Новая технология декорирования стекла: решение для единичных заказов и массового производства

Мир стекла в ультрафиолетовых красках
Фирма WP Digital начала свой путь в мире стекла, опираясь на промышленную платформу Virtu RS25 и RS35 для струйной цифровой печати ультрафиолетовой (UV) тушью и на разработку очистки стекла и нанесения первичного прозрачного «грунтовочного» слоя для увеличения механической адгезии UV-чернил к стеклу. Решение, разработанное WP Digital и партнерами — принципиально масштабируемая технология, включающая простые средства для полностью ручного нанесения подготовительных слоев до полуавтоматических приспособлений для среднесерийного производства и вплоть до поточных линий, предназначенных для крупных переработчиков и производителей, где подготовительные процессы полностью автоматизированы, как и процессы печати. Это позволяет заказчикам разного уровня включать в свой портфель заказов изделия из стекла, декорированного UV-материалами.
Преимущество решения в том, что оно принципиально одинаково и применимо и для единичных изделий, и для малых партий, и вплоть до массового производства с одинаково исключительно высокими результатами по адгезии, насыщенности цветов, поверхностному натяжению и разрешающей способности.

• Share

Особенности UV-технологии
Ультрафиолетовая (UV) технология появилась и вышла на рынок в конце девяностых годов как весьма практичное решение для цифровой широкоформатной печати на практически любых материалах, и с тех пор UV-технология печати стала широко распространенной, кое-где вытеснив струйную цифровую печать сольвентными красками. Тушь или UV-чернила сами по себе стали революционным решением в промышленном декорировании за счет устранения токсичных растворителей сольвентных красок, а те в свою очередь разрабатывались для замены керамических красок, содержащих порошки ядовитых оксидов металлов.
Другие характеристики, которые выделяют UV-тушь в особый ряд материалов, особенно подходящих для декорирования стекла:
? прозрачность цветов;
? большая цветовая гамма достижимых оттенков цвета для репродуцирования живых, сочных изображений;
? практически идеальная повторяемость цветов;
? с краской легко обращаться, она имеется на рынке и недефицитна;
? чернила твердеют за несколько секунд путем экспозиции изделия от ультрафиолетового источника света, и задекорированное стекло уже можно снимать с рабочего стола и сразу использовать;
? для декорирования стекла легко применять портальные печатные устройства, работающие на UV-чернилах;
? скорость производства зависит от сложности декоративного рисунка.

Недостаток UV-технологии состоит в том, что в отличие от применения на традиционных материалах для печати, дающих на самом деле отличный результат, не все печатные основы подходили для работы с UV-красками с точки зрения удовлетворения требованиям промышленных стандартов по адгезии, сопротивлению истиранию, деформированию печатных материалов.
Стекло было одним из таких «трудных» материалов, которое вследствие гладкости поверхности стекла и отсутствия на них микропор не давало достаточного количества точек механического сцепления UV-красок с основой, что не позволяло использовать этот метод для декорирования стекла, предназначенного для длительной эксплуатации внутри и снаружи помещений.

• Share

• Share

Решение и выгода
Сегодняшние условия ведения бизнеса таковы, что экономические вопросы являются решающим фактором успеха и оказываются главенствующими при принятии решения. И усилия компаний-производителей печатного оборудования имеют очевидный сдвиг в строну от традиционной парадигмы обычной продажи печатных UV-устройств, когда сложные вопросы оснащения согласно своей специализации остаются для решения самим заказчиком. Ныне все более в цене комплексные предложения для получения новой прибавленной стоимости за счет предложения уникальных, пользующихся спросом услуг, которые сразу выделяют печатника из сотен и сотен существующих фирм, работающих на UV-аппаратах.
Особые архитектурные отделочные материалы для обустройства интерьера и экстерьера сейчас добавляются к списку стандартных материалов для печати, которые на рынке репрографии обычно применяются в виде основы для печати UV-красками. Сейчас к традиционным носителям добавляются MDF, стекло, металл, керамика, другие современные материалы для наружного и внутреннего декорирования, для отделки вертикальных плоскостей в архитектуре, производства ванных комнат и кухонь, ограждений, дверей, товаров и техники для дома. Все эти элементы интерьера сейчас применяются в качестве предметов для дизайнерского оформления, для индивидуализации унифицированного индустриального пространства, для субъективной выразительности по индивидуальным запросам.
Таковы были предпосылки для принятия решения и ориентации усилий фирмы WP Digital в секторе прикладной печати для создания спектра новых предложений заказчикам.
Специальная предварительная обработка поверхности стекла была разработана в тесном и нацеленном на перспективу партнерстве. Опыт, привнесенный из области цифровой репрографии, немедленно принес свои плоды: цветоделение как при обработке цветных фотографий, точная цветопередача и высокое разрешение. Испытательная лаборатория WP Digital была оборудована устройствами для изучения и количественного измерения показателей качества печати, оптимизация параметров струйной печати цветового пятна путем нанесения капель жидкой краски предсказуемых объема и размеров, математическое моделирование сочетания материалов с различным поверхностным натяжением с целью прогнозирования будущего поведения пары сочетающихся материалов — поверхности стекла и твердеющей краски.
Команда WP Digital относит достигнутый высокий результат для промышленного применения на счет детального маркетингового исследования, командных усилий и настойчивости в достижении цели. Цель WP Digital — правдивая передача эмоций, которые содержатся в дизайнерской концепции за счет точного репродуцирования, что имеет особенно широкую перспективу в случае применения способа декорирования изделий по UV-технологии.

