Недавно компания Xaar, производитель пьезоэлектрических печатающих головок выпустила документ, который озаглавила Guide to Digital Print for the Ceramic Sector. Разумеется, взгляд заинтересованной стороны ангажирован, но небезынтересен в части рассказа о перспективах одного из направлений промышленной цифровой печати.
Тезисная форма, идущая от привычки европейцев к презентациям, достаточно удобна для восприятия, хотя и изобилует повторами. В связи с этим публикация сокращена. Приведем наиболее интересные выдержки.
Введение
Производство керамической плитки — одна из наиболее быстрорастущих и развивающихся отраслей во всем мире. Многие годы для декорирования плитки главным образом использовались традиционные методы, такие как трафарет, флексография и глубокая печать.
Однако теперь, есть доступные цифровые технологии, которые отвечают потребностям керамической промышленности в индустриальной печати, что может изменить динамику производственных процессов и поставить рынку новые инновационные продукты. Эти новые решения расширяют преимущества керамической плитки перед конкурирующими облицовочными материалами, таким как камень, стекло или металл.
Тенденции индустрии керамической плитки
• Более частые изменения в дизайне
• Укорачивание тиражей
• Уменьшение жизненного цикла продукции.
Эта индустрия очень динамична, руководствуется потребительскими тенденциями и требованиями розницы. Главные «толкачи» рынка сегодня:
1. Более короткий жизненный цикл продуктов
2. Стремление к большей дифференциации продукции
3. Удовлетворение требованиям заказчика и персонализация
4. Более широкий диапазон типов плитки, включая текстурированные плитки
5. Более короткие тиражи
6. Сокращение затрат
7. Реструктурирование системы поставок
8. Качество.
Глобальные возможности: мировое производство и потребление керамических плиток
Следующие таблицы показывают, что большая часть активности в секторе керамической плитки за пределами Китая базируется в пределах Европейского союза, а именно, в Италии и Испании. Данные за 2007 год свидетельствуют как о высоких показателей производства (8125 млн м²) так и потребления (7955 млн м²).
Мировое производство плитки
|
Регионы
|
2007 (млн м²)
|
% мирового производства
|
% различие 07/06
|
|
Евросоюз
|
1576
|
19,4
|
-1,5
|
|
Остальная Европа (включая Турцию)
|
423
|
5,2
|
+1,9
|
|
Северная Америка (включая Мексику)
|
267
|
3,3
|
-1,1
|
|
Центральная и Южная Америка
|
795
|
9,8
|
+7,1
|
|
Азия
|
4778
|
58,8
|
+8,0
|
|
Африка
|
278
|
3,4
|
+4,5
|
|
Океания
|
8
|
0,1
|
—
|
|
Всего
|
8125
|
100
|
+5,2
|
Источник: Ceramic World Review 2008
Мировое потребление плитки
|
Регионы
|
2007 (млн м²)
|
% мирового производства
|
% различие 07/06
|
|
Евросоюз
|
1333
|
16,8
|
+1,8
|
|
Остальная Европа (включая Турцию)
|
450
|
5,7
|
+4,2
|
|
Северная Америка (включая Мексику)
|
458
|
5,8
|
-9,7
|
|
Центральная и Южная Америка
|
785
|
9,9
|
+9,9
|
|
Азия
|
4513
|
56,7
|
+11,2
|
|
Африка
|
372
|
4,7
|
+4,2
|
|
Океания
|
44
|
0,6
|
+7,3
|
|
Всего
|
7955
|
100
|
+7,2
|
Источник: Ceramic World Review 2008
Почему мы рассматриваем цифровую печать?
• сокращение запасов и отходов
• короче тиражи, выше экономическая эффективность производства
• более короткое время выполнения заказа
• заряженность на персонализацию и удовлетворение требований заказчиков
• бесконтактная технология учитывает новые продукты, которые будут созданы
• достижимость более высокого качества.
Традиционно к проблемам, которые лучше всего решать с использованием цифровой печати относят:
1. короткий тираж — затраты традиционных методов для уникальных проектов нерентабельны
2. Печать текстур и художественное оформление края плитки
3. Высокая себестоимость производства единичных образцов.
Существует также растущее недовольство традиционной цепочкой поставок, как результат следующих факторов:
1. долгое время выполнения заказа определенное традиционными процессами
2. Высокие складские и транспортные расходы
3. Высокие потери и списания
Преимущества цифровой печати
Большее разнообразие и творческие варианты благодаря таким факторам как:
• Декорирование края плитки
• Объемное декорирование
• Высокая вариативность графики
• Высококачественные изображения greyscale
Сокращение затрат и улучшение операционной эффективности происходит за счет:
• Минимум расходных материалов
• Сокращение времени настройки
• Рентабельность кратких циклов производства.
Экономическая жизнеспособность мелкосерийных производств основанных на цифровой печати со временем может быть трансформирована в крупнотиражные производства.
