時(shí)間:2023-10-07 08:55:45
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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(jī)輸入計(jì)算機(jī),或由計(jì)算機(jī)直接繪制、寫入圖像和文字,計(jì)算機(jī)將其特征數(shù)字信號(hào)傳輸給打印機(jī),打印機(jī)再以電信號(hào)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(duì)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(duì)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(jī)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(chǎng)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(jī)工作時(shí)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(guó)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(guó)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(gè)方面取得了令人矚目的突破。其中有美國(guó)惠普公司的富麗圖分層技術(shù)、智能色彩增強(qiáng)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(shí)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(hào)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(gè),印刷更精細(xì)。如墨滴的尺寸進(jìn)一步減小,對(duì)印品質(zhì)量的影響微乎其微,因?yàn)?―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(gè)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(jī)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(jì)也保證了印刷的精度。由于熱泡式噴嘴結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)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(huì)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(jì)、智能芯片和噴墨印刷機(jī)本身設(shè)計(jì)等方面的系統(tǒng)工程,美國(guó)惠普公司的可升級(jí)噴墨印刷技術(shù)通過對(duì)墨盒、噴嘴、智能芯片和噴墨印刷機(jī)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(jì),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(jī)。
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(chǎng)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(shí)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(gè)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(shí)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(guó)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(guó)。全世界打印耗材制造基地開始逐漸向中國(guó)轉(zhuǎn)移,中國(guó)正在成為世界噴墨設(shè)備的主要制造國(guó)家,已成為噴墨印刷打印耗材的最大潛在市場(chǎng)。
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(jì)簡(jiǎn)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(gè)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(guó)曼徹斯特大學(xué)研究小組正與噴墨頭開發(fā)商英國(guó)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(yùn)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(zhǎng)成合適的尺寸、形狀,起到組織移植作用。
日本芝浦機(jī)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(guó)外液晶面板廠商的數(shù)臺(tái)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(huì)造成材料使用上的浪費(fèi),大約需要300個(gè)工序,使用了大量能源,并會(huì)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(diǎn)在芯片上實(shí)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(fèi),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(shí)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(gè)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(jià)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(shí)別技術(shù)上的應(yīng)用越來越多,隨著物聯(lián)網(wǎng)時(shí)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(guó)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(guó)的3D打印產(chǎn)品的新聞讓國(guó)人感到新奇,如時(shí)速72公里的無人機(jī)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(dòng)脈等。
3D打印技術(shù)正在重塑全球制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)格局,有著令人期待的應(yīng)用前景。該技術(shù)雖在國(guó)內(nèi)還未普及,但產(chǎn)業(yè)鏈正在形成,如中國(guó)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(guó)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(jī)在中國(guó)的裝機(jī)量?jī)H400多臺(tái),而美國(guó)則擁有3000臺(tái)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(shí)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(jī)生產(chǎn)。2012年7月,美國(guó)宇航局(NASA)在地球上進(jìn)行低重力拋物線飛行過程中,測(cè)試了3D打印機(jī)?;蛟S宇航員們以后能用3D打印機(jī)來制造發(fā)射時(shí)遺漏的設(shè)備或物品。近幾年,北美和歐洲的3D打印市場(chǎng)正在急劇增長(zhǎng),從3D巨頭美國(guó)斯川塔斯公司2011年的財(cái)務(wù)報(bào)告可以看到,其80%的收入來源于歐美市場(chǎng)。
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(duì)于制造某些汽車配件和特別定制的手機(jī)零部件已非難事。正是因?yàn)槠渲圃爝^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(duì)歐美國(guó)家而言是一個(gè)福音,但對(duì)我國(guó)來說或許將給制造業(yè)帶來定的沖擊。在飛機(jī)、核電和火電等行業(yè)所使用的重型機(jī)械、高端精密機(jī)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(fèi)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(diǎn)之一,結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性和連接強(qiáng)度將得到很大的提升。
總之,噴墨印刷技術(shù)的工作原理簡(jiǎn)單,制作成本低廉;操作靈活方便,可用于不同場(chǎng)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(qiáng)大生命力的噴墨印刷技術(shù)在中國(guó)生根并迅速成長(zhǎng),在將來使中國(guó)在實(shí)現(xiàn)印刷強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變過程中立于優(yōu)勢(shì)位置。
目前噴墨印刷按墨滴形成原理分為:熱發(fā)泡噴墨、壓電噴墨、靜電噴墨和聲波噴墨,其中應(yīng)用較為廣泛的是熱發(fā)泡式和壓電式。熱發(fā)泡噴墨通過電阻通電加熱,使油墨產(chǎn)生氣泡,將一定量的油墨擠出噴嘴;在電阻無電壓時(shí)則停止加熱,無墨滴噴出。壓電噴墨采用壓電晶體的振動(dòng)來產(chǎn)生墨滴。在墨水腔的一側(cè)裝有壓電板,當(dāng)電流通過壓電板時(shí),壓電板產(chǎn)生微小的變形,這種變形的結(jié)果使墨水腔容積減少,擠壓墨水而使微量墨水從噴孔擠出,并形成墨滴。對(duì)兩者的噴印質(zhì)量比較:熱發(fā)泡噴墨時(shí)墨水是通過氣泡噴出的,墨水微粒的方向性與體積大小不好掌握,噴印線條邊緣容易參差不齊,影響噴印質(zhì)量;壓電式具有墨點(diǎn)形狀規(guī)則、沒有濺射、墨點(diǎn)大小可控、噴射速度可控、定位準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn),其噴印精度的提高大有空間。
1.壓電噴墨印刷設(shè)備的改進(jìn)
在壓電噴墨印刷中,墨滴體積的影響因素包括噴嘴的直徑,生成墨滴時(shí)的脈沖波形,以及墨水本身的張力。目前常見的壓電式打印噴嘴直徑為21μm,減小墨滴的最佳途徑是減小噴嘴直徑,但是并不能做到無限縮小,一般情況下固體顆粒的粒徑要小于噴嘴的1%,噴墨墨水黏度要小于40cP,甚至能達(dá)到1cP左右。當(dāng)噴嘴縮小到一定尺寸后,一方面噴墨印刷設(shè)備要克服巨大的毛細(xì)作用力;另一方面,對(duì)功能性墨水的固體顆粒粒徑大小、黏度等方面的要求會(huì)更高。在這樣的情況下,為防止噴嘴堵塞,小噴嘴噴墨印刷設(shè)備對(duì)所用墨水的顆粒尺寸、黏度、表面張力、揮發(fā)速度等方面要求非??量?,成本也會(huì)大幅增加。調(diào)節(jié)噴墨墨滴體積的另一個(gè)方法是:優(yōu)化噴墨的驅(qū)動(dòng)電脈沖波形和電壓,改變噴頭中的壓電材料形變規(guī)律來調(diào)節(jié)噴出油墨體積。驅(qū)動(dòng)電壓越高,壓電材料的變形越大,噴出的液滴越大,速度越快。壓電脈沖存在一個(gè)最優(yōu)脈沖寬度,即對(duì)于一個(gè)給定的脈沖振幅,存在一個(gè)脈沖寬度值能達(dá)到最高的液滴速率和噴墨質(zhì)量。驅(qū)動(dòng)脈沖的波形也從簡(jiǎn)單的“推”出墨水變成了既“推”又“拉”,由簡(jiǎn)單的波形擴(kuò)展到雙極波形。波形的首部分功能不變,第二部分用于消除液滴從裝置噴出的剩余聲波震蕩(如圖1所示),即在墨水噴出噴嘴時(shí)施加一個(gè)回拉的力,使液滴尾部盡快與噴嘴分離,減少尾部墨絲斷裂造成的“衛(wèi)星點(diǎn)”。最優(yōu)雙極波形是正負(fù)振幅相等且第二部分停留時(shí)間是首部分的兩倍。
