵因素有3個方面:一是噴墨印刷技術(shù)本身的先進(jìn)性和穩(wěn)定性;二是應(yīng)用行業(yè)對噴墨印刷技術(shù)的認(rèn)知和接受程度,包括對技術(shù)先進(jìn)性的認(rèn)知和對生產(chǎn)成本的認(rèn)知;三是本地噴墨印刷設(shè)備制造企業(yè)的廣泛參與,噴墨印刷技術(shù)在陶瓷墻/地磚印刷中的應(yīng)用就是例證。前幾年我國陶瓷噴墨印刷技術(shù)推廣緩慢,主要原因是陶瓷噴墨印刷技術(shù)本身存在一些瑕疵,陶瓷行業(yè)對噴墨印刷的認(rèn)識不夠和沒有本地噴墨印刷企業(yè)參加。近幾年這些因素都解決了,所以噴墨印刷在陶瓷行業(yè)得到了井噴式的發(fā)展和應(yīng)用。
噴墨印刷的發(fā)展趨勢和未來發(fā)展前景
1.噴墨印刷的發(fā)展趨勢
隨著技術(shù)的進(jìn)步,噴墨打印頭會更加精細(xì),但更精細(xì)的噴頭應(yīng)用于些特別的場合,在大多數(shù)場合并不是越細(xì)越好。墨水的通用性和可替換性是個近期難以解決的難題,這是由墨水和承印物的特性決定的。隨著多種新型墨水的研制成功和技術(shù)的不斷進(jìn)步,噴墨印刷會越來越多地應(yīng)用于多個行業(yè),除了上述陶瓷、紡織、標(biāo)簽行業(yè)外,還會應(yīng)用于玻璃、地板、PCB、可變數(shù)據(jù)、3D噴墨成型等行業(yè),特別是在個性化、小批量的印刷領(lǐng)域,將會優(yōu)先發(fā)展應(yīng)用。
2.噴墨印刷的發(fā)展前景
噴墨印刷是一個朝陽產(chǎn)業(yè),無論國內(nèi)還是國外,未來發(fā)展前景非常喜人。
①噴墨印刷應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,下游市場需求不斷增長
噴墨印刷技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大將會助推下游數(shù)字噴墨印刷的需求。據(jù)派諾國際集團(tuán)(Pira International)統(tǒng)計,2010年全球印刷品的整體市場增長3%~4%。到2015年,數(shù)字印刷將從現(xiàn)在占總印刷市場的4%增加到14%,其中噴墨技術(shù)將占到數(shù)字印刷的一半;到2015年,全球數(shù)字噴墨印刷產(chǎn)值將達(dá)到624億歐元。我國數(shù)字噴墨印刷市場需求雖然滯后于歐美地區(qū),但是近年發(fā)展速度加快,市場潛力巨大。圖5為全球噴墨印刷市場預(yù)測。
未來,所有印刷領(lǐng)域都將出現(xiàn)改進(jìn)生產(chǎn)效率和印品質(zhì)量、降低成本的活動,這將使得噴墨印刷替代部分絲網(wǎng)印刷、柔版印刷、凹版印刷和膠印等的市場。
②噴墨印刷設(shè)備向大規(guī)模生產(chǎn)型擴(kuò)張
未來,隨著數(shù)字噴墨印刷設(shè)備的噴印速度的提高,噴頭陣列化應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展,噴印穩(wěn)定性的提升和墨水工藝的改進(jìn),噴墨印刷有望在成本、速度和質(zhì)量上不斷進(jìn)步,替代部分傳統(tǒng)工業(yè)印刷的應(yīng)用,更好地滿足各下游大批量生產(chǎn)應(yīng)用的需求。如圖6為2003年與2013年工業(yè)噴墨印刷占噴墨印刷比重變化對比。
③環(huán)保噴墨印刷將成為未來主流