• Share

Масштабируемость воспроизведения эмоций
При всей своей точности, надежности и производительности благодаря печатному устройству Virtu моделей RS25 и RS35 фирма WP Digital видит еще больший потенциал в увеличении предложения по декорированию именно стекла. WP Digital ввела в эксплуатацию свою продвинутую технологию на базе коммерческой организации.
Широкоформатный принтер Virtu продается в качестве отдельного агрегата, в составе непрерывной производственной линии или для полуавтоматического процесса в сочетании с уже имеющимися устройствами по мойке и препроцессингу поверхности стекла у покупателя или в промышленных условиях.
Любое новое коммерческое начинание нормально начинает развиваться только на нишевом рынке, первоначально с малыми партиями, с единичными и опытными заказами.
С учетом этого, WP Digital разработала процессы чистки и препроцессинга в виде портативного набора, употребимого для малых партий для декорирования, и имела некоторые ограничения, связанные с утомляемостью при чистке стекла и некачественной подготовкой поверхности из-за человеческого фактора. Ручной способ был представлен компанией в феврале этого года прямо у заказчика, он прошел механические и химические промышленные испытания.
Очистка и препроцессинг были специально ориентированы на последующую цифровую печать UV-чернилами. Решение было предложено с учетом ряда следующих факторов:
? Несовместимость между неорганическим веществом стекла и органической основой UV-краски. Для этого необходим связующий промежуточный слой, который связал бы два материала и создал на гладкой сплошной поверхности стекла микропористый слой, с которым бы хорошо сцеплялись высохшие UV-чернила.
? Неравномерность энергии на поверхности стекла, что заставляет тушь при напылении сопротивляться процессу адгезии со стеклом при экспозиции в нормальных условиях.
Эти противоречивые требования из разных сегментов рынка требовали к тому же выработки масштабируемого и модульного решения, что удалось преодолеть команде WP Digital совместно с обработчиками и производителями стекла и создать хороший задел для реализации технологии на промышленных печатных машинах для серийного выпуска декорированных изделий.
Сейчас решение выглядит следующим образом (рис. 5).
Чистка происходит в два этапа — механический и химический. Механическая очистка удаляет макроскопические загрязнения и придает равномерную прозрачность стеклу. Реактив для глубокой химической чистки используется для удаления масложировых пятен, микро-контаминанты и другие загрязнения, которые могут возникнуть при ручном манипулировании со стеклом. Высокоактивный химический очиститель готовит поверхность стекла к стадии нанесения промежуточного покрытия.
На стадии препроцессинга наносится слой микроскопической толщины грунта, который обеспечит хорошую механическую адгезию красок с основой.
Используемый в процессе газ имеет специальную формулу, находясь в жидкой стадии, которая обеспечивает отличное смачивание перед нанесением тончайшего слоя грунта на стекло, выполняющего функции усилителя адгезии. Усилитель адгезии наносится тонким слоем сразу после обжига пламенем, и его задача — создать органический мостик между неорганическим слоем стекла и органической краской. Он также увеличивает стойкость самого слоя краски.
В процессе нет выстоев между разными фазами очистки, препроцессинга и печати, поэтому стекло после стадии нанесения грунта не требует очистки поверхности от случайных контаминантов.