2.新的噴墨方式
在既有普通噴墨方式不能滿足需求的時(shí)候,出現(xiàn)了改進(jìn)的噴墨方式。Rogers課題組發(fā)明了電流體力學(xué)噴墨印刷技術(shù),在噴嘴和噴印基底之間施加電場(chǎng)作用,使油墨在噴嘴處形變,當(dāng)電壓恰當(dāng)時(shí),墨水會(huì)突破自身的黏度和表面張力而產(chǎn)生巨大阻力射出噴嘴。與傳統(tǒng)噴墨方法相比,這類方法噴頭結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單,噴印尺寸更小,油墨適用范圍更廣。該方法可以采用300nm甚至更小直徑的噴頭,實(shí)現(xiàn)高分辨率噴印。氣流噴印又叫氣溶膠噴印,是另一種非傳統(tǒng)的噴墨打印方式。氣流噴印的工作原理是將墨水在儲(chǔ)墨盒里進(jìn)行霧化處理(有超生起霧和氣動(dòng)起霧兩種),油墨被霧化成1~5μm的液相顆粒,與氣體混合形成氣溶膠,然后通過氣流將氣溶膠送出噴嘴。由于噴出的是連續(xù)的含有大量微墨滴的氣流,是一種連續(xù)噴墨式的噴印方式,并非普通噴印噴出的獨(dú)立墨滴,因此只能通過阻斷噴射來斷開氣流,噴印的圖像也是由線條組成。噴頭的夾層結(jié)構(gòu),可以讓噴嘴噴出相當(dāng)于噴嘴1/10的氣流,這樣的工作機(jī)理使其噴印精確度非常高,線條寬度可達(dá)到5μm。氣流噴印的優(yōu)勢(shì)在于更廣泛的油墨適用范圍,只要能夠霧化,油墨的黏度范圍可以為0.7~1000cP。與此同時(shí),較大的固體顆粒分散系也適用于氣流噴印。
優(yōu)化墨水配方,改善承印物表面
墨水的組分直接影響墨滴形成、飛行過程以及在承印物表面(鋪展和潤(rùn)濕)的形態(tài),對(duì)噴印精度有著直接的影響。噴墨印刷對(duì)油墨的黏度、表面張力、揮發(fā)性等要求較為苛刻。前面討論過黏度、表面張力與墨滴的噴射有著直接的關(guān)系,同時(shí)也會(huì)對(duì)墨水與承印物的相互作用有著影響。更高的分辨率就需要墨水在承印物上有較低的鋪展,要求墨水具有較高的黏度。但是墨水的黏度越高,從噴嘴中噴出需要突破的阻力越大,甚至無法噴出。英國(guó)謝菲爾德大學(xué)機(jī)械工程系的Schubert采用熱敏凝膠聚合物包覆二氧化鈦粒子的墨水。該墨水的特點(diǎn)是在臨界溫度下,聚合物在溶劑中呈現(xiàn)伸展?fàn)顟B(tài),墨水黏度較低,而在臨界溫度以上時(shí),聚合物卷曲,墨水黏度迅速增大。當(dāng)?shù)宛ざ鹊哪畯膰娮靽姵龅竭_(dá)加熱的承印物上時(shí),黏度增大減少了墨滴的鋪展行為。液滴的揮發(fā)性也是非常重要的影響因素。若墨水揮發(fā)性太強(qiáng),可能導(dǎo)致溶質(zhì)在噴嘴處析出從而堵塞噴嘴,墨滴到達(dá)承印物時(shí)有可能變成粉末而不是液體,影響墨水的附著性,降低噴印質(zhì)量。而較低的揮發(fā)性又容易使墨滴在承印物表面形成“咖啡環(huán)”,影響表面的平整度?!翱Х拳h(huán)”的產(chǎn)生通常認(rèn)為是在噴印圖案干燥過程中,由于液滴中心和邊緣的干燥速度不同,溶質(zhì)或分散的顆粒由中間向邊緣移動(dòng)沉積,導(dǎo)致液滴的邊緣留下了大量的溶質(zhì)或分散顆粒。去除“咖啡環(huán)”可以通過使用不同沸點(diǎn)和表面張力的溶劑配制混合溶液,增加墨滴與承印物表面的接觸角,減少油墨的流動(dòng)性等手段實(shí)現(xiàn)。韓國(guó)延世大學(xué)的Moon等在溶液中添加高沸點(diǎn)、低表面張力的乙二醇。由于水在液滴邊緣的蒸發(fā)速率大于液滴中心,而乙二醇揮發(fā)速率較慢,因此隨著蒸發(fā)過程的進(jìn)行,液滴邊緣乙二醇濃度會(huì)逐漸高于液滴中心乙二醇濃度。乙二醇的濃度差進(jìn)一步降低了液滴邊緣的表面張力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,隨著乙二醇含量的增加,粒子的沉積形貌變得更均勻;當(dāng)乙二醇在恰當(dāng)?shù)馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí),“咖啡環(huán)”現(xiàn)象消失。優(yōu)化承印物基材表面的化學(xué)組成或物理結(jié)構(gòu),也是提高噴印精度的重要途徑。承印物的多孔結(jié)構(gòu)處理、表面疏水化處理、對(duì)承印物加熱等手段同樣可以限制噴墨液滴的鋪展,或者控制液滴的鋪展方向,實(shí)現(xiàn)高精度噴印。
關(guān)鍵詞:噴墨印刷技術(shù)與設(shè)備;陶瓷墨水;陶瓷磚;市場(chǎng)與前景
1 引言
自2009年我國(guó)第一臺(tái)噴墨印刷機(jī)(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(shí)間里,我國(guó)擁有了多個(gè)國(guó)產(chǎn)噴墨機(jī)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(guó)陶瓷行業(yè)開始大量使用。本文簡(jiǎn)單地介紹了噴墨機(jī)、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(guó)陶瓷磚行業(yè)從2009年開始使用該技術(shù),比發(fā)達(dá)國(guó)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(guó)內(nèi)外主要噴墨印刷機(jī)的相關(guān)情況
據(jù)初步統(tǒng)計(jì),國(guó)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(guó)外的主要陶瓷噴墨設(shè)備見圖4。目前,大約有10個(gè)企業(yè)生產(chǎn)陶瓷噴墨印刷機(jī),國(guó)內(nèi)大約有10個(gè)企業(yè)生產(chǎn),規(guī)模最大的是西班牙Kerajet公司,國(guó)內(nèi)最大的是希望(Hope)公司,國(guó)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(guó)Durst。具體詳見表2和表3。
我國(guó)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(gè)柜中;另一種是將每一色獨(dú)立一個(gè)柜。國(guó)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(guó)市場(chǎng)需求,近幾年也研發(fā)大規(guī)格噴墨機(jī),而我國(guó)一開始就直接進(jìn)行大機(jī)器生產(chǎn)。因此,我國(guó)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(gè)產(chǎn)量是驚人的!進(jìn)口陶瓷噴墨機(jī)與國(guó)產(chǎn)噴墨機(jī)的比較詳情見表4。各類陶瓷噴墨打印機(jī)的主要性能見表5。我國(guó)與意大利、西班牙陶瓷噴墨印刷技術(shù)對(duì)照見表6。陶瓷噴墨打印機(jī)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(jí)噴頭的比較見表9。
各種噴頭都有優(yōu)缺點(diǎn),不同的機(jī)器選用不同的噴頭,不同的機(jī)器適合不同的產(chǎn)品。對(duì)于噴頭內(nèi)外循環(huán)系統(tǒng)問題,國(guó)內(nèi)爭(zhēng)論了兩年,目前對(duì)此問題有了更清楚的認(rèn)識(shí)。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(guó)噴頭打印的市場(chǎng)情況見表10。
由表10可知,我國(guó)瓷磚行業(yè)噴頭市場(chǎng)非常巨大。
2.3 國(guó)內(nèi)外陶瓷墨水的發(fā)展現(xiàn)狀
國(guó)外陶瓷墨水生產(chǎn)廠家詳情見表11。我國(guó)目前正在研發(fā)生產(chǎn)陶瓷墨水的機(jī)構(gòu)與進(jìn)展見表12。陶瓷墨水主要性能、國(guó)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(guó)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(guó)外大約有14家公司可供生產(chǎn)用陶瓷墨水(3~6個(gè)色),已研發(fā)品種13個(gè)左右。
由表15可知,按80億m2瓷磚的年產(chǎn)量計(jì)算,其中30%使用噴墨技術(shù),墨水用量以20g/m2計(jì)算,陶瓷墨水使用量約為4.8萬噸。如果陶瓷墨水按均價(jià)320元/kg估算,國(guó)內(nèi)陶瓷墨水市場(chǎng)銷售額可達(dá)150~160億元人民幣。因此,陶瓷墨水市場(chǎng)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(duì)面釉的組成與燒成溫度有一定的選擇性。在我國(guó),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(guó)外釉料公司供應(yīng)的面釉。2011~2012年面釉(1200℃)已大部分實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,國(guó)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(guó)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(jī)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(duì)防止圖案擴(kuò)散有益,這方面國(guó)外釉料公司正在我國(guó)市場(chǎng)上推廣。陶瓷墨水標(biāo)準(zhǔn)化程度相對(duì)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(hào)相對(duì)穩(wěn)定。
2.5 圖案、模具設(shè)計(jì)
我國(guó)的噴墨設(shè)備剛上市時(shí)(2009~2010年),圖案設(shè)計(jì)一般從意大利、西班牙購(gòu)買,或由進(jìn)口釉料公司提供。一年以后,我國(guó)自主設(shè)計(jì)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(jì)圖案價(jià)格高,圖案設(shè)計(jì)技術(shù)目前我國(guó)已掌握。并且許多噴墨產(chǎn)品設(shè)計(jì)與模具設(shè)計(jì)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(gè)設(shè)計(jì)和釉料公司可以提供噴墨設(shè)計(jì)圖案,多個(gè)大中企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)也可能獨(dú)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(tái)Kerajet設(shè)備進(jìn)入我國(guó)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(diǎn),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(guó)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(guó),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(shí)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(jī)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(shì),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(gè)企業(yè)取得了良好的業(yè)績(jī),如廣東金意陶。
