特别报道 | 喷墨集成商在喷头、油墨与系统方面的最新进展
 

尽管喷墨技术经常被拿来与胶印、柔印和碳粉技术进行比较，但它与其他技术不同，喷墨技术并非试图取代这些技术。喷墨可以到达其他印刷技术无法做到的，可以将印刷带入生产线的核心，将可变数据和个性化传递到其他静态印刷作业中，可以在各种难以装饰的基材上印刷。

这要归功于喷墨的工作方式。喷墨有四个关键组件：喷头本身，可以是压电式、热喷头或连续式；供墨系统；触发喷头中喷嘴动作的电子设备和控制电子设备的软件。每个组件都可以针对特定工作进行调整和优化，这就是集成商的任务。这些公司有大有小，相当于赛车工程师，代替发动机、制动器和转向系统，喷墨集成商将单独的组件组合成一个系统，该系统针对特定任务进行了优化，通常作为生产线的一部分。和汽车工程师一样，有些可以是庞大的业务，有些可以是两人团队。所有人都非常有创造力，并在他们所做的事情上非常熟练。

这也可以有很大的不同，从添加批次代码和按日期使用到在灌装线上进行包装，再到印刷瓷砖，再到生产壁纸，再到为汽车行业印刷挡风玻璃，这个市场的潜力同样是巨大的。现在，喷墨技术已经触及到了卫生产品，包括婴儿尿布，提高了根据孩子的名字选择个性化尿布的愿景，但更有可能向新手父母提示尿布的两面，究竟哪个是前面，哪个是后面。喷墨确实可以触及其他印刷技术无法企及的领域。

第一步是了解使用哪种喷墨技术，以及哪些公司提供喷头。柯达是唯一的连续进纸喷头生产商，如Prosper和Ultrastream喷头，其他一些主要应用在打标领域。柯达在喷墨集成方面也有着悠久的传统，可以追溯到喷的早期。该技术成为Scitex Versamark，被许多印刷商用于在直邮产品上应用某种个性化，因为它是在卷筒纸印刷机上印刷的。一些印刷版的Versamark装置仍在运行，但对Versamark的技术支持已经逐渐不存在。这些用户需要完全转换为Prosper或不同的技术。

多个Prosper喷头安装在48pp的Timson图书印刷商处，以创建数字图书生产线，但这并没有实现这家英国印刷机制造商所希望的立竿见影的成功，该项目以失败告终。然而Prosper喷头已被集成到报纸印刷机中，并且在利兹的Lettershop集团中尤为重要，该集团是第一个将4个Prospe 喷头组合起来印刷可变彩色图像的公司。

最近，柯达与GDM签署了一项合作协议，这将导致喷头与生产尿布和其他个人卫生产品的生产线集成。“在直邮和交易印刷应用中有1,500个Prosper喷头，”柯达Eamer解决方案经理雷纳·库塞尔说, “其他用于出版印刷品、折叠纸盒和无菌饮料纸盒。我们可以与用于瓦楞纸的糊盒机或用于无纺材料的柔印机集成。”这催生了与Uteco共同开发的 Sapphire 数字软包装印刷机。

集成可以为电子商务应用印刷QR码，可能直接将信息跟踪到纸盒以替换印刷的标签，从而减少流程步骤，并减少出错的机会，同时还提高了信息的准确性，因为可以合并最新数据。与GDM的合作将使Prosper的喷头能够印刷表情符号、指示舒适度的LOGO和QR码，这些代码会在手机扫描时触发有关如何使用产品的视频。这个项目的重点是双重的，首先，喷墨装置必须以GDM设备的生产速度运行，其次，所使用的油墨必须适合皮肤接触。柯达在这两个部分都做的非常不错。

其他项目最终将使用更高分辨率的Ultrastream喷头。宣布这一消息时，与强化地板制造商等进行了讨论。喷墨比凹印更容易产生不同木材的不同纹理效果，它开辟了印刷促销地板的可能性。迄今为止，尽管地板开始转向喷墨印刷，但这些尚未导致产品发布。

壁纸也是如此。“装饰市场不需要最高质量，但确实需要宽度，”柯达项目管理和OEM合作伙伴关系总监詹妮弗·彭宁顿说。这是另一个吸引喷墨的市场。它一方面可以制作大规模的图形，另一方面可以解决墙纸所面临的一些挑战。该行业一直受到高浪费水平和批次间一致性的困扰，因为油墨是手工混合的。另一方面，喷墨无法以墙面覆盖物所需的密度进行印刷。

在尝试使用卷对卷印刷的喷墨印刷后，由于其油墨的安全性，HP Latex成为最受欢迎的选择，壁纸生产商正在考虑在其主流生产中使用喷墨印刷。这是一个长期以来一直吸引着英国领先喷墨集成商之一IIJ的创始人约翰·科拉尔的领域。与高性能汽车工程师一样，英国似乎生产的喷墨集成业务超过了其公平份额。IIJ于2008年围绕柯尼卡美能达的喷头技术而成立，日本的企业文化不适合整合所需的适应性。“我们过去称其为改造，”科拉尔说， “客户是拥有一条生产线的人，他想在其中添加喷墨印刷。”

