Simon Eccles explora las oportunidades creadas por el paso de la serigrafía a la impresión digital en la impresión de baldosas cerámicas.

En los últimos cinco años, el sector mundial de la impresión de azulejos ha experimentado una notable adopción de las impresoras de chorro de tinta, hasta el punto de que las ventas de nuevas máquinas serigráficas prácticamente han desaparecido. «Ya no se trata de ofrecer azulejos digitales como un extra opcional: se espera capacidad digital y la inyección de tinta digital es la única opción viable», afirma Gillian Ewers, especialista en cerámica del fabricante británico de cabezales de impresión Xaar.

La impresión de azulejos aprovecha muchos de los puntos fuertes de la impresión digital, una vez superados algunos retos técnicos. La primera impresora de chorro de tinta específica para azulejos fue introducida por KERAjet en 1999, pero no fue hasta mediados de la década de 2000 cuando los avances en los cabezales de chorro de tinta permitieron tratar con éxito las viscosidades más altas necesarias para la cerámica.

La recesión económica mundial afectó con especial dureza al sector de la construcción, lo que se tradujo en una disminución de los pedidos de baldosas «arquitectónicas», por lo que las tiradas cortas con cambio instantáneo que ofrece la impresión digital se convirtieron en una ventaja positiva para los impresores de baldosas.

Según el fabricante español de chorro de tinta EFI Cretaprint, hay unos 10.000 productores de azulejos en todo el mundo, aunque tienden a estar distribuidos de forma desigual, normalmente en países que tienen recursos naturales de arcillas adecuadas. Italia y España son las principales zonas de producción en Europa, pero en los últimos 15 años se ha producido un crecimiento en otros lugares, como Turquía, Egipto, China, Vietnam, Brasil y México. China ha sido un mercado enorme. Se calcula que la producción mundial total de baldosas fue de 11.000 millones de m2 en 2012, de los cuales China produjo algo menos de la mitad.

Según Ewers, la adopción de la inyección de tinta ha supuesto para «todos estos fabricantes un recorte de los costes de producción, una reducción de los residuos, del trabajo en curso y de las existencias de productos acabados, y una mejora de la capacidad de respuesta a los cambios de diseño y a la demanda de los clientes».

«También están produciendo baldosas de mayor calidad que ofrecen una reproducción más realista del mármol y otros materiales naturales. Y lo están haciendo en las tiradas cortas que exigen los compradores. En lugar de competir en precio, estos fabricantes pueden competir en creatividad e innovación, y hacerlo en nuevos materiales.»

Ventajas sobre la pantalla

La serigrafía fue originalmente el principal proceso utilizado para la impresión de baldosas cerámicas. El proceso destaca por su capacidad de imprimir tintas de alta viscosidad y grandes partículas de pigmento, pero es un proceso de larga duración en el que cada imagen tiene que ser la misma y los cambios llevan tiempo.

Al principio, los inyectores de tinta tenían dificultades con las altas viscosidades y los grandes tamaños de las partículas de las tintas cerámicas, pero a mediados de la década de 2000 esos problemas se superaron gracias a los nuevos tipos de cabezales de impresión.

Ahora, incluso más que en el trabajo de rótulos y expositores o en el textil, la inyección de tinta tiene ventajas particulares relevantes para la producción de azulejos. Las impresoras serigráficas de rodillo funcionan en contacto con los azulejos «galleta» sin cocer, que son frágiles y se rompen fácilmente. Las impresoras de chorro de tinta no tienen contacto, por lo que se pueden fabricar azulejos más finos porque no necesitan ser resistentes en el momento de la impresión (la resistencia proviene de la cocción posterior a unos 1.200 grados C). Sin embargo, las tintas especiales también tienen que soportar estas temperaturas para combinarse en un esmalte duradero con una imagen permanente.

Las impresoras de inyección de tinta pueden variar su imagen continuamente a medida que se ejecutan, por lo que, a diferencia de los métodos convencionales rotativos o de pantalla plana, no hay necesidad de repetir la imagen. Algo como un suelo con efecto mármol puede extenderse por varias baldosas con vetas que se enlazan entre ellas y sin que se repita nunca la imagen ni haya dos baldosas iguales. A la inversa, un motivo decorativo complejo o un mural pueden imprimirse hasta cualquier tamaño sin necesidad de complejas preimpresiones ni múltiples pantallas.