• Share

Индустриальная платформа печати — выбор WP Digital
В качестве основы решения по декорированию WP Digital представляет аппарат на промышленной платформе RS combo из своего 3-го поколения принтеров для UV-печати и модульное решение по очистке и препроцессингу стекла. Платформа Virtu RS была сконструирована на стальной станине, использованы большие стекла с защитой от ультрафиолетового света для визуального слежения за процессом печати и другие приспособления, которые защищают оператора и окружающую среду. Аппараты имеют ширину печати 2,5 или 3,5 м соответственно индексу модели Virtu RS25 и Virtu RS35. Возможно использование в качестве основы для печати на материалах с плотностью до 50 кг/м2 и толщиной листа до 95 мм со скоростью до 130 м2/час в режиме четырехсменной 24-часовой работы в автоматическом режиме без присмотра со стороны оператора. Принтер на платформе Virtu RS — весьма мощный партнер для применения в условиях печати больших, промышленных объемов при строгом графике выполнения заказов.
Принтеры Virtu RS25 и RS35 (30?pl) имеют максимальное адресуемое разрешение 1016?Ч?1200 dpi (точек на дюйм) и максимальное видимое разрешение печати 900 dpi при использовании головок типа Dimatix Spectra SE-128. При использовании стандартных 4- или 6-цветного процесса UV-печати можно достичь очень точного воспроизведения полутонов и оттенков оригинал-макета. Это одно из преимуществ UV-красок. Белый цвет — дополнительный при запечатке подложки или при надпечатывании.
Преимущество комбинированной печатной машины, используемой WP Digital — печать материалов с шириной больше, чем ширина неподвижного рабочего стола, что достигается благодаря очень точной подаче материала очень точными микрошагами благодаря механизму с обратной связью и коррекцией перемещений подвижных элементов портала.
Чтобы облегчить заказчику подготовку к печати на различных подложках с разными размерами, имеется возможность выключения движений стола и внешней подачи, что является очень важной опцией машины, позволяющей, например, запечатывать стекло неограниченного размера по длине.
Стол секционирован вакуумными зонами через примерно каждые 10 см, присоски могут открываться и закрываться независимо, 2 вакуумных насоса, регулируемых оператором прямо с панели управления, создают в них сильное или слабое разрежение.
Антистатическая установка устраняет статический заряд из зоны печати. Ее элементы крепятся при необходимости на одну или обе стороны каретки с головками.
Видеокамеры, размещенные на задней части и внутри печатного станка, снабжены мониторами со стороны загрузки материала, чтобы видеть материал при его снятии и контролировать процесс разгрузки.
Интуитивно понятный интерфейс оператора позволяет изменять важнейшие параметры печати, изменять скорость печати не в ущерб качеству, видеть реальное потребление чернил для выполнения каждого задания на печать, видеть очередь печати, т.е. принтер Virtu предназначен для надежной долговременной непрерывной эксплуатации и обеспечивает обратную связь с менеджером по производству в режиме реального времени.

• Share

Напоследок
Как показывает практика, нишевые рынки становятся основным средством для последующего доминирования в отрасли, особенно это касается поры перемен и экономических потрясений. Решение по прямой печати на стекле для коммерческих целей, опираясь на технологию промышленной печати по технологии цифровой UV-печати, стало пропуском для компании WP Digital на отраслевой рынок по обработке и декорированию стекла.
Приобретенный на этом рынке опыт свидетельствует, что вовсе необязательно для производства в промышленных объемах и на промышленном уровне сразу обзаводиться комплектом высокопроизводительного оборудования. Партнерство для приобретения навыков и подбор оборудования, удовлетворяющего специфике нишевого рынка, на котором действует заказчик, много важнее.
Дифференциация, учет времени и издержек, своевременность выхода на рынок и решения, которые учитывают специфику местного рынка — главенствующие факторы успеха. Быстрое развитие струйной техники с ее нераскрытым потенциалом печати на нетрадиционных носителях, особенно для использования в архитектурно-дизайнерских целях, заставляет WP Digital быть ближе к заказчику и оставаться открытыми для удовлетворения требований любой отрасли, где можно внедрить цифровую струйную UV-технологию.
Описанное решение по декорированию стекла, созданное специалистами из Wifag Polytype group, гарантирует качественное выполнение и самого малого заказа, и при массовом производстве.