随着时间的推移，IIJ开发了一种可以安装在独立标签和软包装生产线上的装置，该公司一直在向OEM销售，而不仅仅是向最终用户销售。这使IIJ受益，因为成本可以分摊到多个单位，并且它只有一个客户需要处理，其次它使OEM受益，他们可以从成熟的喷墨技术中受益，而不会产生本土解决方案所需的成本和时间。多米诺公司还通过出现在越来越多的标签印刷机上的模块完善了这种方法。

约翰·科拉尔引用中国和美国的话说，IIJ仍然为世界各地的客户处理大量一次性作业。然而，其最大的整合项目目前处于停滞状态。IIJ是俄罗斯跟踪和追溯乳制品来源项目的一部分。每个乳制品都带有一个代码，以向消费者保证，这将使俄罗斯政府能够识别该国货物的流动情况。它以300m/min的速度运行，包括用于扫描喷墨印刷条码的摄像头和用于链接到政府数据库的软件。

护照、身份证和税票有大量的安全印刷，然后是装饰。YouTube上的一段视频展示了代表世界上最大的家具零售商为不同木材印刷带有纹理的椅子腿的设备。机器人将腿移动到位，并在印刷后将它们移到架子上，然后涂上几微米厚的光油，产生触觉效果。“这是一项重大的整合工作，”科拉尔说。

他期待墙纸印刷商也将喷墨集成到现有的生产线中，利用卷擦处理系统、压纹和击凸、丝网和柔版印刷，并在一条生产线上启用更多的生产方法。“这就是我们在6年前开始该项目时认为的解决方案，现在看来，生产商希望废弃现有的生产线，转而采用纯数字化。我们认为一次性集成现在是关于提供完整的独立生产线。”

IIJ有这台机器，但柯达和理光也有，还有科尼希&鲍尔也有，后者正与爱克发合作为其Rotajet印刷机提供油墨，主要用于地板覆膜。爱克发在另一个IIJ项目中突然出现，它已经替换了Dotrix印刷机上的印刷单元。这是另一款在推出时就技术超前的机器，因此当时只有有限的市场，即可能为个别咖啡馆打上商标的方糖包装纸。IIJ模块与现有的基材传输相结合，使机器达到现代标准，包括必要的吞吐量。

由于这是一个锁定项目，因此对机器的访问权限是受限的。一名工程师被派去进行测量，当工程师带着新的喷头模块到达时，客户惊讶并高兴地发现它完全适合空间。约翰·科拉尔说，它现在已全面投入生产。

IIJ的经验与他们周围的负责人和工程有关。作为许多项目的负责人，它需要知道向谁寻求专业要求，例如油墨。约翰·科拉尔引用的另一个项目只需要这种专业知识。葡萄牙的一位客户希望投资喷墨技术来生产 T 恤转印。油墨的应用没有问题。然而，在可洗性、拉伸和开裂方面的要求无法完全满足。

这是一个选择供应商和测试他们的配方的问题，直到预处理、喷头、油墨和织物的理想组合能够使颜色经得起洗涤并且不易破裂。一旦找到可行的解决方案，下一步就是与油墨制造商协商所需的数量以及是否可行。“你必须对油墨制造商诚实。任何交易都必须为他们服务，这种液体可能同样是用于RFID或NFC应用的粘合剂以及用于印刷的装饰油墨。您必须了解喷墨、油墨和工程技术，才能了解您需要做什么才能适应应用，”约翰·科拉尔说。

一些大公司在他们自己的产品组合下有这样的技术。例如，富士胶片和理光一样拥有强大的油墨创新与制造能力，尽管通过与合作伙伴的密切关系。它通过直接与最终应用合作，为壁纸、木质装饰，以及包装和标签开发了交钥匙解决方案。工业印刷解决方案总监格雷厄姆·肯尼迪说：“这需要大量的工艺开发知识，以了解喷头、油墨、基材和表面处理之间的关系和性能。我们与所有主要油墨供应商密切合作，确保新油墨组针对我们的喷头系列的性能进行优化。我们的油墨合作伙伴计划专门为此而开发，并让客户相信油墨/喷头组合可以很好地协同工作。拥有这种现成优化的合作伙伴关系可以节省数月的试错测试和再定制过程，并为新的开发项目提供快速启动的机会。”

该公司的压电喷头尤其是大幅面OEM的热门选择，其中包括富士胶片，它可能已经为新的Acuity印刷机选择了自己的喷头。然而，不同的喷头在液滴大小、流体粘度和吞吐量方面具有不同的特性。理光设计的喷头易于与开放波形架构集成，允许集成团队调整液滴大小、时间和形状，以适应应用和流体，达到优化性能的目的。例如，一个供应商的喷头不能轻易地替换另一个供应商的喷头。

