Jak tisknout přímo na 3D objekty

V posledních třech nebo čtyřech letech jsme hodně slyšeli o 3D. Ale ačkoli je chytré, těžko si lze představit, že by hrálo velkou roli v zavedeném odvětví 2D tisku.

Místo toho začínáme pozorovat mnohem klidnější, ale významnější kombinaci 2D tisku přímo na trojrozměrné objekty. Říká se tomu „direct-to-shape“ (DTS) a děje se to právě teď.

Hlavními výrobci byly velké a specializované průmyslové jednotky pro digitální tisk na lahvové linky, nápojové plechovky, průmyslové trubky a hrany dlaždic. Heidelberg, velký německý výrobce ofsetových tiskových strojů, však plánuje rozšířit rodinu produktů pro přímý tisk na maloobchodní/spotřebitelské trhy a také na komerční a průmyslový tisk.

Na základní úrovni lze přímý tisk do tvaru stále častěji provádět v menším měřítku na malých plošných tiskárnách formátu A3/A2, které jsou digitálními ekvivalenty malých sítotisků a tamponových tiskáren.

Pivo dělá parádu

V těžkém průmyslu se přímý tisk do tvaru proslavil v srpnu 2015, kdy společnost KHS, velký německý výrobce plnicích linek na lahve, oznámila první komerční instalaci svého systému „Direct Print Powered by KHS“, který byl poprvé oznámen před několika lety na výstavě Dr. inktec v Mnichově.

K tomu se používají tiskové hlavy Xaar 1002 uspořádané v neobvyklém vertikálním uspořádání „mrakodrapu“, které střílejí horizontálně na rovné válcové strany lahví. Lahve se při průchodu tiskovými stanicemi otáčejí, čímž vzniká obalová grafika o výšce až 70 mm na lahvích o průměru 40-125 mm.

Kartonové obaly na šest balení Martens se budou tisknout v desítkách tisíc kusů, ne-li více, ale to je v nápojovém průmyslu stále malé pivo.

Společnost Krones, další velký německý výrobce plnicích linek, oznámila na veletrhu Interpack v roce 2014 projekt inkoustového DTS. Její systém DecoType byl vyvinut ve spolupráci se společností Heidelberg, která přizpůsobila svou technologii 4D s vertikálními hlavami Xaar 1002 k tisku UV vytvrzeným inkoustem na prázdné lahve z PET, PP nebo PE. Tiskárna je založena na karuselu, který odebírá lahve ze standardní linky a po vytištění je vrací zpět. Je možné tisknout na výšku až 200 mm.

Trubky v rotaci

Tisk na trubky zatím zaznamenal větší rozvoj než tisk na láhve. Německá společnost Hinterkopf tvrdí, že jako první vyvinula digitální tiskárnu na trubičky, kterou nazývá D240. Je určena pro tisk na plastové a hliníkové tuby, hliníkové plechovky, kazety, láhve, kelímky a další nádoby.

Cena se pohybuje kolem 2,5 milionu eur v závislosti na konfiguraci a specifikaci. První výrobní systém Hinterkopf byl instalován v červenci 2015 v rakouské společnosti Ritter jižně od Augsbergu. Společnost Ritter vyrábí plastové výrobky pro odvětví, jako je zdravotnická technika, silniční stavitelství a terénní úpravy. Dosud používala sítotisk a termotransfery, ale chtěla něco, co by se mohlo rychleji měnit mezi jednotlivými zakázkami.

„Zákazníci nakupují stále menší množství, která mají být dodána v kratších lhůtách, takže musíme nabízet službu udržování zásob a dodávek just-in-time,“ říká společný ředitel Ralf Ritter. „Chceme určovat trendy v oblasti tisku plastových kazet na zakázku.“

Společnost Wifag-Polytype vyvinula ve Švýcarsku systém přímého tisku DigiCup na plastové vany se čtvercovými stranami, jako jsou například nádoby na margarín. Využívá hlavy Konica Minolta a byl vyvinut s pomocí britského integrátora Industrial Inkjet Ltd. Ten zpracovává vany jako kombinaci plochých stran a kuželových bočních částí. Je považována za alternativu k etiketám ve formě, kdy se do vstřikovacích forem na nádoby vkládají předtištěné plastové etikety. Společnost uvádí, že jich již bylo několik instalováno.

