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从drupa,2016看印刷技术的发展

时间:2022-11-02 16:35:07 来源:网友投稿

作为全球印刷业的盛会,每四年一届的德鲁巴展会都会受到全世界印刷人的瞩目,而今年德鲁巴展会,更是如此。据官方统计,仅仅中国的专业观众就多达7800多人。我相信,每个人参观德鲁巴展会都有自己的角度和不同的收获。本届德鲁巴主题是“Touch the Future”(触摸未来),我认为此次展会更多的是探索印刷技术的未来,更多展示的是印刷技术或是印刷技术的厂商们对于未来印刷技术的理解。

下面我就从以下3个方面来讲一讲我对drupa 2016技术趋势的理解和认识。

以喷墨印刷为代表的数字印刷技术发展进入一个新阶段

1.B1、B2幅面单张喷墨印刷设备

在drupa 2016上,各大展商以及观众对于B1、B2幅面的单张喷墨印刷设备非常关注。

海德堡Primefire 106

作为胶印机的制造厂商,海德堡在2004年放弃了数字印刷设备业务,而十几年之后的drupa 2016上,海德堡由与富士胶片合作推出了面向包装印刷的Primefire 106。这款设备机架采用传统胶印机的输纸和收纸机构,最大印刷纸张幅面750mm×1060mm,印刷速度为每小时2000张。该设备的喷墨成像单元采用富士胶片的喷墨技术,分辨率高达1200dpi,四色印刷,可扩展到七色。当七色印刷时其色域空间可到达潘通色域的95%。

Landa S10

在drupa 2012,兰达推出了此款产品的概念,引起了业界轰动。在今年德鲁巴展会上,大家终于看到了兰达纳米印刷设备,兰达的设备已经可以现场演示,而且向现场观众发放了样张,这说明兰达纳米印刷机已经相对成熟。Landa S10印刷速度为每小时6500印,印刷分辨率1200dpi×1200dpi, 承印物的厚度0.06~0.8mm,使用水性纳米墨水。

惠普Indigo 12000

Indigo 10000及相关系列是大幅面(B1、B2)单张数字印刷设备中唯一采用静电成像原理的数字印刷机。而Indigo 12000是惠普在本次展会推出的新机型。由于采用高清晰激光束技术,该机型色彩的稳定性、承印物的印刷适性、设备的自动化程度都有了进一步的提升。Indigo 12000的印刷速度为每小时3450印(彩色单面),印刷分辨率812dpi (8级灰度),承印物最大幅面750mm×530mm,厚度70~400g/m,使用液体墨粉(电子油墨)。

柯美KM-1(UV墨水)

柯美KM-1是与小森合作开发的。drupa 2012曾展出概念机,drupa 2016年正式推出。柯美KM-1单张喷墨印刷机的印刷速度为每小时3000印,印刷分辨率1200dpi×1200dpi,承印物最大幅面750mm×585mm,承印物厚度0.006~0.6mm,使用特种UV墨水,故承印物不需要进行印前预处理。柯美KM-1采用柯美自己开发生产的喷头。

富士胶片的J Press 720S

富士胶片的J Press 720是第一款B2幅面单张彩色喷墨印刷机。它于drupa 2008年面市,2011年推向市场。J Press 720S是该机型的第二代。它使用SAMBA喷头使用水性颜料墨水。承印纸张最大印刷幅面532mm×750mm,分辨率1200dpi×1200dpi(四级灰度),每小时2700张(B2幅面)。J Press 720S纸张涂布单元采用的是高宝公司的网纹辊涂布技术,它把专用涂布液 (RCP) 满涂在印刷纸张表面,进而形成一层薄膜。经过这种涂布J Press 720S将可以在几乎所有的胶印纸张(涂布和未涂布纸,60~300克,厚度0.07~0.34mm)上完成高品质的图像印刷。也由于采用水基墨水的原因,其印刷品对于折页、覆膜、烫印印后加工也具有良好的适应性。从设备的结构造看,J Press 720S很像一台单张纸胶印机,不仅其进纸飞达和收纸台采取了与传统胶印机类似的技术,J Press 720S的输纸系统也采用滚筒和叼纸爪技术。加之它配备的温度控制系统,都为实现高精度的印刷套准提供了保障。