Menos obvio es que las inkjets, a diferencia de la serigrafía rotativa, pueden imprimir sobre azulejos con una superficie texturizada, que puede hacerse mediante el proceso de prensado, pero que cada vez más también puede imprimirse. Durst ofrece un módulo FX en algunas de sus impresoras inkjet cerámicas Gamma 75 y 120 que puede crear texturas como las vetas de la madera. El año pasado, Xaar presentó su cabezal de impresión 001 para gotas muy grandes de hasta 200 nanolitros (1 nl = 1.000 picolitros), para una cobertura de hasta 700 g/m². Colorobbia ya lo ha utilizado para imprimir texturas en una impresora Sacmi HW.

Durst presentó su primera impresora de azulejos dedicada en 2005. Se trata de un modelo Gamma XD

Los hornos son la parte más cara del proceso de producción y normalmente funcionarán 24 horas al día, 7 días a la semana, con varias líneas de alimentación continua de baldosas sin cocer que van a parar a ellos. Se necesitan impresoras de inyección de una sola pasada para manejar el flujo continuo de baldosas de galleta recién prensadas, con una cinta de alimentación rápida unida a una línea transportadora que va continuamente de la zona de prensado y luego de la impresora al horno. El entorno es difícil para las impresoras y los alimentadores: las baldosas de galleta están calientes y humeantes y hay mucho polvo abrasivo.

Máquinas de inyección de tinta

Hay unos 20 fabricantes de impresoras de azulejos de chorro de tinta, la mayoría en China, pero con dos en España y cinco en Italia. Xennia también fabrica impresoras de azulejos de chorro de tinta para la exportación, ya que no hay industria azulejera local. También fabrica su propia gama Zircon de tintas cerámicas de amplia gama. Sin embargo, ya no vende las impresoras de azulejos con su propio nombre, sino a través de acuerdos OEM. Hope Ceramics de China es uno de ellos, y las vende como la serie Digital hope jet, en anchuras de 350 a 1.050 mm.

Cretaprint, que fue adquirida por EFI en 2012, fabricaba originalmente serigrafías rotativas, pero ahora las ha abandonado para convertirse en un fabricante casi totalmente digital. «Creo que hoy en día nadie compra impresoras serigráficas», afirma el director de desarrollo de negocio, Guillermo García-Arregui Ferrando. «Podemos producirlas, pero todas las empresas cerámicas prefieren la inyección de tinta digital. Aún vendemos algunas piezas de recambio».

Una impresora de inyección de tinta EFI Cretaprint C3, mostrada como parte de una línea de producción continua de baldosas

La EFI Cretaprint C3 puede imprimir con resoluciones de 360 x 575 ppp a 15 metros por minuto, o 360 x 260 ppp a 35 m/min, en anchuras de hasta 700 mm. El modelo C4, anunciado en la feria de la industria cerámica y del ladrillo Tecnargilla el pasado septiembre, es más compacto y un 30% más ligero, con una cinta de vacío mejorada, capaz de manejar anchuras de hasta 745 mm con hasta ocho barras de impresión en color.

La empresa también ha desarrollado el software Cretavision, que utiliza la visión por cámara para detectar patrones de relieve en la superficie de un azulejo (presionados en ella por la placa de conformado), y para llamar a los patrones apropiados de la obra de arte para imprimir sobre ellos.

Durst lleva fabricando impresoras de azulejos cerámicos en Italia desde 2005 y, en la actualidad, dispone de una amplia gama de máquinas monopaso de la serie Gamma con distintas anchuras y velocidades, incluidos modelos que imprimen dos azulejos uno al lado del otro. Sus modelos más rápidos imprimen hasta 90 m/minuto, con cabezales de escala de grises que generan gotas de 28-90 picolitros.

Este diseño de azulejo producido por Colorobbia ganó en los Premios de Diseño Tecnargilla 2014. Los azulejos texturizados se produjeron utilizando una combinación de esmalte negro y detalles plateados impresos en una impresora Sacmi HW utilizando cabezales de impresión Xaar 001 de gran tamaño de gota con los fluidos digitales de Colorobbia.

La mayoría de las impresoras de azulejos de chorro de tinta son de un solo paso, lo que es necesario para mantener el ritmo de las líneas de producción a gran escala, en las que las impresoras están situadas en líneas de cinta entre las prensas de conformado y el horno.

También existen impresoras planas cerámicas multipase. Tienen algunos elementos en común con las impresoras planas UV utilizadas para rotulación, pero están diseñadas específicamente para manejar tintas cerámicas y azulejos pesados. Se utilizan principalmente para impresiones de prueba y tiradas muy cortas de azulejos especializados o artísticos.

