Simon Eccles istražuje mogućnosti koje je stvorio prelazak tiska keramičkih pločica sa sita na digitalni način.

U posljednjih pet godina svjedočili smo izvanrednom porastu korištenja inkjet pisača u globalnoj industriji tiska pločica, do te mjere da je prodaja novih sitotisaka gotovo nestala. „Više se ne radi o ponudi digitalnih pločica kao dodatnog dodatka: očekuje se digitalna mogućnost, a digitalni inkjet je jedina održiva opcija“, kaže Gillian Ewers, stručnjakinja za keramiku u britanskom proizvođaču glava za ispis Xaar .

Tisak na pločice koristi mnoge prednosti digitalnog tiska, nakon što su prevladani neki tehnički izazovi. Prvi namjenski inkjet pisač za pločice predstavio je KERAjet 1999. godine, ali tek je sredinom 2000-ih razvoj inkjet glava omogućio uspješnu obradu većih viskoziteta potrebnih za keramiku.

Globalni ekonomski pad posebno je teško pogodio građevinsku industriju, što je rezultiralo manjim narudžbama “arhitektonskih” pločica, pa su kratke serije s trenutnim prelaskom koje nudi digitalni tisak postale pozitivna prednost za tiskare pločica.

Prema španjolskom proizvođaču inkjet pisača EFI Cretaprint, diljem svijeta postoji oko 10.000 proizvođača pločica, iako su neravnomjerno raspoređeni, obično u zemljama koje imaju prirodne resurse prikladne gline. Italija i Španjolska glavna su područja proizvodnje u Europi, ali u posljednjih 15 godina zabilježen je rast i drugdje, uključujući Tursku, Egipat, Kinu, Vijetnam, Brazil i Meksiko. Kina je bila ogromno tržište. Ukupna svjetska proizvodnja pločica procijenjena je na 11 milijardi m2 u 2012. godini, od čega je Kina proizvela nešto manje od polovice.

Prema Ewersu, usvajanje inkjet ispisa značilo je da su „svi ovi proizvođači smanjili troškove proizvodnje, smanjili otpad, nedovršenu proizvodnju i zalihe gotovih proizvoda te poboljšali odziv na promjene dizajna i potražnju kupaca.“

„Također proizvode pločice više kvalitete koje nude realističniju reprodukciju mramora i drugih prirodnih materijala. I to rade u kratkim serijama koje kupci traže. Umjesto da se natječu cijenom, ovi proizvođači mogu se natjecati kreativnošću i inovacijama, i to s novim materijalima.“

Prednosti u odnosu na ekran

Sitotisak je izvorno bio glavni postupak koji se koristio za tisak keramičkih pločica. Postupak je poznat po svojoj sposobnosti tiska tintama visoke viskoznosti i velikih pigmentnih čestica, ali to je dugotrajan proces gdje svaka slika mora biti ista, a promjene traju neko vrijeme.

Inkjet pisači su se isprva borili s visokim viskozitetom i velikim česticama keramičkih tinti, ali do sredine 2000-ih ti su problemi prevladani zahvaljujući novim vrstama glava za ispis.

Sada, čak i više nego u radu s natpisima i izložbama ili tekstilom, inkjet ima posebne prednosti relevantne za proizvodnju pločica. Valjci za sitotisak rade u kontaktu s nepečenim “keks” pločicama, koje su krhke i lako se lome. Inkjet printeri su beskontaktni, pa se mogu izraditi tanje pločice jer ne moraju biti čvrste u trenutku ispisa (čvrstoća dolazi od kasnijeg pečenja na oko 1200 °C). Međutim, posebne tinte također moraju izdržati te temperature kako bi se spojile u trajnu glazuru s trajnom slikom.

Inkjet printeri mogu kontinuirano mijenjati sliku tijekom ispisa, tako da za razliku od konvencionalnih rotacijskih ili metoda s ravnim sitom, nema potrebe za ponavljanjem slike. Nešto poput mramornog poda može se protezati preko više pločica s žilama koje se povezuju preko pločica, a da se slika nikada ne ponovi ili da dvije pločice budu iste. Suprotno tome, složeni dekorativni uzorak ili mural mogu se ispisati do bilo koje veličine bez potrebe za složenom pripremom za tisak i više sita.

Manje je očito da inkjetovi, za razliku od rotacijskog sita, mogu ispisivati na pločice s teksturiranom površinom, koja se može izraditi postupkom prešanja, ali se sve više može i tiskati. Durst nudi FX modul na nekim od svojih keramičkih inkjetova Gamma 75 i 120 koji može izgraditi teksture poput drvenih godova. Prošle godine Xaar je predstavio svoju glavu za ispis 001 za vrlo velike kapljice do 200 nanolitara (1 nl = 1000 pikolitara), za pokrivenost do 700 gsm. To je već korišteno za ispis tekstura od strane tvrtke Colorobbia na Sacmi HW pisaču.

Durst je predstavio svoj prvi namjenski pisač za pločice 2005. godine. Riječ je o modelu Gamma XD.

Peći su najskuplji dio proizvodnog procesa i obično rade 24 sata dnevno, 7 dana u tjednu, s nekoliko kontinuiranih linija za dovod nepečenih pločica koje vode do njih. Za rukovanje kontinuiranim protokom novo prešanih pločica od keksa potrebni su inkjet strojevi s jednim prolazom, s brzim remenskim pogonom povezanim s transportnom linijom koja kontinuirano ide od područja prešanja, a zatim od tiskare do peći. Okruženje je izazovno za tiskare i dovode: pločice od keksa su vruće i isparavaju, a ima i puno abrazivne prašine.