理光也不知道与它合作的公司类型，无论是它自己的大幅面产品开发原始设备制造商还是专业项目的外部集成商。“很少有OEM需要工程支持来开发多通道的扫描系统，但是当应用转向单通道技术时，就需要更宽的喷头组、流体压力控制和更精确的高速液滴放置，那么专业知识可能是一种优势，”肯尼迪说。

“理光与许多集成商合作，我们可以介绍这些集成商，或引入这些集成商与我们的客户一起工作。随着喷墨技术越来越多地转向制造业，无论是汽车、航空、太阳能还是能源，工业界都倾向于在研究机构层面参与，因此我们在这些领域建立牢固的关系以教育和帮助理解我们的技术同样重要能力是。”

剑桥强调了此类研究的力量。剑桥大学已经剥离了许多喷墨业务，其中包括多米诺、Elmjet和赛尔，以及在喷墨技术开发中发挥重要作用的工程师，政府资助的研究也发挥了作用。

几年前，一个项目研究了使用赛尔的喷头生产印刷纸板，但也涉及Xennia和FFEI。赛尔提供喷头技术，Xennia开发用于喷墨的导电油墨，FFEI的激光成像经验将用于去除多余的油墨，从而在纸板的各个部分之间创建完美而均匀的印刷连接。

FFEI主要负责喷墨标签印刷机的设计，最初是为纽博泰，然后是Edale，现在在收购Edale 后作为佳能的LabelStream出售。典型的拱形基材路径是在Hemel Hempstead的一个工厂单元中创建的，该开发项目名为Shrek。

赛尔收购了FFEI和其他几个集成项目，这是整个行业采取的一系列类似举措之一。承担集成项目的能力似乎变得越来越重要。赛尔提供了一个喷头组作为独立系统，可以为标签印刷机添加上光或白色，无论是使用传统的柔印还是其他喷墨技术。赛尔压电技术特别适用于高颜料负载和高粘度流体、不透明的白色和透明油墨，适用于葡萄酒和烈酒标签。这项技术是通过印刷机制造商提供的。

“我们有两类客户：精通喷墨技术、不需要数据路径或油墨系统并且知道如何集成的OEM，然后是用户开发集成商。他们想将模拟流程转变为数字流程，但不知道如何去做，”赛尔首席运营官格雷厄姆·特维代尔说。“UDI 机会的增长导致收购了FFEI的集成业务，我们可以提供他们所需的一切，包括喷头、电子设备和数据路径，以及与供应赛尔的油墨供应商。如果他们遇到问题，他们只需致电赛尔。如果有人只是在做喷头集成，那是你无法做到的。”

赛尔技术的重铺特性意味着它也需要在玻璃上印刷。这可以替换挡风玻璃边缘周围的丝网印刷，以替换加热的挡风玻璃中的电线。格雷厄姆·特维代尔说，传统方法会存在问题，因为布线会干扰用于自动驾驶汽车的雷达技术。赛尔还可以为这些新型应用印刷天线。对于格雷厄姆·特维代尔来说，市场离赛尔切身的陶瓷市场并不远。该行业对纹理效果的需求再次增加，这再次涉及印刷家具和地板的要求。

在3D印刷领域也有一些空缺，其中一家赛尔公司分拆的公司已被Stratasys吞并，并且赛尔看到其喷头使用机械强度比迄今为止喷墨技术生产的许多材料更强的材料的潜力。“这意味着我们的喷头可以做的不仅仅是原型设计，大多数喷头的狭窄粘度范围不允许这样做。我们的能力为化学家提供了巨大的机会来寻找以前不可能的喷墨应用。例如，我们可以制造一个光学镜头。”

赛尔的下一个喷头将使用水性油墨，因此将开辟新的可能性，尤其是因为高颜料负载意味着需要更少的水，更少的水意味着更少的干燥、更少的能源和最终更低的成本。它已经收到有兴趣使用这项技术的公司的方法，该技术计划于今年年底推出。

这涉及到了解客户想要实现的目标，共同决定路线图，并使用适当的喷头和油墨进行概念验证。“我们希望确保我们了解客户对该项目的投资回报率。我们还需要了解客户的技术能力，以及我们需要在哪里支持他们。我们估计，如果他们自己尝试整合，可能需要3-5年的时间。我们加快了这一进程，”格雷厄姆·特维代尔说。

赛尔并不是唯一一家进行收购的公司：富士胶片也是如此，它收购了列支敦士登的Unigraphica公司。富士胶片拥有喷头和油墨、软件和驱动技术，但至少在欧洲没有工程或集成项目支持方面的专业知识。Unigraphica拥有丰富的资源，多年来一直与许多喷头供应商合作开展项目，从喷墨作为生产线的一部分到运行卷到卷的独立机器进行文档印刷。

它在一直在发展其整合部门，特别是在美国。最近的项目为瓦楞纸箱、折叠彩盒和直邮客户提供了解决方案，并在负责北美和欧洲富士胶片集成解决方案业务的格雷格·巴尔奇的领导下继续进行。“我们的技术将获得更好的访问，但他们的日常业务方式不会发生根本性变化。他们的目标是与不想要独立的现成解决方案但需要定制解决方案的客户合作。”