Cabezas y tintas

Xaar, en particular, ha desarrollado cabezales para fabricantes de impresoras OEM que se adaptan muy bien a las características de las tintas cerámicas. En 2012 y 2013, sus ventas se beneficiaron tanto del creciente mercado chino de impresión de azulejos que el precio de sus acciones se cuadruplicó en un año, aunque en 2014 volvió a caer a los niveles anteriores a 2012, al debilitarse la economía china.

El cabezal de impresión 1001 de Xaar, presentado en 2007, fue el primero en permitir con éxito el chorro de tintas de pigmentos grandes de alta viscosidad para cerámica. Su tecnología TF (Through Flow) es intrínsecamente resistente a las obstrucciones por partículas o burbujas, y además permite la recirculación continua de la tinta por la parte posterior del cabezal, lo que evita la sedimentación de partículas.

El modelo 1001 GS6 original ofrecía gotas de 6-42 picolitros para tonos suaves, pero en 2012 se le unió la versión GS12 con 12-48 picolitros para colores más profundos. En 2014 se introdujo el cabezal 1002, con mejoras en la precisión de colocación de las gotas. De nuevo había versiones GS6 y GS12, pero también una GS40 para 40-160 picolitros.

En Tecnargilla 2014, EFI Cretaprint, Intesa-Sacmi, KERAJet, SiTi B&T y TecnoFerrari presentaron impresoras basadas en GS40. Varios OEM chinos dijeron que están trabajando en modelos GS40. Entre ellos están Hope Ceramics Machinery, Keda Clean Energy Co, Meijia Ceramics Equipment Co y New King Time.

Posteriormente, otros fabricantes han desarrollado impresoras de inyección de tinta con recirculación adaptada a las tintas cerámicas. Entre ellas están Toshiba TEC y Seiko.

«La capacidad de recircular dentro y alrededor del cabezal era crucial para hacer funcionar las impresoras cerámicas digitales y convertir esto en una realidad de producción hace cuatro o cinco años», dice Philips, de Xennia. Sin embargo, dice que ahora que hay alternativas, Xennia utiliza una gama de cabezales de distintos fabricantes.

Las tintas cerámicas son muy diferentes de las tintas gráficas convencionales. Para empezar, sus pigmentos cambian de color, a veces radicalmente, durante la cocción, lo que hace que la gestión del color sea un reto. Utilizan fluidos más viscosos que los empleados en las impresoras de inyección de tinta para señalización, mientras que las partículas de pigmento son mayores y más abrasivas. También pueden imprimirse sales solubles y colas para algunos efectos.

Un avance interesante desde el principio fue la aparición de un mercado abierto de tintas, de modo que los usuarios no están atrapados en la propia marca del impresor. Ewers, de Xaar, afirma: «El mercado abierto de tintas ha supuesto una presión competitiva suficiente para reducir el precio de las tintas digitales en el mercado cerámico, y ha contribuido significativamente a la adopción de la impresión digital en la producción de baldosas cerámicas.»

Pavimentos y revestimientos efecto madera impresos con una impresora KERAjet, utilizando cabezales Xaar 1001

Oportunidades de transferencia

Además de la impresión digital directa de azulejos, también es posible utilizar tóneres cerámicos especiales con impresoras láser digitales modificadas para producir calcomanías acuarelables a todo color.

Se destinan principalmente a placas conmemorativas, placas y similares. Las impresoras pueden ser modelos de sobremesa modificados de bajo coste, por lo que son adecuadas para aficionados o pequeños productores, pero los tóneres son verdaderos pigmentos cerámicos, por lo que pueden cocerse para fundirse permanentemente en un esmalte. Esto proporciona una gran durabilidad que, a diferencia de la sobreimpresión por inyección de tinta UV, es apta para el lavavajillas.

Conclusión

Durante 20 años o más, el sector de la impresión ha observado el progreso relativamente lento de la impresión digital en rótulos y expositores, gráficos y documentación, libros y prendas de vestir. Sin embargo, la aceptación y adopción casi total de la impresión digital para la decoración de azulejos en menos de diez años ha pasado prácticamente desapercibida fuera del propio sector.

Hacer estructuras de arcilla cocida y decorarlas es una de las actividades humanas de fabricación más antiguas, pero ahora esta industria está demostrando ser una de las más flexibles a la hora de adoptar nuevas tecnologías de impresión.