隨著人們環(huán)保意識的增長,環(huán)保印刷成為全球特別是北美和西歐一些市場較為成熟的地區(qū)的主流趨勢。今后,噴墨印刷技術(shù)涉及的領(lǐng)域不斷擴(kuò)展,除了在噴印作業(yè)過程中要求噴印作業(yè)節(jié)能、作業(yè)環(huán)境無危害外,下游應(yīng)用領(lǐng)域(如食品、飲料、醫(yī)藥和煙包等)的印品也需要符合低溶劑殘留。異味小、無毒、無污染的要求。未來噴墨印刷設(shè)備的設(shè)計將傾向于低能耗、簡化作業(yè)流程、降低作業(yè)有害氣體排放等方向。
隨著全球?qū)Νh(huán)保、低碳要求的不斷提高,墨水的品種也受環(huán)保因素的影響。在世界發(fā)達(dá)國家于20世紀(jì)90年代前后通過了與環(huán)保相關(guān)的VOC(Volatile Organic Compounds-揮發(fā)性有機化合物)法律,其中對印刷過程和墨水產(chǎn)品的揮發(fā)性有機溶劑的排放作出限制性規(guī)定。我國在建設(shè)“資源節(jié)約型社會”和“環(huán)境友好型社會”的核心戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)下,也對墨水的制造過程及產(chǎn)品提出相應(yīng)的環(huán)保技術(shù)要求。墨水也必將以使用弱溶劑、UV等環(huán)保型墨水為主。
④企業(yè)服務(wù)質(zhì)量成為差異化競爭的關(guān)鍵
我國噴墨印刷設(shè)備的制造商有100多家,其中多數(shù)以生產(chǎn)低檔產(chǎn)品為主,大多數(shù)產(chǎn)品性能差異不大、產(chǎn)品同質(zhì)化競爭明顯。噴墨印刷設(shè)備的應(yīng)用不僅多元化、批量化、散點化,客戶對噴墨印刷設(shè)備的性能、穩(wěn)定性、質(zhì)量的要求也越來越高。下游用戶無論是中小型廣告、商業(yè)客戶,還是大型陶瓷磚、紡織等生產(chǎn)型企業(yè)客戶,購置相應(yīng)的噴墨印刷設(shè)備的成本投入都相對較大,客戶在選擇設(shè)備時會反復(fù)比較。特別是在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域,設(shè)備連續(xù)使用時間長,相對于產(chǎn)品價格,客戶更加注重產(chǎn)品的穩(wěn)定性。擁有過硬的產(chǎn)品質(zhì)量和完善服務(wù)的設(shè)備制造商,將極大地減少客戶因設(shè)備故障而帶來的生產(chǎn)損失,減少維護(hù)成本,降低下游客戶的運營風(fēng)險,從而為下游客戶創(chuàng)造更大的價值。
⑤行業(yè)集中度將不斷提高
技術(shù) 不斷突破
在膠印機上安裝噴墨頭的混合印刷技術(shù)可實現(xiàn)固定信息與可變信息的連線套印,充分發(fā)揮膠印的大批量、低成本、高速度和數(shù)字印刷的個性化優(yōu)勢,簡化了生產(chǎn)流程,提高了印品附加值。但由于數(shù)字印刷與膠印存在巨大差異,因此,這種混合印刷技術(shù)一直以來都不夠成熟,應(yīng)用者更是寥寥無幾。然而,在drupa2012上,不少供應(yīng)商推出的連線混合印刷解決方案在技術(shù)方面的提升給大家?guī)砹瞬簧袤@喜。
1.印刷速度更快
印刷速度一直是制約混合印刷技術(shù)廣泛應(yīng)用的因素之一,安裝了噴墨頭的輪轉(zhuǎn)膠印機印刷速度一般只能達(dá)到100m/min,難以滿足高速生產(chǎn)的要求。在drupa2012上,加裝柯達(dá)Prosper S系列連續(xù)噴墨頭的輪轉(zhuǎn)膠印機的速度最高可達(dá)900m/min,加裝柯達(dá)Stream S5噴墨頭的海德堡單張紙膠印機速度可達(dá)18000張/小時。印刷速度的大幅提升為印刷企業(yè)提升生產(chǎn)效率提供了有力保證。
2.承印材料更廣泛