在表1中,B1幅面共有5款设备,前3款产品都是用的富士胶片的SAMBA喷头。

我想强调的是,面向包装市场的B1幅面单张纸设备的推出,说明喷墨技术已经发展到比较成熟的阶段。数字印刷进入传统印刷领域有5个门槛:印刷幅面、印刷质量、印刷速度、承印物范围、印刷成本。而包装印刷则在印刷质量、印刷幅面和承印物范围有比其他印刷领域更高的要求。包括海德堡和兰达推出的面向包装印刷领域的B1幅面喷墨设备,喷墨印刷的技术进步。单张喷墨印刷设备必须要应付多种多样的承印物,这对于喷墨墨水成分与众多承印物表面的成像匹配、几十个高速运行喷头的精确控制、相关数据的传输和处理能力等方面都提出了很高的要求。例如,一个喷头的尺寸通常只有40~70mm。如果有满足印刷幅面(B1)的要求,就需要多个喷头拼接在一起。因此,在单张喷墨印刷机的喷墨单元,一个颜色的喷印组件往往由多个喷头拼接而成;4个喷印组件的喷头数量常常超过30个。一个喷头有1000多个喷嘴、它的工作频率及每秒喷出的墨滴数量在万个,而对每秒近9亿个墨滴(30×1000×30000)的精确控制,以到达精确色彩展现的过程足以体现喷墨技术的复杂程度。所以说。B1幅面喷墨设备的推出,标志着喷墨技术对于色彩和印刷适性的控制研究达到了相当成熟的程度。

另外,我们不难发现,表1中所有B1设备生产制造都是强强合作的产物:海德堡与富士胶片的合作,兰达和小森与富士胶片合作,高宝和施乐合作B1幅面数字印刷设备。高宝在这之前已经用另外一款喷头进行测试,在展会现场高宝只展出了与施乐合作的喷印部分。高宝与施乐合作的单张喷墨印刷机将在2017年进入市场,此款设备同样针对包装市场。

2.高速卷筒喷墨印刷设备

柯达鼎盛 6000C

在展会与罗兰卷筒的FoldLine组成一条完整的报纸印刷线。该款设备使用的卷筒纸宽度203~648mm,最高印刷速度为300米/分。该款印刷机配以多种联机印后加工方案,可应用于报纸、图书、直邮品等领域。

另外,柯达还展出了使用其第四代连续喷墨技术UltraStream的喷印单元。众所周知,喷墨印刷技术依据其生成墨滴的方式不同被分为连续喷墨(CIJ)和间歇喷墨(DoD)两类。而柯达是连续喷墨技术的代表。连续喷墨的喷头运行时,受到恒定压力的作用,喷头喷射的墨流是连续不断的。而墨流转变成墨滴是由安装在喷嘴旁的环形加热装置产生的高频信号的作用的结果。当墨水脱离喷嘴经过环形加热装置时,其表面张力和黏度受到高频热能发生变化形成均匀墨滴。而墨滴前行途中,承担成像任务的墨滴直接喷射到承印物上形成像素点阵,实现图像再现。其他不承担成像任务的墨滴运动轨迹发生偏转进入回墨装置(将回流到储墨罐循环利用)。UltraStream技术与之前的Stream技术的最大不同之处是控制墨滴走向的原理。UltraStream采用的是静电原理,而Stream技术则使用的是气压原理。UltraStream新技术容许喷头有更高的工作频率(40万赫兹/秒),生成墨滴更小(4皮升)更均匀,对墨滴运动轨迹有了更精确的控制能力。因此,UltraStream被认为是设定了高速度条件下实现高分辨率喷墨印刷的新标准。

惠普高速卷筒喷墨设备T240HD色彩、T490MHD黑白

drupa 2016惠普展出了采用HDNA技术的高速卷筒喷墨印刷机HP PageWide Web Presses T490 HD、T490M HD和T240 HD。这些新机型可以根据应用活件选择不同运行模式。在常规模式,其印刷速度达每分钟152米;在质量模式,印刷速度每分钟76米(比原有机型提升了25%)。承印纸张克重每平方米40~215克。