噴墨技術(shù)生產(chǎn)仿古磚已有多個(gè)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(jī)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(huì)迅速上升,如,廣東新中源陶瓷。
經(jīng)過近2~3年的生產(chǎn)實(shí)踐,筆者對(duì)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(duì)較少一些,而仿古磚和一些深色木紋磚的墨水耗量相對(duì)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(guó)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(guó)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?yàn)椋阂皇侵袊?guó)瓷磚企業(yè)多,產(chǎn)量大;二是中國(guó)起步較晚;第三說明中國(guó)仍有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
我國(guó)2011年陶瓷磚生產(chǎn)用噴墨印刷設(shè)備市場(chǎng)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(zhǎng)空間大,如果這兩類產(chǎn)品每條線都用1臺(tái)噴墨機(jī),則需1060臺(tái)。說明我國(guó)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(jī)在我國(guó)市場(chǎng)銷售狀況見表23。
到目前為止,我國(guó)陶瓷企業(yè)大約已使用250~260臺(tái)噴墨打印設(shè)備,主要以國(guó)產(chǎn)設(shè)備為主,國(guó)產(chǎn)設(shè)備成熟度上升。國(guó)外設(shè)備由于種種原因,在我國(guó)市場(chǎng)上銷量增長(zhǎng)有限。國(guó)內(nèi)的希望公司(Hope)由于起步較早,有明顯的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。
3.2 噴墨技術(shù)生產(chǎn)陶瓷磚優(yōu)勢(shì)
噴墨技術(shù)生產(chǎn)陶瓷磚的優(yōu)勢(shì)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(shì),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(shì)。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(guó),科技人員、企業(yè)家都已形成共識(shí),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(jī)生產(chǎn)數(shù)量與企業(yè)使用數(shù)量都在不斷增長(zhǎng),噴墨印刷所產(chǎn)生的瓷磚比例在不斷上升,受到市場(chǎng)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(shí)現(xiàn)裝飾,肌理感明顯。因此,使瓷磚的美學(xué)價(jià)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(huì)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(jī)價(jià)格高,安裝使用復(fù)雜,使用環(huán)境要求高;
(2) 一些噴墨機(jī)較寬,使用時(shí)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(jī)內(nèi)存(電腦)有限,載圖較少;
(5) 一些噴墨機(jī)由于設(shè)計(jì)問題,新載圖試驗(yàn)時(shí),需較長(zhǎng)時(shí)間,造成停產(chǎn);
(6) 一些噴墨機(jī)由于只有單通道進(jìn)出磚,當(dāng)不生產(chǎn)噴墨產(chǎn)品時(shí),使噴墨機(jī)成為過磚平臺(tái);
(7) 一些噴墨機(jī)沒有中文操作平臺(tái),使用人員不方便;
(8) 一些噴墨機(jī)在生產(chǎn)精細(xì)的圖案時(shí),用墨量大的產(chǎn)品,易產(chǎn)生“拉線”問題;
(9) 一些噴墨機(jī)噴頭清洗時(shí)間較長(zhǎng),影響生產(chǎn);研究與探討
(10) 噴頭價(jià)格昂貴(2~4萬元/個(gè)),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(jià)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(duì)面釉選擇性較大,對(duì)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn),企業(yè)使用無法檢驗(yàn)和驗(yàn)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(duì)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(jià)格偏高,特別是進(jìn)口墨水,訂貨、交付須較長(zhǎng)時(shí)間,近幾年陶瓷墨水價(jià)格情況見表27。
由表27可知,總體上墨水的價(jià)格呈下降趨勢(shì),特別是國(guó)產(chǎn)墨水的出現(xiàn),促使進(jìn)口墨水不斷調(diào)低價(jià)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(jí);
(2) 生產(chǎn)全拋釉產(chǎn)品時(shí),工藝控制不合理時(shí),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(shí),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(huì)影響墨水的發(fā)色,有些增強(qiáng),有些減弱;
(5) 生產(chǎn)啞光類產(chǎn)品時(shí),如果用墨量過大,會(huì)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(shí),我國(guó)市場(chǎng)接受程度不高;
(7) 有些噴墨產(chǎn)品定價(jià)過高,使市場(chǎng)銷量減少。
3.3.4滴墨、拉線產(chǎn)生的原因分析
目前國(guó)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(jī)器零件清洗時(shí)殘留雜質(zhì);墨水沉淀,墨水懸浮性欠佳;過濾器設(shè)計(jì)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(jī)使用環(huán)境欠佳,粉塵超標(biāo);停機(jī)時(shí)間過長(zhǎng),未及時(shí)通孔;磚坯帶入過多的水汽,附著噴頭;進(jìn)入噴墨機(jī)房的空氣除塵過濾不夠;噴墨機(jī)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(shí)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(jí)標(biāo)準(zhǔn)是切實(shí)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(jī)的數(shù)量大幅度增長(zhǎng),在我國(guó)陶瓷行業(yè)中的使用將會(huì)不斷增長(zhǎng),過去為廣告業(yè)生產(chǎn)噴繪機(jī)的企業(yè)轉(zhuǎn)而為陶瓷廠研發(fā)生產(chǎn)噴墨機(jī)。國(guó)產(chǎn)噴墨設(shè)備的產(chǎn)量逐年增加,價(jià)格有下降的趨勢(shì)。
(2) 我國(guó)陶瓷磚企業(yè)對(duì)噴墨印刷設(shè)備的市場(chǎng)需求量很大,預(yù)測(cè)到2013年,我國(guó)瓷磚行業(yè)將有500臺(tái)噴墨印刷設(shè)備投入使用,未來將超過1000臺(tái)。如果噴墨印刷設(shè)備出廠價(jià)格為300~600萬元/臺(tái),未來噴墨印刷機(jī)市場(chǎng)銷售額將過30~60億元。
(3) 我國(guó)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(qiáng)研發(fā),設(shè)備穩(wěn)定性還需提升。
(4) 我國(guó)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(guó)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(jià)格在不斷下降,研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)在增加,對(duì)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(chǎng)銷售價(jià)值將達(dá)75~160億元。國(guó)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(jià)格將會(huì)迅速下降。
(5) 使用噴墨印刷生產(chǎn)陶瓷磚有許多優(yōu)點(diǎn),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(huì)在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)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(shí),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(guó)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(yàn)方法與驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),對(duì)陶瓷墨水行業(yè)的健康發(fā)展十分有必要,對(duì)瓷磚企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量控制與提升十分有益。同時(shí),瓷磚企業(yè)必須盡快培養(yǎng)設(shè)計(jì)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(qiáng)對(duì)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(guó)家才能制造,我國(guó)目前全部采用進(jìn)口方式,噴頭的使用壽命短、價(jià)格高、供貨緊,噴頭占整機(jī)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(guó)內(nèi)相關(guān)研發(fā)機(jī)構(gòu)、大學(xué)與企業(yè)合作,迅速研發(fā)生產(chǎn)有我國(guó)知識(shí)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(shí)現(xiàn)為客戶單個(gè)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(chǎng)也將出現(xiàn)混亂。
(11) 初步測(cè)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(zhǎng),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(guó)瓷磚行業(yè)發(fā)展前景是樂觀的。
參考文獻(xiàn)
[1] 黃惠寧, 柯善軍, 孟慶娟,等. 噴墨打印用陶瓷墨水的研究現(xiàn)狀
及其發(fā)展趨勢(shì)Ⅰ[J]. 中國(guó)陶瓷, 2012, 48(1): 1-4
[2] 黃惠寧, 柯善軍, 孟慶娟,等. 噴墨打印用陶瓷墨水的研究現(xiàn)狀
及其發(fā)展趨勢(shì)Ⅱ[J]. 中國(guó)陶瓷, 2012, 48(2): 4-7.