混合印刷解決方案的承印材料適應(yīng)性對印刷企業(yè)拓展業(yè)務(wù)領(lǐng)域而言也非常重要。由于噴墨頭對于承印材料的選擇范圍很窄,所以以往的混合印刷解決方案通常只能處理一些特殊紙張。在drupa2012上,這種情況有了改觀。比如,在利必達(dá)膠印機上安裝亞特蘭?蔡瑟制造的Delta 105iUV噴墨印刷機組的混合印刷解決方案可用于有涂層的、覆膜的、光澤的和無吸收性的承印材料,而采用水性噴墨墨水的混合印刷解決方案,也可通過先對承印物進(jìn)行預(yù)處理,來增加對承印物的適應(yīng)性,以可滿足更多領(lǐng)域的印刷需求。
3.實現(xiàn)全彩色印刷,分辨率更高
一直以來,印刷色彩單一、分辨率低是混合印刷技術(shù)大幅推廣的重要因素。但drupa2012上展出的眾多混合印刷解決方案不禁讓人眼前一亮。其中,惠普、柯達(dá)、Impika等都推出了由多色噴墨頭組合的全彩色印刷技術(shù),其可安裝在膠印機上實現(xiàn)全彩色混合印刷;而混合印刷分辨率也由過去的300dpi提升到600dpi,不僅為印刷企業(yè)增加了更多的附加值,還可滿足一些高精度印刷的要求。
應(yīng)用 更加廣泛
技術(shù)的不斷突破為混合印刷的推廣應(yīng)用打下了堅實的基礎(chǔ),使混合印刷能夠為商業(yè)印刷、報業(yè)印刷和包裝印刷帶來更多應(yīng)用可能。
1.商業(yè)印刷領(lǐng)域,讓直郵和廣告更精準(zhǔn)
直郵和廣告市場是商業(yè)印刷領(lǐng)域中最先能夠從混合印刷中獲益的部分。
直郵產(chǎn)品通常由可變信息和固定信息組成,由于批量大、時效性強,所以對印刷速度要求很高?;旌嫌∷⑺俣鹊拇蠓嵘蛊淇扇〈皞鹘y(tǒng)預(yù)印+數(shù)字印刷”的印刷方式,簡化了直郵產(chǎn)品的生產(chǎn)工序,提高了生產(chǎn)效率,同時由于混合印刷技術(shù)實現(xiàn)了高速全彩色印刷,分辨率也不斷提高,所以在直郵產(chǎn)品不再局限于印刷一些簡單的條形碼、文字等可變數(shù)據(jù)內(nèi)容,一些生動的全彩色圖片等個性化內(nèi)容也可融入其中,大大提高了直郵產(chǎn)品的附加值。
廣告單頁是重要的商業(yè)印刷品之一,隨著混合印刷分辨率的提升和全彩色印刷的實現(xiàn),印刷出針對不同人群、街區(qū)的個性化廣告單頁并非難事,而且還可在廣告單頁上加印二維碼,極大地提升了廣告單頁的營銷精準(zhǔn)度。
2.報業(yè)印刷領(lǐng)域,也能“玩”可變
報紙對實效性要求很高,且一般印量較大,所以一直采用報業(yè)輪轉(zhuǎn)印刷機進(jìn)行印刷,因此,在大批量報紙生產(chǎn)中加入可變內(nèi)容似乎遙不可及。但隨著混合印刷速度的不斷提高,在每份報紙上印刷不同的條碼,針對不同人群發(fā)放帶有個性化內(nèi)容的報紙等都將成為可能,而這也將緩解新媒體對報紙的沖擊。
3.包裝印刷領(lǐng)域,讓監(jiān)管更有力
包裝印刷品的印量往往較大,一般都采用傳統(tǒng)印刷方式,但隨著國家對藥品監(jiān)管力度的加強和終端企業(yè)對包裝防偽、產(chǎn)品追溯要求的不斷提升,條形碼、編碼、二維碼開始成為產(chǎn)品包裝上不可或缺的元素,數(shù)字印刷設(shè)備開始走進(jìn)包裝印刷企業(yè)的視野,但是以往都是采用離線方式完成這些可變元素的套印。而混合印刷速度與質(zhì)量的提升、對承印材料適應(yīng)性的增強、在線檢測能力的完善,使得包裝印刷企業(yè)只需在傳統(tǒng)單張紙膠印機上安裝噴墨裝置就可一次完成包裝上固定信息和可變信息的印刷,大大提高了生產(chǎn)效率,降低了廢品率。比如在drupa2012上,海德堡和高寶都推出了連線噴墨混合印刷解決方案。
“落地” 仍有難度
毫無疑問,混合印刷解決方案所取得的技術(shù)突破完全有理由讓其在國內(nèi)印刷市場落地開花,然而現(xiàn)實卻并不樂觀,原因何在?