Коммерческие решения
Существуют решения на базе различных технологий. Например, следующие два аппарата используют Xaar TF Technology и XaarDOT:
Cretaprint ‘CretaPrinter’
Компания Cretaprint (Испании) развивала решения для художественного оформления плитки в течение последних 10 лет. Струйную систему разработала совместно с Xennia Technology для удовлетворения потребностей развивающегося рынка. Модульный дизайн позволяет изготовителям плитки запечатать ширины между 280 мм и 1120 мм на скоростях до 35 м/мин с комбинацией до 6 цветов. Сейчас Cretaprint работает с основными изготовителями плитки в Испании и Италии. Были произведены больше чем 1 млн м2 с очень хорошими результатами производительности.
Newtech ‘KeraMagic’
Компания Newtech SRL, Италия, является изготовителем специальных машин для керамической промышленности. Принтер KeraMagic с четырьмя цветами был показан в октябре 2008. Две модели, обе с головкой Xaar 1001: 350-миллиметровая KeraMagic 350 и 700-миллиметровая ширина KeraMagic 700. Обе печатают до 25 м/мин при разрешении 360dpi и восьми уровнях серой шкалы. Программное обеспечение позволяет – в отличие от аналоговых вариантов — достигать высокой повторяемости в тираже и печатать крупноформатные изображения на множестве плиток.
Другие разработки
• Technoferrari
• Ferro KERAjet
• Systems ROTODIGIT и ROTOPLOTTER
• Gamma 60 и 70 от DURST Phototechnik AG.
Вопрос чернил
Традиционные керамические краски поставляются в ограниченной цветовой гамме. При их создании используются неорганические пигменты или растворимые соли, в качестве растворителя – масло или солвент. Готовое изображение на плитке видно только после обжига, что делает управление цветом очень сложным. А потребители требуют более высокого качества изображения на плитке, например в случае запечатки текстур древесины или мрамора. Цифровые технологии как раз позволяют добиться интересных эффектов.
Керамические чернила должны быть приспособлены к оптимальной работе в струйных принтерах и есть несколько традиционных компаний, которые увидели потенциал цифровой керамической печати на плитке и производят чернила, чтобы удовлетворить запросы этого ры
нка. Примеры:
Компания Fritta с 1973 специализируется на изготовлении различных чернил для флексографии, трафаретной и глубокой печати. В сотрудничестве с Chimigraf создали высококачественные керамические струйные чернила. www.fritta.com / www.chimigraf.com
Colorobbia Ceramic Colour Company является одним из основных мировых игроков в области разработки и производства материалов и технологии для керамической отрасли. Имея штаб-квартиру в Италии и представительства по миру, Colorobbia специализируется на производстве и распространении традиционных и инновационных материалов и технологий для керамической отрасли. www.colorobbia.com
Еще один крупный международный игрок — Esmalglass-Itaca Group — предлагает глобальные решения для всего мира керамики. Группа компаний присутствует в 7 странах. www.esmalglass-itaca.com
Технологии Xaar Variable Drop Technology и XaarDOT (Drop Optimisation Technology)
К настоящему моменту струйная печать справилась с проблемой низкой оптической плотности чернил. При слишком низкой получаем отличные светлые изображения, но проигрываем в темных и наоборот – при высокой плотности проигрываем в светлых тонах. Используя печатающие головки, модулирующие капли переменного размера (greyscale), можно достичь плавности переходов в светлых областях и плотности в темных участках.
Технология переменной капли
Капля переменного размера позволяет запечатать плитки с различными типами впитывающей поверхности и в различной глазури.
Модулирование размеров капли достигается за счет соединения мельчайших капель объемом 6 пл (как иллюстрировано в диаграмме). Визуальное разрешение и качество изображения определяет именно минимальная капля, что при 6 пл можно приравнять к разрешению приблизительно 1000 точек на дюйм.
Это особенно важно для переходов оттенков в светлых областях.
Преимущество перед головками с каплей постоянного размера лучше всего иллюстрирует приведенная ниже иллюстрация – 4-кратное увеличение фрагмента изображения (сначала исходное изображение, посередине XaarDOT 8 Levels, в конце Binary 2).
Варианты пьезоэлектрика: End-shooter vs Side-shooter
Головки с технологией End Shooter устроены так, что капля выстреливается через сопло в конце длинного чернильного канала. Ахиллесовой пятой данного решения является опасность засорения сопла макрочастицами чернил или пузырьком воздуха. Дюзу при этом «выбивает» и требуется чистка.
Патентованная Xaar технология Hybrid Side-Shooter (HSS)позволяет модулировать размер капли быстро и достоверно. Две акустических волны, проходят через канал, встречаются в середине и вызывают изменения давления, которое выстреливает каплю из канала через сопло. При этом чернила циркулируют постоянно. А благодаря Технологии TF воздух или частицы удаляются из чернильной камеры, держа канал в рабочем состоянии. (Ранее такие решения уже существовали: например, у Dimatix Spectra был модуль дегазации «Легкое» — Lung).
Сопла, которые «выбиваются» из-за удара или другого воздействия, быстро самовосстанавливаются.