[3] Kerajet陶瓷噴墨打印機(jī)設(shè)備產(chǎn)品介紹手冊(cè).
[4] King Tau陶瓷噴印機(jī)產(chǎn)品介紹手冊(cè).
[5] SITI陶瓷噴墨打印機(jī)產(chǎn)品介紹手冊(cè).
[6] Hope陶瓷噴印機(jī)產(chǎn)品介紹手冊(cè).
[7] Flora陶瓷數(shù)字噴印機(jī)產(chǎn)品介紹手冊(cè).
[8] 正工科技專業(yè)陶瓷數(shù)碼印刷設(shè)備產(chǎn)品介紹手冊(cè).
一、噴頭技術(shù)的發(fā)展
噴墨技術(shù)的發(fā)展首先得益于噴頭技術(shù)的改進(jìn)和創(chuàng)新。dmpa2016上展出的噴頭創(chuàng)新技術(shù)主要有以下幾種。
1.柯達(dá)UltruStream噴頭
柯達(dá)噴頭采用連續(xù)噴墨技術(shù),噴頭采用微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)和互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)技術(shù),每個(gè)噴頭有2560個(gè)噴嘴,每個(gè)噴嘴直徑約9齡,噴麵度達(dá)600dpio特點(diǎn)是:改變控制墨滴走向的原理,提高了墨滴運(yùn)動(dòng)軌跡精度;噴頭工作頻率提高,達(dá)到40萬赫茲/秒;墨滴更小更均勻;使用壽命長(zhǎng),可達(dá)2000小時(shí),達(dá)到使用壽命的噴頭還可以在專業(yè)工廠進(jìn)行修復(fù)翻新,繼續(xù)使用;印刷的最髙射^為1200dpix1200dpi;麵柯達(dá)的微介質(zhì)研磨專利紙其^^膠印色獅比要大35%〇2.惠普高清晰HDNA噴頭采用熱泡式按需噴墨技術(shù),噴嘴密度增加;噴嘴尺寸分為低墨量噴嘴和高墨量噴嘴,噴印墨滴像素點(diǎn)陣為6個(gè)灰度級(jí),提高了色彩的控制能力;新噴頭有兩個(gè)墨倉(每個(gè)墨倉供應(yīng)10560個(gè)噴嘴),即每個(gè)噴頭可以噴印兩種顏色,并保留了一定的備用噴嘴;提高了噴墨速度,比原有噴頭可以提高印刷速度25%。
3.富士膠片SAMBA噴頭
采用壓電式按需噴墨技術(shù),采用硅微電子機(jī)械系統(tǒng)(Si-MEMS),擁有2048個(gè)噴嘴,打印分辨率為1200dpi,噴頭的工作頻率為10萬赫茲/秒。采用VersaDrop可變墨滴多級(jí)灰度技術(shù),可同時(shí)產(chǎn)生不同定量墨滴以及多級(jí)灰度;采用Redijet墨水內(nèi)循環(huán)技術(shù),通過保持噴嘴墨腔內(nèi)墨水的持續(xù)循環(huán)流動(dòng),防止墨水的沉淀。特別適合使用那些高濃度、易沉淀以及快干墨水的噴墨印刷。drnpa2016展會(huì)上,富士膠片的JPress720S、海德堡的Primefire106、蘭達(dá)納米印刷機(jī)系列(如LandSlO等)采用富士膠片SAMBA噴頭。
二、噴墨數(shù)字印刷機(jī)的發(fā)展
1.單張噴墨數(shù)字印刷機(jī)
在druPa2016展會(huì)上,噴墨數(shù)字印刷機(jī)在印刷幅面、速度、質(zhì)量等方面都有大幅提高,特別是Bl、B2幅面的單張數(shù)字印刷機(jī)備受青睞。但是大部分B1幅面的數(shù)字機(jī)還處在試驗(yàn)階段,真正成熟,達(dá)到商業(yè)應(yīng)用尚需時(shí)日?;萜展菊钩隽巳碌腂1幅面的靜電成像數(shù)字印刷機(jī)HPIndigo50000單張數(shù)字印刷機(jī)和全新的B2幅面的靜電成像數(shù)字印刷機(jī)HPIndig〇12000單張數(shù)字印刷機(jī),以及升級(jí)版的B2幅面的靜電成像數(shù)字印刷機(jī)HPIndig〇30000單張數(shù)字印刷機(jī)。其余產(chǎn)品都是卷筒數(shù)字印刷機(jī)。JetPress720S是富士膠片JetPress720的改進(jìn)型產(chǎn)品。采用富士最新的SAMBA噴頭。該機(jī)的給紙、傳紙系統(tǒng)、收紙裝置采用傳統(tǒng)單張膠印機(jī)技術(shù)并配備有溫度控制系統(tǒng),為實(shí)現(xiàn)高精度的印刷套準(zhǔn)提供了保障。在線涂布裝置采用高寶公司的網(wǎng)紋輥涂布技術(shù),專用涂布液(RCP)在印刷紙張表面形成一層薄膜后,JetPress720S可以在幾乎所有的膠印紙張上完成高品質(zhì)的圖像印刷。采用水基墨水印刷,其印刷品對(duì)印后折頁、覆膜、燙印加工具有良好的適應(yīng)性??履峥滥苓_(dá)AccurioKM-1采用自己開發(fā)生產(chǎn)的KM1800i噴頭,使用UV墨水,承印物不需要進(jìn)行印前預(yù)處理,擴(kuò)大了承印物范圍。最高印刷速度3000張/小時(shí);印刷分辨率為1200dPix1200dpi;承印物最大幅面750mmx585mm,承印物厚度為0.06 ̄0.6毫米??履峥滥苓_(dá)AccurioKM-C概念機(jī),采用本公司生產(chǎn)的壓電式噴頭;UV墨水;最大印刷紙張750x1060mm;紙張最大厚度0.3 ̄1.2mm;最高印刷速度2200張/小時(shí);印刷分辨率1200dpix1200dpi。海德堡在drupa2016展會(huì)上,以“Fire”為標(biāo)準(zhǔn)化系列名稱,推出完整的噴墨數(shù)字印刷機(jī)系列產(chǎn)品。海德堡Primefire106,集成了海德堡膠印技術(shù)和富士膠片的最新噴頭技術(shù),配備一個(gè)高質(zhì)量的噴墨干燥單元和一個(gè)全幅面的涂布裝置。印刷網(wǎng)點(diǎn)可達(dá)1200dpi。使用水基墨水,環(huán)保性能好。采用海德堡多種膠印機(jī)的核心技術(shù),如非接觸式導(dǎo)紙;給紙機(jī)和收紙裝置等等。通過海德堡印能捷數(shù)字印前系統(tǒng),整合了海德堡全部膠印機(jī)和數(shù)字印刷機(jī)的印刷工作流程,使兩者印刷品可以無縫銜接。在drupa2016上,小森公司展出ImpremiaIS29和InjpremiaNS40兩款單張噴墨數(shù)字印刷機(jī)。ImpremiaIS29噴墨數(shù)字印刷機(jī)是小森與柯尼卡美能達(dá)的合作產(chǎn)品。最大印刷紙張為585mmx750mm;紙張厚度為0.06 ̄0.6mm;單面印刷最高速度3000張/小時(shí),雙面印刷1500張/小時(shí)。印刷分辨率1200dpi;采用UV墨水和LED-UV干燥系統(tǒng),墨滴在紙張上迅速干燥,普通紙張無需任何處理即可印刷,印后能可立即進(jìn)行印后加工。ImpremiaNS40納米印刷機(jī)是小森公司和蘭達(dá)公司合作的B1幅面的產(chǎn)品。印刷速度6500張/小時(shí);最大紙張尺寸750mmx1050mm;紙張厚度0.06 ̄0.80mm;采用水性納米墨水,墨層薄,無需預(yù)凃紙,對(duì)紙張無特殊要求,四色印刷色域廣,可以選配7色(CMYK0GB)印刷,印刷質(zhì)量接近膠印水平。2017年中或年底可以正式推向市場(chǎng)。高寶公司單張噴墨數(shù)字印刷機(jī)是VariJET106,該機(jī)主要針對(duì)包裝市場(chǎng)而開發(fā),不久后將進(jìn)入市場(chǎng)。該機(jī)采用UV墨水;最大印刷紙張750mmx1060mm;印刷分辨率有二種,分別為600dpix360dpi、600dpix600dpi、600dpix1200dpi;最髙印刷速度4500張/小時(shí)。
2.卷筒噴墨數(shù)字印刷機(jī)