1.混合印刷技術(shù)仍有待提升
雖然混合印刷技術(shù)相比過去有了較大飛躍,但仍存在一些技術(shù)瓶頸,制約其在國內(nèi)的實際應(yīng)用。
首先,噴墨頭與設(shè)備的匹配性仍須改善。據(jù)柯達(dá)(中國)投資有限公司技術(shù)支持王華介紹,混合印刷解決方案對噴墨頭的安裝位置有一定的要求,噴墨頭應(yīng)與紙張保持垂直或接近垂直,同時其應(yīng)與紙張保持一定的距離,若單張紙膠印機上安裝的噴墨頭與紙張距離太近,在調(diào)整紙張時就容易碰到噴墨頭,嚴(yán)重的話會造成噴墨頭的損壞,所以目前并不是所有的傳統(tǒng)膠印設(shè)備都能安裝噴墨頭。
其次,適用的耗材范圍仍須拓展。杭州電子科技大學(xué)特聘教授王強指出,一方面混合印刷技術(shù)中所用的噴墨頭只能使用特定的墨水,噴墨頭與墨水的綁定讓印刷企業(yè)處于被動狀態(tài);另一方面,雖然混合印刷技術(shù)所適用的承印材料范圍有所擴(kuò)大,但依然難以完全滿足市場需求。
再次,噴墨頭的更換復(fù)雜也是制約混合印刷發(fā)展的原因之一。王強教授認(rèn)為,目前混合印刷解決方案中的噴墨頭還無法做到即插即拔,當(dāng)噴墨頭損壞時,噴墨頭的更換比較困難,這不僅會影響企業(yè)的生產(chǎn),還會增加企業(yè)的生產(chǎn)成本。
2.配套軟件解決方案不健全
除了技術(shù)方面存在瓶頸之外,混合印刷配套軟件解決方案的不健全也是制約其發(fā)展的因素之一。以直郵為例,據(jù)上海界龍現(xiàn)代印刷紙品有限公司副總經(jīng)理王廣杰介紹,雖然通過混合印刷技術(shù)可以根據(jù)不同人群的喜好在直郵產(chǎn)品上印制個性化內(nèi)容,但這需要配套軟件有強大的數(shù)據(jù)采集、傳輸、糾錯等處理能力,但目前配套軟件的前端數(shù)據(jù)處理速度還無法跟上設(shè)備的印刷速度,從而無法充分發(fā)揮混合印刷技術(shù)的速度優(yōu)勢。所以,混合印刷技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用還有一段很長的路要走。
3.成本較高
成本也是阻礙混合印刷在國內(nèi)獲得廣泛應(yīng)用的原因。在國內(nèi)某些領(lǐng)域,如直郵,印刷企業(yè)的原有設(shè)備雖只可印刷黑白或?qū)I勺冃畔?,但其完全可以滿足直郵市場的需求。即使目前的混合印刷解決方案可印刷全彩色圖片及可變內(nèi)容,但國內(nèi)消費者并不買賬,如果沒有足夠的市場需求來滿足混合印刷解決方案的生產(chǎn)能力,再加之設(shè)備的成本較高,與之配套的墨水也價格不菲,印刷企業(yè)要想盡快收回投資,還有一定難度。
此外,由于混合印刷技術(shù)在國內(nèi)應(yīng)用并不廣泛,企業(yè)沒有設(shè)備操作及運營經(jīng)驗可以借鑒,所以此時引進(jìn)混合印刷技術(shù),很可能要經(jīng)歷一個較長的磨合期,很多企業(yè)擔(dān)心初期生產(chǎn)的廢品率較高,生產(chǎn)實效也會受到影響,從而使企業(yè)的綜合成本上升。
