Olemme kuulleet paljon 3D:stä viimeisten kolmen tai neljän vuoden aikana. Mutta vaikka se on älykäs, sen on vaikea nähdä näyttelevän suurta roolia vakiintuneella 2D-tulostusalalla.
Sen sijaan 2D-tulostusta suoraan kolmiulotteisiin esineisiin aletaan nähdä paljon hiljaisemmin mutta merkittävämmin. Sitä kutsutaan nimellä ”direct-to-shape” (DTS), ja sitä tapahtuu nyt.
Otsikoihin ovat päässeet suuret ja erikoistuneet teollisuusyksiköt, jotka painavat digitaalisesti pullotuslinjoille, juomatölkeille, teollisuusputkille ja laattojen reunoille. Suurella saksalaisella offsetpainokoneiden valmistajalla Heidelbergillä on kuitenkin suunnitelmia viedä direct-to-shape-tuoteperhe vähittäis- ja kuluttajamarkkinoille sekä kaupalliseen ja teolliseen painamiseen.
Aloittelevalla tasolla direct-to-shape-tulostusta voidaan yhä useammin tehdä pienemmässä mittakaavassa pienillä A3/A2-syväkerroksisilla tasotulostimilla, jotka ovat digitaalisia vastineita pienille silkkipainoalustatulostimille ja paperitulostimille.
Olut tekee ryöpyn
Direct-to-shape-järjestelmän raskasta teollisuutta koskeva osa sai julkisuutta elokuussa 2015, kun KHS, suuri saksalainen pullon täyttölinjojen valmistaja, ilmoitti ensimmäisestä kaupallisesta asennuksesta ”Direct Print Powered by KHS” -järjestelmäänsä, josta kerrottiin ensimmäisen kerran Dr inktec -messuilla Münchenissä pari vuotta sitten.
Tässä käytetään Xaar 1002 -tulostuspäätä, jotka on sijoitettu epätavalliseen pystysuuntaiseen ”pilvenpiirtäjän” järjestelyyn ja tulostetaan vaakasuoraan pullojen suorille sylinterimäisille sivuille. Pulloja käännetään, kun ne kulkevat tulostusasemien ohi, jolloin 40-125 mm:n pulloihin saadaan jopa 70 mm:n korkuista kietoutuvaa grafiikkaa.
Ensimmäinen asennus on Browerij Martensilla Belgiassa, Belgian toiseksi suurimmalla olutpanimolla. Tätä käytetään PET-olutpullojen suhteellisen lyhyissä, versioiduissa painoserissä. PET:tä ei juurikaan käytetä olutpulloissa Länsi-Euroopassa, vaikka se onkin yleisempää Itä-Euroopan maissa.
Ensimmäinen julkisesti ilmoitettu työ oli oluen myynninedistämistoiminta, jossa esiteltiin Belgian TV-sarjakuvan ”FC De Kampioenen” näyttelijöitä lokakuussa 2015 järjestettävän ”Jubilee Generale” -juhlavuoden mainostamiseksi. Dagschotelin PET-olutpulloissa on eri näyttelijöiden kuvia, jotka heräävät henkiin erityisen älypuhelinsovelluksen avulla ja ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa, jos kaksi pulloa asetetaan vierekkäin. painettu pahvinen sixpack-hylsyjä, Martens painetaan kymmeniä tuhansia, ellei enemmän, mutta se on silti pieni olut juomateollisuudessa.
Krones, toinen suuri saksalainen pullon täyttölinjojen valmistaja, ilmoitti mustesuihku-DTS-hankkeesta Interpack-messuilla vuonna 2014. Sen DecoType-järjestelmä on kehitetty yhteistyössä Heidelbergin kanssa, joka on mukauttanut 4D-tekniikkaansa pystysuorilla Xaar 1002-päillä UV-kovetteisen musteen tulostamiseen PET-, PP- tai PE-pulloille. Tulostin perustuu karuselliin, joka ottaa pullot vakiolinjalta ja palauttaa ne tulostuksen jälkeen. Tulostuskorkeus voi olla jopa 200 mm.
KHS-installaatio Browerij Martensissa.
Projektipäällikkö Andreas Krausin mukaan: Kraus: ”Etuna on joustavuus. Jokainen tuloste voi olla erilainen, ja muuttuvia tietoja voidaan käyttää tuotteiden yksilöimiseksi ja personoimiseksi. Erityisenä etuna on, että voidaan tulostaa alueille, joihin ei nykyisin voida tulostaa tavanomaisilla etiketeillä, kuten kohokuvioihin, uriin tai rakenteisiin. Tämä lisää pakkauksen arvoa, ja uskomme ja uskomme, että tämä on tulevaisuuden teknologia.”