惠普卷筒噴墨印刷機(jī)采用熱泡噴墨印刷技術(shù)。T490HD彩色雙面印刷機(jī)和T490MHD單色雙面印刷機(jī),最高速度1000英尺/分鐘,高質(zhì)量模式下印刷速度500英尺/分鐘;每英寸有2400個(gè)噴嘴;圖像過度平滑,具有膠印的質(zhì)量水平;可印刷涂布和非涂布膠印紙張;可以選配擴(kuò)展的數(shù)字前端和干燥及印后裝置。T240HD彩色數(shù)字印刷機(jī):卷筒紙幅寬22吋,最高速度500英尺/分鐘,高質(zhì)量模式下印刷速度250英尺/分鐘;噴頭每英寸有2400個(gè)噴嘴;圖像過度平滑,具有膠印的質(zhì)量水平;可印刷涂布和非涂布膠印紙張;可以選配擴(kuò)展的數(shù)字前端和干燥及以印后裝置。T1100S數(shù)字印刷機(jī)是一款應(yīng)用于瓦楞紙預(yù)印的超寬幅彩色噴墨印刷機(jī)。其承印卷筒紙張的最寬幅寬達(dá)2.8米,印刷速度為183米/分鐘。理光公司展出RICOHProVC60000卷筒噴墨印刷機(jī)。采用新一代按需噴墨頭和高密度顔料墨水,印刷分辨率可達(dá)1200dpix1200dpi,噴墨墨滴可變,印刷質(zhì)量更髙;在線涂布使印刷介質(zhì)更廣泛。采用先進(jìn)的、開放的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字前端(DFE),并配備有先進(jìn)的色彩管理軟件,配備有印后在線裁切、成品堆疊輸出等??逻_(dá)高速卷筒噴墨印刷機(jī)主要包括鼎盛1000、鼎盛5000XIi和鼎盛6000C。其中,鼎盛1000為單色噴墨印刷機(jī),而鼎盛5000XLi和鼎盛6000C為4色噴墨印刷機(jī)。均采用本公司生產(chǎn)的連續(xù)噴墨頭,水性墨水。鼎盛1000單色噴墨印刷機(jī),卷筒紙寬度203 ̄648mm,厚度45-175g/m2;最高印刷速度200米/分鐘。鼎盛5000XLi噴墨數(shù)字印刷機(jī),卷筒紙寬度330 ̄648mm,厚度45 ̄300g/m2;最高印刷速度200米/分鐘。鼎盛6000C噴墨數(shù)字印刷機(jī),卷筒紙寬度203 ̄648mm,厚度42 ̄270g/m2;最高印刷速度300米/分鐘。3.蘭達(dá)納米數(shù)字膠印機(jī)druPa2012蘭達(dá)推出了納米數(shù)字印刷技術(shù)的概念機(jī),在業(yè)界引起轟動(dòng)。drupa2016上,大家終于看到了蘭達(dá)納米數(shù)字印刷機(jī)的印刷演示,拿到了印刷樣張。這說明蘭達(dá)納米印刷技術(shù)已經(jīng)趨于成熟。蘭達(dá)納米數(shù)字印刷技術(shù)的基本特征是:采用納米水性油墨;利用噴墨方式在轉(zhuǎn)印橡皮布帶上噴墨成像(制版);圖像油墨在轉(zhuǎn)印橡皮布帶上被加熱干燥(水分蒸發(fā),油墨成粘稠膠狀墨膜);在一定壓力之下,橡皮布帶上圖像轉(zhuǎn)印到承印物上。因此,蘭達(dá)納米數(shù)字印刷技術(shù)的本質(zhì)是噴墨制版與膠印印刷的融合。所以,蘭達(dá)納米數(shù)字印刷機(jī)名副其實(shí)的應(yīng)該稱為蘭達(dá)納米數(shù)字膠印機(jī)。它與將油墨直接噴到承印物上的噴墨印刷技術(shù)是有本質(zhì)區(qū)別的。
三、噴墨數(shù)字印刷技術(shù)的特點(diǎn)和市場(chǎng)定位
1.噴墨印刷的分類
噴墨印刷的分類有多種方式。按成色(型)劑類型可以分為液體成色(型)劑噴墨印刷和固體(色粉)成色(型)劑噴墨印刷兩大類。通常液體成色(型)劑噴墨印刷稱為噴墨印刷,而固體(色粉)成色(型)劑噴墨印刷稱為噴射???L噴射印刷的固體(色粉)成色(型)劑可以直接噴射到承印物上,也可以先融化后再噴射。液體成色(型)劑即液體油墨又分為UV油墨和水性油墨兩大類。按噴墨方式可以分為連續(xù)噴墨和按需噴墨兩類。連續(xù)噴墨又分為二值偏轉(zhuǎn)噴墨、多值偏轉(zhuǎn)噴墨、赫茲偏轉(zhuǎn)噴墨、微粒偏轉(zhuǎn)噴墨等。按需噴墨又分為熱泡按需噴墨、壓電按需噴墨、靜電按需噴墨、相變按需噴墨等。按印刷色彩可分為黑白噴墨印刷和彩色噴墨印刷。按油墨轉(zhuǎn)移方式可分為油墨直接噴到承印物印刷和油墨經(jīng)過橡皮布轉(zhuǎn)印印刷。按油墨的固化方式可分為反應(yīng)固化和非反應(yīng)固化兩大類。
2.噴墨數(shù)字印刷技術(shù)的特點(diǎn)和市場(chǎng)定位
UV噴墨打印具有3點(diǎn)優(yōu)勢(shì),一是環(huán)保,無毒害,可以廣泛用于食品、醫(yī)藥、日化等領(lǐng)域;二是介質(zhì)適應(yīng)性好,能在各種紙、薄膜上成像,滿足標(biāo)簽、包裝印刷領(lǐng)域介質(zhì)適應(yīng)性廣的實(shí)際需要;三是一次固化成型,工序簡(jiǎn)單,無須額外處理。由于UV噴墨打印的優(yōu)勢(shì),推廣UV噴墨打印在包裝印刷領(lǐng)域的應(yīng)用,可實(shí)現(xiàn)包裝印刷產(chǎn)品個(gè)性化、增值化和介質(zhì)多元化。本文主要介紹UV平板噴墨打印技術(shù)在包裝印刷上的應(yīng)用。
UV平板噴墨打印技術(shù)可適用的材料
由于UV墨水可以在沒有涂布材料表面的優(yōu)異附著能力,以及完全靜止的打印方式而產(chǎn)生的高精度和多次重復(fù)的打印能力,UV平板噴墨打印帶來了材料多樣性和工藝多樣性的多種應(yīng)用優(yōu)勢(shì),表1列出了UV平板噴墨打印常見打印材料清單。
源于對(duì)打印材料廣泛的適用性,UV平板噴墨打印技術(shù)適合在最終印刷實(shí)際材料上直接打印,避免了先印刷后裱紙的繁瑣工藝,也可用于多種生產(chǎn)材料上的合同打樣或小批量、個(gè)性化生產(chǎn)。例如可在手機(jī)外殼、筆記本外殼直接打印裝飾圖案,實(shí)現(xiàn)個(gè)性化印刷;可面向超市、賣場(chǎng)、展會(huì)等展示行業(yè),在不同材質(zhì)上直接打印和加工展板;可建筑玻璃、瓷磚、大理石等裝飾和裝潢材料的直接打印圖案等。
UV平板噴墨打印技術(shù)在包裝印刷領(lǐng)域的應(yīng)用
1.為絲網(wǎng)印刷打樣或在短版印刷上替代絲網(wǎng)印刷
在傳統(tǒng)印刷中,絲網(wǎng)印刷由于其材料選擇范圍廣,可以實(shí)現(xiàn)在膠片、特種紙、玻璃、金屬等多種柔性、剛性介質(zhì)上的印刷。但與UV噴墨打印比較,傳統(tǒng)絲網(wǎng)工藝工序復(fù)雜,初始化成本高,此外還存在幾點(diǎn)技術(shù)弊端:網(wǎng)點(diǎn)變形較嚴(yán)重,不適合漸變色印刷;套印精度差,圖像不宜太精細(xì);以專色實(shí)地為主,對(duì)色數(shù)有限制。
UV噴墨打印工藝,適用介質(zhì)廣泛,具有替代絲網(wǎng)印刷打印能力,且相對(duì)于傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷,有以下優(yōu)勢(shì):工序簡(jiǎn)單,生產(chǎn)周期短;沒有初始成本,適用于小批量甚至單張印刷;套印準(zhǔn)確,可實(shí)現(xiàn)圖像過渡,版面生動(dòng);沒有專色限制。
2.實(shí)現(xiàn)包裝產(chǎn)品快速打樣和小批量生產(chǎn)
目前國(guó)內(nèi)客戶對(duì)于包裝和展示用品的打樣,從成本角度講一般采取先打印在不干膠或者涂布紙上,再貼裱在最終結(jié)構(gòu)材料上形成展示樣。有些客戶對(duì)于樣品要求嚴(yán)格,在進(jìn)行盒型打樣后,還需要通過外發(fā)印刷的方式,進(jìn)行印刷打樣,中間審核交接環(huán)節(jié)多,結(jié)案效率低、成本高,如表2所示。
UV平板噴墨打印能力,可為包裝設(shè)計(jì)提供一站式解決方案,不再通過外發(fā)印刷的方式,無論是在效率上還是成本上都有大幅度提升空間。集成數(shù)字切割機(jī),在包裝材料上使用UV平板噴墨打印機(jī)打印后,可以直接采用數(shù)字切割的方式獲得最終包裝和展示產(chǎn)品。包裝創(chuàng)意的項(xiàng)目需要長(zhǎng)時(shí)間外發(fā)等待的加工局面得以改變,可在一天內(nèi)快速實(shí)現(xiàn)打樣,可進(jìn)行多次修改,最終快速結(jié)案。有些UV平板噴墨打印機(jī)帶有白墨和上光墨水(如佳能奧西460GT),可實(shí)現(xiàn)白墨和局部上光工藝,實(shí)現(xiàn)一體化打印。
總的來說,相對(duì)于傳統(tǒng)包裝打樣方式,UV平板噴墨打印加數(shù)字切割的打樣方式有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì):
①可以實(shí)現(xiàn)透明材料和帶有紋理的材料上直接打??;
②不依賴員工裱紙技能,不會(huì)產(chǎn)生廢品;
③不需要冷裱機(jī);
④生產(chǎn)效率更高。
UV平板噴墨打印對(duì)于常規(guī)卡紙的色彩打樣已完全能符合標(biāo)準(zhǔn)要求,但對(duì)于某些印刷材料和印刷方式,如鐳射紙和銀卡紙、透視PET、牛皮卡紙等,關(guān)于紙張?zhí)卣骱蜕时憩F(xiàn)還沒有標(biāo)準(zhǔn),如何使色彩表現(xiàn)穩(wěn)定有待進(jìn)一步研究解決。
走近柔性印刷電子噴墨技術(shù)
柔性印刷電子噴墨技術(shù)是一種將導(dǎo)電線路打印在酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂等基材上的技術(shù),也被稱為全印制電子技術(shù)。這種技術(shù)適合制作柔性異形線路板、普通線路板、光伏電玻璃、PCB、LCD等。