獲利 行動為王
雖然在現(xiàn)階段,應(yīng)用混合印刷還存在諸多困難,面對困難,大多數(shù)印刷企業(yè)也選擇了駐足觀望,等待時機,然而,我們注意到也已有印刷企業(yè)進(jìn)行了積極的探索,并取得了初步成果。
為應(yīng)對報紙發(fā)行量下滑的趨勢,如何利用創(chuàng)新技術(shù)提高報紙附加值成為擺在報業(yè)印刷企業(yè)面前的一道難題。2012年年初,深圳報業(yè)開始關(guān)注混合印刷技術(shù),希望藉此給報紙帶來一些新的變化,并與相關(guān)技術(shù)供應(yīng)商探討了技術(shù)改造方案。在參觀了drupa2012后,深圳報業(yè)注意到混合印刷技術(shù)已經(jīng)在生產(chǎn)速度和印刷質(zhì)量上取得了重大突破,在報業(yè)輪轉(zhuǎn)機上加裝噴墨頭是完全可以實現(xiàn)的,于是回國之后,立即采取行動,投入相當(dāng)?shù)娜肆?、物力、財力來?gòu)建適合自己的混合印刷解決方案,讓報紙也能搭上個性化“快車”。
據(jù)深圳報業(yè)總工辦主任李華介紹,深圳報業(yè)的混合印刷解決方案是在高斯報業(yè)輪轉(zhuǎn)機上安裝柯達(dá)S20噴墨頭,從著手構(gòu)建這一解決方案到正式投入試生產(chǎn),歷時4個月。作為國內(nèi)報業(yè)系統(tǒng)中應(yīng)用這一新型混合印刷解決方案的“第一個吃螃蟹的人”,深圳報業(yè)自然也遇到了不少技術(shù)困難,比如安裝噴墨頭之后如何保證不改變設(shè)備的原有功能,如何解決可變信息的定位問題,如何解決可變數(shù)據(jù)的傳輸、處理速度與報業(yè)印刷的高速度匹配問題等?!霸诮鉀Q這些問題的過程中,我們遇到的困難雖然不少,但是也先后研發(fā)出了多項自主創(chuàng)新技術(shù),如高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、高速信號采集控制技術(shù)等。”李華說。
困難雖大,但也收獲頗豐。2012年9月,該混合印刷解決方案正式在深圳報業(yè)投入使用,主要是在報紙上噴印不同的編碼,讀者購買報紙后,可以通過編碼參加抽獎活動,這就大大提高了報紙與讀者的互動性,有利于提升報紙的影響力。下一步,深圳報業(yè)還打算根據(jù)不同街區(qū)讀者的喜好,印刷不同的廣告和內(nèi)容,并有針對性的投放。“由于投產(chǎn)時間不長,目前,這項技術(shù)究竟能夠帶來多少報紙發(fā)行量的增長,我們還無法做到準(zhǔn)確統(tǒng)計。不過我們預(yù)計,借助這一技術(shù), 2013年,我們的報紙發(fā)行量能夠增加5%左右,增幅盡管不是很大,但這在報業(yè)發(fā)展前景堪憂的當(dāng)下也實屬不易了?!崩钊A說。
噴墨印刷開始燃起星星之火
“噴墨印刷是我十多年來主要從事的業(yè)務(wù)領(lǐng)域?!蓖艚芙榻B道,“我從2003年開始接手工業(yè)型噴墨印刷設(shè)備,當(dāng)時這些產(chǎn)品屬于柯達(dá)收購的賽天使數(shù)碼印刷有限公司,而我是中國這邊的第一個銷售人員,一直堅持到了現(xiàn)在。”現(xiàn)在汪杰主要負(fù)責(zé)柯達(dá)在整個大中華區(qū)的數(shù)碼印刷業(yè)務(wù),包括中國內(nèi)地以及港澳臺地區(qū)。