惠普的喷墨印刷技术采用的是热泡技术。2015年惠普推出其新一代喷头技术,即高清晰喷嘴结构技术HDNA(High Definition Nozzle Architecture)。这种新技术的特点是:①喷嘴密度增加。每英寸喷嘴数量由现有的1200个增加到2400个,每个喷印组件拥有21120个喷嘴;②喷嘴尺寸分为低墨量喷嘴和高墨量喷嘴。而低墨量喷嘴分布在高墨量喷嘴之间。这种结构喷印的墨滴像素点阵可以形成6个灰度级,提高了对色彩的控制能力;③喷印单元冗余度提高。采用新技术的喷印单元有两个墨仓(每个墨仓供应10560个喷嘴)。故一个喷印组件可以喷印两种颜色,也可以喷印单色,并保留了一定的备用喷嘴。

3.喷墨印刷技术的多元化

依据是否需要对承印物纸张进行预处理,我们可以把喷墨印刷设备分成两类:一类是需要预处理的设备。这主要是使用水性墨水的喷墨设备,如我们提到的海德堡Primefire 106和柯达、惠普的高速喷墨印刷设备都属于这一类。这些喷墨设备印刷的承印物需要预处理,或使用设备预处理涂布单元对承印物进行固墨处理。另一类设备则不需要对承印物进行预处理。这类设备通过采用转印成像技术或使用特殊墨水同样可以实现良好的印刷质量。如兰达的喷墨印刷机使用转印成像技术,即先将纳米墨水喷到橡皮布上,橡皮布进行加热以后,墨滴变成胶状的墨膜后,再转印到纸张上。实际上在这次展会上,佳能推出的Voyager概念机也采用转印成像技术。与兰达不同的是,佳能用了转印滚筒,而兰达用的是转印带。还有一种方式就是使用特殊墨水。如小森和柯尼卡美能达推出的单张喷墨印刷机就是使用UV墨水,不需要对纸张进行预处理。施乐的一款喷墨印刷机Trivor2400使用相变墨水。该墨水使用之前呈蜡状微粒,输送到了喷头遇热时就变成了墨滴喷出,抵达纸张遇冷后变成胶状墨滴附着在纸张表面,而不会渗透到纸张纤维里。

drupa 2008,喷墨印刷技术作为新概念出现;drupa 2012,喷墨印刷技术在图书和标签领域的应用越来越多;而在今年德鲁巴展会上,喷墨印刷技术在包装领域的应用大行其道。包装领域最复杂的在于幅面和对于色彩的把控,为什么说数字印刷进入了新阶段?在这个阶段数字印刷已经克服了4个门槛(印刷质量、印刷速度、印刷幅面、承印物范围),技术已经相对成熟。数字印刷的快速发展还需要突破最后一个门槛——印刷成本。我个人认为,这最后一个门槛的突破取决于数字印刷是否能够找到真正适合的产品或盈利模式。

传统印刷技术数字化、智能化大势所趋

海德堡胶印机Push to Stop新理念

“简单、智能”是海德堡此次参展drupa 2016的主题。围绕智能化,海德堡提出了未来胶印机的新理念“Push to Stop”,即未来的胶印机操作只需按两次按钮,一次开,一次关。15年前,一台胶印机每年的印量大概是2000万~3000万印,而现在一台胶印机的印量已经达到6000万印。而进一步提高胶印机生产能力空间在缩小。现在的印单量越来越小,以前一天一台胶印机可能换10次版,现在一个班换10次版甚至一小时换10次版。频繁换版的重复单调工作状态使设备操作人员的生理和心理的承受能力受到极大考验。只有把操作人员从这种状态释放出来,胶印机实际的生产能力才能进一步发挥出来。而要做到这点,胶印机就需要自动化、智能化。体现Push to Stop概念的新型胶印机控制系统Prinect Press Center XL 2配置了Intellistart 2用户软件和相应的辅助系统Intelliguide。

通过胶印机的生产能力的重点,是如何提供设备的综合效率(OEE),即胶印机在工作时间里实际印刷生产的时间比例。目前,一台胶印机的综合效率为20%~30%;而提高综合效率就需要缩短换版时间、减少设备故障等方面下功夫。为此,海德堡推出云服务平台,为印刷企业提供包括印刷设备的远程诊断、故障应急服务、设备运行状态监视、软件升级服务、色彩管理监控和设备效率评价等服务。结合云平台,利用胶印机上的传感器发送的状态数据,海德堡会定期向这些印刷企业发送设备状况报告(单个设备、同类设备),为印刷企业改进设备使用效率提供参考。