YouTube-videolla näytetään, miten järjestelmä tulostaa soikeiden muovipullojen litteämmille sivuille. Heidelbergin Jason Oliverin mukaan DecoType on jo beta-alueella.
Putket pyörimässä
Putkitulostus on toistaiseksi kehittynyt enemmän kuin pullotulostus. Saksalainen Hinterkopf-yritys väittää kehittäneensä ensimmäisenä digitaalisen putkitulostimen, jota se kutsuu nimellä D240. Se on tarkoitettu muovi- ja alumiiniputkien, alumiinitölkkien, patruunoiden, pullojen, kuppien ja muiden astioiden painamiseen.
Hinta on noin 2,5 miljoonaa euroa kokoonpanosta ja eritelmistä riippuen. Hinterkopfin ensimmäinen tuotantojärjestelmä asennettiin heinäkuussa 2015 itävaltalaiseen Ritter-yritykseen Augsbergin eteläpuolella. Ritter valmistaa muovituotteita muun muassa lääketieteelliseen tekniikkaan, tienrakennukseen ja maisemointiin. Se on käyttänyt seulapainoa ja lämpösiirtoja, mutta halusi jotain, joka voisi vaihtaa töiden välillä nopeammin.
”Asiakkaat ostavat yhä pienempiä määriä, jotka toimitetaan lyhyemmässä ajassa, joten meidän on tarjottava varastointipalvelua ja just-in-time-toimituksia”, sanoo yhteinen toimitusjohtaja Ralf Ritter. ”Haluamme olla suunnannäyttäjiä muovikasettien print-on-demand-liiketoiminnassa.”
Toisen putkitulostimen on kehittänyt italialainen yritys Martinenghi, jonka Michelangelo KX48P julkistettiin vuonna 2014. Sillä voidaan tulostaa jopa seitsemällä värillä, valkoinen mukaan lukien, putkille, joiden halkaisija on 13,5-66 mm ja pituus 50-280 mm.
Sveitsiläinen Wifag-Polytypeon kehittänyt DigiCup-järjestelmän, joka on suoratulostusjärjestelmä neliönmuotoisille muovipulloille, kuten margariinipakkauksille. Järjestelmässä käytetään Konica Minoltan tulostuspäätä, ja se kehitettiin brittiläisen integraattorin Industrial Inkjet Ltd:n avustuksella. Järjestelmä käsittelee tuubeja litteiden sivujen ja kartiomaisten sivuosien yhdistelmänä. Sitä pidetään vaihtoehtona in-mould-etiketeille, joissa valmiiksi painetut muovitarrat asetetaan säiliöiden ruiskuvalumuottiin. Yritys kertoo, että niitä on jo asennettu useita.
Heidelberg kohdistuu vähittäiskauppiaisiin
Kaikki tähän mennessä mainitsemamme järjestelmät ovat olleet ”teolliseen” käyttöön tarkoitettuja ja toimivat standardoitujen tuotteiden, kuten pullojen tai putkien, varassa. Saksalainen Heidelberg on panostanut paljon DTS:ään, ja ensimmäinen sen omaa nimeä kantava kaupallinen tuote on tarkoitettu hyvin lyhyisiin sarjoihin, jotka on tarkoitettu kulutustavaroille, joita voidaan personoida verkossa verkkotilauksen kautta. Heidelberg kutsuu DTS-järjestelmiään ”4D-järjestelmiksi”, mikä tarkoittaa 3D-objekteja, joihin on lisätty tulostusulottuvuus.
Vuoden 2014 alussa se julkisti Jetmaster Dimension -nimisen DTS-tulostimen, jossa on robottipidike, joka pyörittää esineitä mustesuihkupään alla. Kaksi ensimmäistä kaupallista asennusta tehtiin vuoden 2014 lopussa, Liechtensteinissa toimivalle BVD Druck + Verlagille ja saksalaiselle Druckhaus Mainfrankenille, joka on web-to-print-yritys Flyeralarmin tulostuskumppani … Molempia käytetään yksilöllisten jalkapallojen tuottamiseen, jotka voidaan tilata, muokata ja maksaa verkossa.
Nämä kaksi laitetta tulostavat vain mustalla UV-kovetteisella musteella. Münchenissä marraskuussa 2015 järjestettävässä inPrint-messuilla Heidelbergin on kuitenkin määrä julkistaa nelivärinen malli, ja vuonna 2016 on tarkoitus esitellä lisää konetyyppejä, mukaan lukien yksi, jossa on kuusi pyörimisakselia, mikä mahdollistaa useampien muotojen siirtämisen tulostuspään alle.