憑借多年來的工作歷練,汪杰不僅對數(shù)碼印刷設(shè)備的銷售輕車熟路,而且對國內(nèi)數(shù)碼印刷市場的狀況了如指掌。他說:“在噴墨印刷進(jìn)入市場的初期階段,由于品質(zhì)、成本等方面的因素,是不被人們接受和認(rèn)可的,因為當(dāng)時的主流市場是激光式數(shù)碼印刷。隨著噴墨印刷技術(shù)的不斷發(fā)展,到了2008年德魯巴之后才開始有一些苗頭?!?/p>
那么噴墨印刷如何燃起“星星之火”并獲得了發(fā)展機遇?汪杰分析道:“從整個技術(shù)潮流和發(fā)展變化來看,激光式數(shù)碼印刷經(jīng)過近20年的發(fā)展,到了一個很難突破的瓶頸口,盡管速度的提升到達(dá)了頂點,品質(zhì)也非常不錯,但是相對成本卻始終居高不下。另外,從大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)來看,由于產(chǎn)能和成本等問題,激光式數(shù)碼印刷的應(yīng)用也不太現(xiàn)實。從這兩個方面來看,數(shù)碼印刷不得不往別的技術(shù)方向發(fā)展,這便給噴墨印刷提供了機會?!?/p>
進(jìn)入轉(zhuǎn)型噴墨印刷的改革大潮
“無論是2008年的德魯巴,還是2012年的德魯巴,我們可以看到噴墨印刷在不斷發(fā)展和進(jìn)步,如今整個市場對噴墨印刷已經(jīng)十分認(rèn)可。更值得關(guān)注的是,很多以前專注做激光式數(shù)碼印刷的公司都在紛紛轉(zhuǎn)型,開始投入到噴墨印刷的研發(fā)中,邁進(jìn)了轟轟烈烈的改革大潮之中?!蓖艚鼙硎荆@幾年柯達(dá)也在噴墨印刷方面投入了很多,并一直致力于將噴墨印刷作為數(shù)碼印刷的核心技術(shù)來推動市場,經(jīng)過多年的不懈努力也得到了很好的回報。
他認(rèn)為,噴墨印刷不僅順應(yīng)了市場對數(shù)字化、綠色化的要求,而且在成本方面也是傳統(tǒng)激光式數(shù)碼印刷所不能比擬的,再加上相關(guān)從業(yè)人員不懈努力地推動噴墨印刷技術(shù)的發(fā)展,以及整個市場對可變數(shù)據(jù)和短版業(yè)務(wù)的需求越來越強烈,才使得噴墨印刷發(fā)展到了現(xiàn)在這個欣欣向榮的階段。“我相信,在今后5~10年,噴墨印刷還會有更大的發(fā)展,因為各個噴墨印刷廠商都在努力提升自己。例如,噴墨印刷下一步可能在三維立體噴墨印刷和其他各種新的應(yīng)用領(lǐng)域都會不斷涌現(xiàn)出來,應(yīng)用前景十分看好。”
傳統(tǒng)印刷和激光式數(shù)碼印刷紛紛向噴墨印刷的轉(zhuǎn)型并非偶然,正如汪杰所言:“傳統(tǒng)的印刷方式已經(jīng)到了必須尋求突破和改革的時候,因為傳統(tǒng)的方式受到很多限制,已經(jīng)跟不上時展的需要,必須嘗試尋找一個突破點。其實,從2012年德魯巴展會上已經(jīng)經(jīng)看到了些端倪,有些傳統(tǒng)設(shè)備廠商開始轉(zhuǎn)向數(shù)碼印刷,我相信下屆德魯巴展會還會有更強的信號和更大的動作?!?/p>