“柔性”在這里有雙解,一是指柔性介質(zhì);二是指與傳統(tǒng)的PCB相比,不需要大批量生產(chǎn),可以利用噴墨技術(shù)特點(diǎn)按需進(jìn)行小批量生產(chǎn)。與常規(guī)印刷導(dǎo)電線路的工藝相比,利用柔性印刷電子噴墨技術(shù)制備導(dǎo)電線路的工藝方法具有制造速度快、環(huán)境友好、工藝簡(jiǎn)單、成本低以及功能多樣化等優(yōu)點(diǎn)。柔性印刷電子噴墨技術(shù)不僅可以使用導(dǎo)電墨水(如納米銀)制備線路板,亦可以利用特殊的半導(dǎo)體、碳、硅等各種介質(zhì)制備電阻、電容、電感、電池、晶體管乃至于集成電路,而這一切都可以通過打印的方式在一定的介質(zhì)上完成,大大提高了生產(chǎn)效率和降低了生產(chǎn)成本。
柔性印刷電子噴墨設(shè)備的構(gòu)成與工作原理
柔性印刷電子噴墨設(shè)備由機(jī)械系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)和視覺檢測(cè)系統(tǒng)(可選)等構(gòu)成,如圖1所示。具體來說,柔性印刷電子噴墨系統(tǒng)包括1個(gè)或1組噴頭、噴頭控制板卡、數(shù)據(jù)處理運(yùn)動(dòng)控制卡、PC機(jī)、介質(zhì)放置平臺(tái)、墨路系統(tǒng)、噴頭架及噴頭架運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)等裝置,如圖2所示。具體實(shí)現(xiàn)方式為:根據(jù)PC機(jī)中繪制的需要打印的電路圖,噴頭控制板卡控制1個(gè)或1組噴頭噴出特制的墨水,并通過噴頭架的運(yùn)動(dòng),在介質(zhì)上印制精密電路。
1.主控系統(tǒng)
柔性印刷電子噴墨設(shè)備要實(shí)現(xiàn)高速、高分辨率等性能指標(biāo),主控系統(tǒng)是關(guān)鍵。由于噴墨設(shè)備的噴頭較多,數(shù)據(jù)傳送速率較快,傳送量大,因此,主控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)處理設(shè)計(jì)是主控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。圖3的虛線框內(nèi)是主控系統(tǒng),主控系統(tǒng)通過IIC總線與控制模塊相連,由嵌入式處理系統(tǒng)(MPC8548E)、USB接口電路、數(shù)據(jù)緩存、CPLD噴頭與控制電路以及噴頭數(shù)據(jù)總線驅(qū)動(dòng)組成。
當(dāng)計(jì)算機(jī)通過RIP程序啟動(dòng)噴印命令時(shí),該命令首先通過USB接口電路的命令通道,由串口傳送到控制器MPC8548E中,MPC8548E的主控程序?qū)γ钸M(jìn)行分析,通過IIC總線將命令送到各控制模塊,完成對(duì)介質(zhì)厚度的監(jiān)測(cè)、噴頭上下位置的調(diào)整、控制噴頭小車的X和Y方向運(yùn)動(dòng)等。當(dāng)噴墨設(shè)備完成初始設(shè)置后,RIP傳送數(shù)據(jù)到MPC8548E,MPC8548E的主控程序根據(jù)所需打印的長(zhǎng)度,設(shè)置噴頭小車電機(jī)的行走距離及其可噴繪區(qū)域,USB接口電路啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸,接收RIP的圖像點(diǎn)陣數(shù)據(jù),對(duì)數(shù)據(jù)緩存進(jìn)行填充,當(dāng)數(shù)據(jù)緩存填充滿后,USB接口電路發(fā)送指令到MPC8548E,啟動(dòng)CPLD噴頭與控制電路中的噴頭控制狀態(tài)系統(tǒng)和噴頭小車電機(jī),當(dāng)噴頭小車行走穩(wěn)定后,發(fā)出噴墨脈沖及使能信號(hào),噴頭控制狀態(tài)系統(tǒng)從數(shù)據(jù)緩存中讀取數(shù)據(jù),寫入到每個(gè)噴頭中,控制其進(jìn)行噴墨操作。
2.供墨系統(tǒng)
(1)供墨系統(tǒng)分析
供墨系統(tǒng)是噴墨設(shè)備不可或缺的重要組成部分,良好的供墨系統(tǒng)是噴墨設(shè)備實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量與高可靠性的重要保證。噴頭的屬性各異,其需要配合使用特定性能的墨水,并設(shè)置合理的墨流負(fù)壓。同時(shí),墨水作為一種化學(xué)物質(zhì),其特性會(huì)隨著噴墨設(shè)備的環(huán)境及工作狀態(tài)的變化而發(fā)生相應(yīng)改變。這就需要設(shè)計(jì)開發(fā)一種獨(dú)立工作的機(jī)電一體化供墨系統(tǒng),通過對(duì)油墨特性及供墨流的控制,配合噴頭優(yōu)質(zhì)高效地完成打印任務(wù)。
墨水的黏度及表面張力對(duì)打印墨滴成型有很大影響。其中,墨水表面張力受環(huán)境溫度變化影響不大,而墨水黏度卻隨著溫度變化有較大的波動(dòng),對(duì)打印工作有較大影響。因此,對(duì)于供墨系統(tǒng)而言,控制墨水黏度是主要任務(wù)之一。墨水黏度與溫度呈負(fù)對(duì)應(yīng)關(guān)系,特定的溫度范圍決定了墨水的黏度范圍。對(duì)打印工作來說,不同的噴頭對(duì)應(yīng)著不同的最佳墨水黏度,而墨水黏度又與溫度相關(guān)。因此,通過控制墨水溫度,能夠有效地控制墨水黏度。墨水溫度主要受季節(jié)和早晚溫差影響,特別是低溫墨水的高黏度對(duì)噴頭影響較大,易造成堵頭故障,不僅會(huì)造成打印中斷,而且清洗噴頭會(huì)造成大量時(shí)間和墨水的損失。
此外,供墨負(fù)壓不足會(huì)造成漏墨、白線等現(xiàn)象,而過大又會(huì)降低噴射速度甚至噴射不暢,造成墨點(diǎn)不飽滿,打印圖像邊線不完整,圖面殘破等。因此,控制供墨負(fù)壓也是供墨系統(tǒng)的主要任務(wù)之一。供墨負(fù)壓一般采用負(fù)壓泵供給和高差負(fù)壓供給兩種方法。其中,前者通過負(fù)壓泵的控制能夠提供穩(wěn)定準(zhǔn)確的負(fù)壓,但是需要負(fù)壓傳感器、負(fù)壓泵等額外組件,會(huì)增加設(shè)備成本及結(jié)構(gòu)復(fù)雜性。
(2)供墨系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
供墨系統(tǒng)由主墨盒、次級(jí)墨盒、墨泵、過濾器以及檢測(cè)反饋控制系統(tǒng)等組成,如圖4所示。小容量的次級(jí)墨盒儲(chǔ)存少量過濾后的墨水,并用指定壓力為噴頭提供墨流。隨著次級(jí)墨盒里的墨水被消耗,墨泵從主墨盒中抽取墨水,并通過過濾器補(bǔ)充次級(jí)墨盒里的墨水。檢測(cè)反饋控制系統(tǒng)包括次級(jí)墨盒內(nèi)的液壓傳感器與溫度傳感器,主墨盒內(nèi)的液位開關(guān)以及系統(tǒng)控制面板等部件,其通過檢測(cè)反饋控制系統(tǒng)內(nèi)的傳感器,反饋墨水溫度及墨盒內(nèi)液位等信息給系統(tǒng)控制面板。系統(tǒng)控制面板根據(jù)設(shè)定的程序?qū)λ杉臄?shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,產(chǎn)生對(duì)加熱片及墨泵的開關(guān)控制信號(hào),以此控制供墨系統(tǒng)內(nèi)的墨水溫度、調(diào)節(jié)噴頭負(fù)壓以及保證墨盒內(nèi)墨水容量適宜當(dāng)前打印工作需求。
3.噴頭控制與輔助電路
CPLD噴頭與控制電路包括以下模塊:寄存器組,用于存儲(chǔ)控制器發(fā)送過來的命令以及外部I/O數(shù)據(jù)與狀態(tài);譯碼器,完成對(duì)寄存器的地址編碼與片選;數(shù)據(jù)包計(jì)數(shù)器,完成包計(jì)數(shù)與點(diǎn)計(jì)數(shù),當(dāng)噴頭每個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳送到噴頭后,包計(jì)數(shù)歸零,同時(shí)發(fā)送請(qǐng)求中斷;噴頭控制狀態(tài)系統(tǒng),完成噴頭數(shù)據(jù)的傳送,控制噴頭噴墨;I/O端口,完成一些繼電器的控制、狀態(tài)檢測(cè)等。