Yritys näkee direct-to-shape-tekniikassa suuria mahdollisuuksia pitkällä aikavälillä: ”Se nopeuttaa, halpuuttaa ja joustavoittaa massatuotettujen tuotteiden räätälöintiprosessia. Loppukäyttäjät etsivät yhä useammin yksilöllisiä suunnitteluvaihtoehtoja ostaessaan massatuotteita, kuten urheiluvälineitä, jalkineita, huonekaluja ja autoja. Laadukas painatus, jossa on logoja, tekstiä ja muita graafisia elementtejä, on yleensä heidän ensimmäinen valintansa.
”Mustesuihkutulostus on ihanteellinen ratkaisu, sillä sen avulla voidaan tuottaa korkealaatuisia tuloksia useilla eri väreillä ja monille eri pinnoille ilman, että tuotteen tarvitsee olla kosketuksissa tuotteen kanssa.”
Oliver sanoo, että Heidelberg on jo keskustellut vähittäiskaupan kanssa myymälätulostimien asentamisesta, joilla voidaan Jason Oliverin mukaan räätälöidä erilaisia esineitä.
Edullinen DTS
Seitsemän viime vuoden aikana Mimaki on ollut edelläkävijä pienikokoisten UV-LED-tasomustesuihkujen perheessä (ja Roland DG, Mutoh ja jotkut fiksut kolmannen osapuolen Mimaki-hakkerit ovat seuranneet heitä). Nämä eivät tulosta 100 000 kappaletta tunnissa, mutta ne maksavat 20 000-40 000 euroa eivätkä miljoonia.
Niitä käytetään tyypillisesti pieniin mainospainotöihin, kyniin, kultaisiin palloihin, avainkuviin, puhelinkansille ja vastaaviin. Niitä voidaan käyttää myös tavanomaisempiin teollisiin sovelluksiin, kuten kytkin- ja kojetauluihin.
Jigejä voidaan käyttää pitämään useita kohteita paikoillaan, jotta tulostettu kuva rekisteröityy päälle, ja joissakin tapauksissa lenkit voivat pyöriä päiden alla, jolloin esimerkiksi puhelinkoteloiden reunat voidaan tulostaa. Sylinteripyörittäjiä voidaan käyttää yksittäisten pullojen ja putkien kanssa.
Mimaki valmisti alun perin A3-kokoista UJF-3042:ta enintään 50 mm:n syvyisille kohteille, mutta myöhemmissä malleissa syvyys on nostettu 150 mm:iin. Se on lisännyt A2+-formaatin UJF-6042:n ja uuden UJF-7151:n (710×510 mm:n sängyn koko).
Roland DG esitteli ensin 305 mm x 280 mm:n kokoisen LEF-12-kameran ja myöhemmin A3+ VersaUV LEF-20 -kameran. Viimeisimpänä Mutoh esitteli A3+ ValueJet 426UV -mallin. Useat ulkopuoliset toimittajat ottavat olemassa olevia pieniä tasopohjia (useimmiten Mimakit) ja muokkaavat ne uudelleen syvemmiksi.
Sekalainen siunaus?
Suoraan muotoon painamisella on valtava merkitys useille vakiintuneille painoteollisuuden aloille, jotka nykyään käyttävät enimmäkseen tamponipainatusta, silkkipainatusta, itseliimautuvia tarroja tai erilaisia siirtomenetelmiä, kuten väriainesublimaatiota tai vesiliukumuovitarroja. Se poistaa erillisen tulostus- ja levitysvaiheen.
Tämä voi olla ristiriitainen siunaus vakiintuneille painotaloille. Toisaalta jos ne voivat ottaa sen käyttöön esimerkiksi lahjatavaroita varten, se tuo mukanaan tavanomaiset digitaaliset edut, kuten pienen sarjan ja personoinnin, tehokkaassa paketissa.
Browerij Martensin valmistamat mustesuihkupainetut PET-pullot.
Toisaalta, kuten KHS ja Krones osoittavat, nämä DTS-digitaaliset tulostimet voivat päätyä valmistus- ja täyttölinjoille ja poistaa ulkoisten tulostuspalvelujen tarpeen. Todennäköisesti tulemme näkemään sekoituksen molempia, jolloin pienet asiakkaat käyttävät ulkopuolisia palveluja ja suuremmat asiakkaat pystyvät tekemään investoinnit, jotta työ voidaan tuoda talon sisällä.