噴墨印刷近幾年的飛躍式發(fā)展
“噴墨印刷技術(shù)一直都有飛躍式的發(fā)展,實際上從2008年和2012年這兩屆德魯巴來看就是一個很大的飛躍,相信從2012年到2016年的下屆德魯巴還會有更大的飛躍。我相信,噴墨印刷在一些特種領(lǐng)域的應(yīng)用,將會有煥然一新的感覺?!蓖艚苷J(rèn)為,近幾年噴墨印刷正處躍式發(fā)展階段,尤其是目前很多與噴墨印刷相關(guān)的從業(yè)公司,在票據(jù)、包裝、彩印、標(biāo)簽、出版、報業(yè)等領(lǐng)域都可以提供特定的解決方案,這與各行各業(yè)對可變數(shù)據(jù)、短版印刷和按需印刷的需求密切相關(guān)。
就柯達(dá)來說,目前在整個可變信息的解決方案上,如各種發(fā)票、彩票和電子監(jiān)管碼、個性化賬單的可變信息印制,都是柯達(dá)做得比較早的領(lǐng)域。據(jù)汪杰透露,現(xiàn)在柯達(dá)應(yīng)用于商業(yè)印刷領(lǐng)域的短版彩色激光式數(shù)碼印刷設(shè)備,下一步也可能轉(zhuǎn)向噴墨。另外,柯達(dá)也在嘗試為報業(yè)做一些結(jié)合增值服務(wù)和個性化廣告需求的應(yīng)用,通過噴墨印刷技術(shù)的配合,為整個報業(yè)提供完全不同的運營模式。
與此同時,中國噴墨印刷市場的發(fā)展也很快,與中國整個市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展同步。盡管中國噴墨印刷的起步較晚,但是與發(fā)達(dá)國家之間的差距在逐漸縮小。汪杰說:“盡管我們也經(jīng)歷了一些轉(zhuǎn)折或波折,但是最近的5~10年已經(jīng)走過了國外差不多花費了二三十年所走的路程。從目前來看,基本上國外最新的噴墨印刷技術(shù),在中國市場也同步推廣和應(yīng)用。”
噴墨印刷具有極強的生命力
雖然現(xiàn)在很多最新、最好的噴墨印刷技術(shù)都從國外引進(jìn)到了國內(nèi),但是中國市場在30多年的改革發(fā)展歷程中并沒有完全跟國外接軌,這在某種程度上也阻礙了噴墨印刷的推廣和應(yīng)用。對此汪杰還補充說,噴墨印刷成本的降低也不是一蹴而就的,因為之前對噴墨印刷技術(shù)的研發(fā)投入也比較大,再加上新技術(shù)的引進(jìn)需要一個過程,所以印刷企業(yè)要全面開展數(shù)碼印刷的話,還有很長的一段路要走。
盡管如此,汪杰依舊十分看好噴墨印刷的發(fā)展前景。主要是因為:首先,大家都在努力研發(fā)新的技術(shù),噴墨印刷在不斷改進(jìn)和提升;其次,噴墨印刷的質(zhì)量越來越符合整個市場的商業(yè)化需求,而且成本在不斷下降,整個生產(chǎn)解決方案的完整性也越來越好。他說,這些都證明,噴墨印刷不是曇花現(xiàn),而是有極強的生命力。