噴頭的每個(gè)噴嘴的腔室都被相互獨(dú)立的壓電陶瓷包裹,通過圖文數(shù)據(jù)激勵(lì)觸發(fā)脈沖電壓來控制噴頭是否噴墨,通過施加在壓電陶瓷上的脈沖電壓控制噴頭噴墨的量。在噴墨打印控制軟件界面上,可通過“圖片路徑”選擇需要打印的圖像,“噴頭/噴孔選擇”選擇需要打開的噴嘴,“波形設(shè)置”設(shè)置噴頭的打印波形。計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)口通信把選擇的數(shù)據(jù)發(fā)送到CPLD噴頭與控制電路中,然后被轉(zhuǎn)換成電平信號(hào)發(fā)送到脈沖電源中,在需要打印時(shí),觸發(fā)脈沖波形,噴嘴實(shí)現(xiàn)噴墨;在不需要打印時(shí),不觸發(fā)脈沖波形,噴嘴不噴墨。
4.介質(zhì)烘干技術(shù)
作為介質(zhì)放置和輸送平臺(tái),介質(zhì)放置平臺(tái)應(yīng)適合平板介質(zhì)和柔性介質(zhì)。為了使墨水充分干燥,保證其有效的導(dǎo)電率等關(guān)鍵指標(biāo),通常采用對(duì)介質(zhì)底部基材進(jìn)行加熱的技術(shù)與方法,加熱溫度控制在100~160℃。為了保證基材恒溫加熱,應(yīng)采用溫控系統(tǒng),以保證溫度合適。
柔性印刷電子噴墨技術(shù)使用的墨水
柔性印刷電子噴墨技術(shù)使用的是一種具有導(dǎo)電特性的特種墨水,其通常由導(dǎo)電銀等構(gòu)成。對(duì)于噴墨系統(tǒng)來說,當(dāng)選定噴頭之后,墨水為適應(yīng)噴頭,通常需要考慮導(dǎo)電率、黏度、最大顆粒、張力、穩(wěn)定性和pH值等參數(shù)。表1為不同與噴頭相對(duì)應(yīng)的墨水特性。由此可見,墨水指標(biāo)必須與噴頭性能相適應(yīng),才能使整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行良好。
對(duì)于柔性印刷電子噴墨技術(shù)而言,納米導(dǎo)電銀墨水是最基本的墨水。如果能夠配合研制出合適的硅、鍺、硒、砷化鎵等半導(dǎo)體組成的墨水,就可以在任意介質(zhì)上打印出電阻、電容、電感、半導(dǎo)體元器件、集成電路元器件。相信隨著材料科學(xué)的發(fā)展,這一天會(huì)離我們?cè)絹碓浇?/p>
打印精度控制
柔性印刷電子噴墨技術(shù)的應(yīng)用對(duì)象往往是一些異形柔性小型電路,因此對(duì)打印精度要求較高,一般的噴墨打印機(jī)不能保證其打印精度要求。要達(dá)到這個(gè)要求,通??梢圆扇∫韵路椒ā?/p>
1.選擇高精度噴頭
在選擇噴頭時(shí),首先要考慮其墨道寬窄,以適合導(dǎo)電銀膠墨水、半導(dǎo)體類墨水等;其次,要根據(jù)打印介質(zhì)、精度的要求,選擇適合的噴頭,以保證墨滴大小合適。
2.選擇合適的精細(xì)的墨水
墨水是由一些顆粒和液體組成的,顆粒的直徑和均勻性非常重要,其基本制作工藝為粉碎、研磨、攪拌等。墨水的研制與低成本的產(chǎn)業(yè)化始終是一個(gè)不可回避的問題。
3.保證X方向的運(yùn)動(dòng)精度
采用金屬光柵尺、直線電機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的塑料光柵尺和直線導(dǎo)軌,將會(huì)大大提到X方向的運(yùn)動(dòng)精度,使之由50~150μm提高到1~5μm。
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(shí)改變輸出信息等顯著優(yōu)勢(shì),是當(dāng)前應(yīng)用廣泛、靈活方便、經(jīng)濟(jì)實(shí)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(gè)快速發(fā)展的階段。噴墨技術(shù)在美國(guó)、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(duì)設(shè)備的性能、環(huán)保性要求都較高,市場(chǎng)增長(zhǎng)也較為穩(wěn)定。而在一些發(fā)展中國(guó)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(guó)家的客戶則更關(guān)注設(shè)備的性價(jià)比。
1.地域方面
國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,國(guó)內(nèi)城鎮(zhèn)化的實(shí)施和房地產(chǎn)市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大,國(guó)內(nèi)廣告噴墨印刷市場(chǎng)從省市級(jí)城市向縣級(jí)和重點(diǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)擴(kuò)展,從分散的點(diǎn)向連接的線和面轉(zhuǎn)化(如圖1),國(guó)際市場(chǎng)上從發(fā)達(dá)國(guó)家向發(fā)展中國(guó)家和欠發(fā)達(dá)國(guó)家擴(kuò)展。
2.寬度方面
由于國(guó)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(shí)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(guó)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(jī)。
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(shí)采用拼接的方法,存在的缺點(diǎn)是有接縫,拼接處畫面有錯(cuò)位,近距離觀看和背后打燈光時(shí)很不美觀。因此,對(duì)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(duì)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(shí),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(gè)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(duì)于懸掛在戶外的畫面,當(dāng)有較大的風(fēng)力時(shí),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(cái)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(cái)產(chǎn)和人身的安全。噴印網(wǎng)格介質(zhì)時(shí),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?cè)诰W(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(fèi)。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(chǎng)需求較大。
④平卷兩用。多數(shù)平臺(tái)式噴墨印刷機(jī)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(jī)多用、一專多能。
⑤數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,噴墨印刷技術(shù)的數(shù)字化、自動(dòng)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(guó)陶瓷噴墨印刷井噴式發(fā)展的一年。據(jù)《陶城報(bào)》報(bào)道,2012年初,我國(guó)陶瓷行業(yè)在線生產(chǎn)的陶瓷噴墨印刷機(jī)約140臺(tái),到2012年底包括在安裝的已經(jīng)有差不多800臺(tái),正在使用的約600臺(tái),2012年同比增長(zhǎng)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(chǎng)規(guī)模。
5.創(chuàng)新方面
國(guó)內(nèi)外都有要一些公司利用噴墨技術(shù)實(shí)現(xiàn)了3D噴印成型,不久這項(xiàng)技術(shù)將會(huì)更加成熟。
國(guó)內(nèi)噴墨印刷市場(chǎng)與國(guó)外的差距正在縮短