Heidelberg se zaměřuje na maloobchodníky

Všechny systémy, které jsme dosud zmínili, byly určeny pro „průmyslové“ použití a pracují se standardizovanými produkty, jako jsou láhve nebo trubky. Německá společnost Heidelberg věnovala DTS velké úsilí a první komerční produkt nesoucí její jméno je určen pro velmi krátké série určené pro spotřební zboží s možností personalizace online prostřednictvím webové objednávky. Společnost Heidelberg nazývá své systémy DTS „4D“, což znamená 3D předměty, na které je aplikován další rozměr tisku.

Na začátku roku 2014 oznámila tiskárnu DTS s názvem Jetmaster Dimension, která má robotický držák, jenž otáčí objekty pod inkoustovou hlavou. První dvě komerční instalace byly provedeny na konci roku 2014, a to u lichtenštejnské společnosti BVD Druck + Verlag a německé společnosti Druckhaus Mainfranken, která je tiskovým partnerem společnosti Flyeralarm, jež se zabývá web-to-printem… Obě slouží k výrobě personalizovaných fotbalových míčů, které lze objednat, přizpůsobit a zaplatit online.

Tyto dva stroje tisknou pouze černým inkoustem vytvrzeným UV zářením. Na veletrhu inPrint v Mnichově v listopadu 2015 však Heidelberg oznámí čtyřbarevný model, přičemž v roce 2016 plánuje představit další typy, včetně modelu se šesti osami otáčení, což umožní přesouvat pod tiskovými hlavami větší škálu tvarů.

Společnost vidí velký potenciál přímého tvarování v dlouhodobém horizontu: „Proces přizpůsobování masově vyráběného zboží bude rychlejší, levnější a flexibilnější. Koncoví uživatelé při nákupu hromadně vyráběného zboží, jako jsou sportovní potřeby, obuv, nábytek a automobily, stále častěji hledají možnosti personalizovaného designu. Kvalitní potisk s logy, textem a dalšími grafickými prvky je pro ně obvykle první volbou.

„Inkoustový tisk nabízí ideální řešení, protože dokáže zajistit vysoce kvalitní výsledky v široké škále barev na nejrůznějších površích, aniž by musel přijít do styku s produktem.“

Podle Jasona Olivera společnost Heidelberg již jedná s maloobchodními organizacemi o instalaci tiskáren v prodejnách, které budou schopny nabízet přizpůsobení na celou řadu předmětů.

Cenově dostupné DTS

V uplynulých sedmi letech byla rodina maloformátových plochých inkoustových tiskáren s UV-LED diodami představena společností Mimaki (a následována společnostmi Roland DG, Mutoh a některými šikovnými hackery Mimaki třetích stran). Ty sice nevytisknou 100 000 kusů za hodinu, ale stojí 20 000 až 40 000 eur a ne miliony.

Obvykle se používají pro drobný propagační tisk, na pera, zlaté kuličky, klíčenky, kryty telefonů a podobně. Lze je použít i pro běžnější průmyslové aplikace, jako jsou panely spínačů a přístrojů.

Pomocí přípravků lze držet více předmětů v poloze, aby se na ně mohl tisknout obraz, a v některých případech se mohou přípravky otáčet pod hlavami, takže lze tisknout například okraje pouzder telefonů. Válcové rotátory lze použít s jednotlivými lahvemi a tubami.

Smíšené požehnání?

Přímý tisk má obrovský význam pro několik zavedených odvětví tiskařského průmyslu, která dnes většinou používají tamponový tisk, sítotisk, samolepicí etikety nebo různé přenosové metody, jako je sublimace barvivem nebo vodotisk. Odstraňuje oddělenou fázi tisku a aplikace.

Pro zavedené tiskárny to může být smíšené požehnání. Na jedné straně, pokud si ji mohou samy osvojit pro předměty, jako jsou dárkové předměty, pak přináší obvyklé digitální výhody krátkého nákladu a personalizace v efektivním balení.