小森DoNet理念和 KOMORI ICT Solution

DoNet是一种基于开放型网络结构的数字化印刷作业流程理念。小森的KOMORI ICT Solution把生产过程的可视化、自动化作为目标,把生产系统连接到云端,管理者无论何时、何地都可以对生产过程了如指掌。小森的KOMORI ICT Solution包括 KP-Connect、K-Station 4和K-ColorSimulator 2三个模块。

KP-Connect是一个服务信息系统。它通过系统与印刷设备相连接,采集生产、质量、维护、故障信息,为印刷企业提供可视化的设备运作状态信息和提高设备使用效率的建议;

K-Station 4印刷生产任务控制软件。它设立在企业MIS系统和生产车间之间的软件系统,其作用是将复杂的生产控制过程可视化,使得相关人员及时了解印刷生产的实时状况。

K-ColorSimulator 2是色彩管理软件适用于胶印、数码及喷墨印刷设备。

马天尼“Finishing 4.0”的理念

印后4.0体现了自动、可变、零接触的印后加工理念。其目标就是使用工业化生产设备、高效地、经济地满足个性、多样的生产需求。通过各种印后加工设备(自动、可变)的智能连接(柔性,体现在不同装订方式、不同印刷方式(数字与胶印)的结合)满足产品生产多变(批量、规格、内容)的需求。马天尼推出了自己的Touchless作业流程和Connex info系统。该系统使用标准的JDF/JMF、IFRAtrack或PDF/VT,可以与大多数的印企管理信息系统(MIS)相连接。

合作共赢的理念

传统印刷与数字印刷设备制造商

海德堡与富士胶片(包装印刷-B1幅面喷墨印刷机)

高宝与惠普(瓦楞纸预印-喷墨印刷)

高宝与施乐(彩盒喷墨印刷设备)

小森与柯美(商业印刷-B2幅面喷墨印刷机)

小森与兰达(包装印刷-B1幅面喷墨印刷机)

博斯特与柯达(瓦楞纸预印-喷墨印刷)

设备制造商与软件供应商

柯达与小森、兰达、柯美(印能捷工作流程)

设备制造商与耗材供应商

库尔兹数字烫金设备DM-LINER以及DM-LINER UV-INK。

库尔兹自己推出了两款设备,材料厂商开始做设备了,现在的增长是技术驱动。

工业4.0概念逐渐清晰

drupa 2016各种印刷技术系统及方案的展示,也从不同方面诠释着业界对工业4.0的认识以及为推动工业4.0的实现所作的努力:

预防性设备维护

生产过程的优化

生产流程的自动化

数据质量管理

生产设备的智能化

网络连接(智能、自动、整体)

管理流程与生产流程的融合

硬件(设备)与软件(系统)的结合

VDMA(德国机械制造商协会)认为,工业4.0在印刷业的体现就是智能连接的生产链,即适应(互联网时代)小批量个性化产品需求的柔性生产系统。它涉及印刷企业内部、企业之间供应链和企业与用户的连接。目标是实现快速、高质、灵活、低成本地满足用户的特别需求。为此,印刷企业需要对现有的(频繁修改的订单)订单运作流程和(多种多样)的印刷生产过程进行数字化和自动化改造。

我们面临的问题是“如何”改变,而不是“是否”改变。数字化对于印刷业不是简单的“上网”或“数字印刷”。其重点是传统印刷与数字印刷的智能集成,是各个生产工艺自动化过程的相互连接,是业务流程和生产流程的集成。印刷企业的智能化在建立在企业整体流程的智能架构、各种流程的集成和无缝连接基础上的。未来的印刷企业加工生产是自动化的、成本是被优化控制的,设备具备自我服务功能、生产各个环节的数据采集自动完成。设备的平稳运行也需要相应的技术保障。印刷设备通过互联网与远程服务中心相连接,实时传输设备状态信息,而远程服务中心可用根据收集到的状态数据判断设备的运行状态,对设备故障进行预防和排除。

未来,网络连接的数字“生产链”将是企业印刷生产的核心。

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