經(jīng)過幾十年的技術(shù)積累,中國(guó)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(guó)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(guó)家會(huì)加大政策支持和資金支持力度,必然會(huì)加快我國(guó)噴墨印刷技術(shù)向前發(fā)展的步伐。
我國(guó)噴墨印刷設(shè)備將趨向環(huán)保化、節(jié)能化、集成化、自動(dòng)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(guó)際化。集團(tuán)化、現(xiàn)代化,噴墨印刷工藝將實(shí)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(shí)現(xiàn)個(gè)性化、自助化、時(shí)尚化,噴墨印刷技術(shù)的核心關(guān)鍵部件將實(shí)現(xiàn)國(guó)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(gè)工業(yè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域,噴墨印刷技術(shù)將促進(jìn)多個(gè)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(jí)換代。
我國(guó)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(guó)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(guó)民經(jīng)濟(jì)不可或缺的重要組成部分。圖4為國(guó)內(nèi)某公司為國(guó)外某公司研制的具有世界先進(jìn)水平的皮帶型噴繪機(jī)。
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(huì)的主題是“噴墨德魯巴”,2012年的德魯巴展會(huì)也被認(rèn)為是“一場(chǎng)噴墨印刷的盛會(huì)”。相信下一屆德魯巴展會(huì)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(diǎn),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(huì)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(guó)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(diǎn),其綜合成本也會(huì)越來越低,不久將會(huì)被越來越多的有識(shí)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(huì)有一定的應(yīng)用,近幾年與其他印刷方式并存,不會(huì)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(gè)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(duì)噴墨印刷技術(shù)的認(rèn)知和接受程度,包括對(duì)技術(shù)先進(jìn)性的認(rèn)知和對(duì)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(guó)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(duì)噴墨印刷的認(rèn)識(shí)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(shì)和未來發(fā)展前景
1.噴墨印刷的發(fā)展趨勢(shì)
隨著技術(shù)的進(jìn)步,噴墨打印頭會(huì)更加精細(xì),但更精細(xì)的噴頭應(yīng)用于些特別的場(chǎng)合,在大多數(shù)場(chǎng)合并不是越細(xì)越好。墨水的通用性和可替換性是個(gè)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(huì)越來越多地應(yīng)用于多個(gè)行業(yè),除了上述陶瓷、紡織、標(biāo)簽行業(yè)外,還會(huì)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(gè)性化、小批量的印刷領(lǐng)域,將會(huì)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(gè)朝陽產(chǎn)業(yè),無論國(guó)內(nèi)還是國(guó)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(chǎng)需求不斷增長(zhǎng)
噴墨印刷技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大將會(huì)助推下游數(shù)字噴墨印刷的需求。據(jù)派諾國(guó)際集團(tuán)(Pira International)統(tǒng)計(jì),2010年全球印刷品的整體市場(chǎng)增長(zhǎng)3%~4%。到2015年,數(shù)字印刷將從現(xiàn)在占總印刷市場(chǎng)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(guó)數(shù)字噴墨印刷市場(chǎng)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(chǎng)潛力巨大。圖5為全球噴墨印刷市場(chǎng)預(yù)測(cè)。
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(dòng),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(chǎng)。
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(duì)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(shí)的增長(zhǎng),環(huán)保印刷成為全球特別是北美和西歐一些市場(chǎng)較為成熟的地區(qū)的主流趨勢(shì)。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(jì)將傾向于低能耗、簡(jiǎn)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(guó)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(jī)化合物)法律,其中對(duì)印刷過程和墨水產(chǎn)品的揮發(fā)性有機(jī)溶劑的排放作出限制性規(guī)定。我國(guó)在建設(shè)“資源節(jié)約型社會(huì)”和“環(huán)境友好型社會(huì)”的核心戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)下,也對(duì)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(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵
我國(guó)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(jìng)爭(zhēng)明顯。噴墨印刷設(shè)備的應(yīng)用不僅多元化、批量化、散點(diǎn)化,客戶對(duì)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(gòu)置相應(yīng)的噴墨印刷設(shè)備的成本投入都相對(duì)較大,客戶在選擇設(shè)備時(shí)會(huì)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(shí)間長(zhǎng),相對(duì)于產(chǎn)品價(jià)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(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn),從而為下游客戶創(chuàng)造更大的價(jià)值。
⑤行業(yè)集中度將不斷提高