Proizvođači inkjet pisača

Postoji otprilike 20 proizvođača inkjet pisača za pločice, većina u Kini, ali dva u Španjolskoj i pet u Italiji. Xennia također proizvodi inkjet pisače za pločice za izvoz, budući da ne postoji lokalna industrija za proizvodnju pločica. Također proizvodi vlastitu Zircon liniju keramičkih tinti širokog raspona. Međutim, više ne prodaje pisače za pločice pod svojim imenom, već putem OEM ugovora. Hope Ceramics u Kini jedan je od njih, prodajući ih kao Digital hope jet seriju, u širinama od 350 do 1050 mm.

Cretaprint, kojeg je EFI preuzeo 2012. godine, izvorno je proizvodio rotacijske sitotiskače, ali je sada odustao od te proizvodnje i postao gotovo u potpunosti digitalni proizvođač. „Mislim da danas nitko ne kupuje sitotiskače“, kaže voditelj razvoja poslovanja Guillermo Garcia-Arregui Ferrando. „Možemo ih proizvoditi, ali sve keramičke tvrtke preferiraju digitalni inkjet. Još uvijek prodajemo neke rezervne dijelove.“

Inkjet pisač EFI Cretaprint C3, prikazan kao dio kontinuirane proizvodne linije za pločice

EFI Cretaprint C3 može ispisivati s rezolucijom od 360 x 575 dpi pri 15 metara u minuti ili 360 x 260 dpi pri 35 m/min, na širine do 700 mm. Model C4, najavljen na sajmu keramike i opeke Tecnargilla prošlog rujna, kompaktniji je i 30% lakši, s poboljšanim vakuumskim remenom, sposoban za širine do 745 mm s do osam traka za ispis u boji.

Tvrtka je također razvila Cretavision softver koji koristi vid kamere za otkrivanje reljefnih uzoraka na površini pločice (utisnutih u nju pločom za oblikovanje) i za pozivanje odgovarajućih uzoraka s umjetničkog djela za ispis preko njih.

Durst proizvodi pisače za keramičke pločice u Italiji od 2005. godine i danas ima širok asortiman jednoprolaznih strojeva serije Gamma u raznim širinama i brzinama, uključujući modele koji ispisuju dvije pločice jednu pored druge. Njihovi najbrži modeli ispisuju brzinom do 90 m/minuti, a glave za sive tonove generiraju kapljice od 28-90 pikolitara.

Ovaj dizajn pločica koje je proizvela tvrtka Colorobbia pobijedio je na dodjeli nagrada Tecnargilla Design Awards 2014. godine. Teksturirane pločice proizvedene su kombinacijom crne glazure i srebrnih detalja otisnutih na Sacmi HW pisaču pomoću glava za ispis velikih kapljica Xaar 001 s digitalnim tekućinama tvrtke Colorobbia.

Većina inkjet pisača za pločice su jednoprolazni, što je potrebno za održavanje koraka s proizvodnim linijama punog opsega gdje se pisači nalaze na trakama između preša za oblikovanje i peći.

Postoje i višeprolazni keramički plošni pisači. Imaju neke zajedničke elemente s plošnim UV pisačima koji se koriste za izradu natpisa, ali su namjenski izrađeni za rukovanje keramičkim tintama i teškim pločicama. Uglavnom se koriste za probne ispise i vrlo male naklade specijaliziranih ili umjetničkih pločica.

Glave i tinte

Xaar je posebno razvio glave za proizvođače originalne opreme (OEM) koje su vrlo dobro prilagođene karakteristikama keramičkih tinti. U 2012. i 2013. godini njegova je prodaja toliko profitirala od rastućeg kineskog tržišta za tisak pločica da se cijena dionica učetverostručila u roku od godinu dana, iako je 2014. godine došlo do pada na prethodne razine prije 2012. godine jer je kinesko gospodarstvo posustalo.

Xaar-ova glava za ispis 1001, predstavljena 2007. godine, bila je prva koja je uspješno omogućila mlazno nanošenje visokoviskoznih velikih pigmentnih tinti za keramiku. Njena TF (Through Flow) tehnologija je inherentno otporna na začepljenja česticama ili mjehurićima, a također omogućuje kontinuiranu recirkulaciju tinte pored stražnjeg dijela glave, što sprječava taloženje čestica.

Izvorni model 1001 GS6 nudio je kapi od 6-42 pikolitra za glatke tonove, ali mu se 2012. pridružila verzija GS12 s 12-48 pikolitara za dublje boje. Godine 2014. predstavljena je glava 1002 s poboljšanjima točnosti postavljanja kapi. Ponovno su postojale verzije GS6 i GS12, ali i GS40 za 40-160 pikolitara.

Na sajmu Tecnargilla 2014, tvrtke EFI Cretaprint, Intesa-Sacmi, KERAJet, SiTi B&T i TecnoFerrari predstavile su pisače bazirane na GS40. Nekoliko kineskih proizvođača originalne opreme (OEM) izjavilo je da rade na modelima GS40. To uključuje tvrtke Hope Ceramics Machinery, Keda Clean Energy Co, Meijia Ceramics Equipment Co i New King Time.

Drugi proizvođači su naknadno razvili inkjet pisače s recirkulacijom koji su prikladni za keramičke tinte. To uključuje Toshiba TEC i Seiko.

„Sposobnost recirkulacije u i oko glave bila je ključna za rad digitalnih keramičkih pisača i pretvaranje ovoga u proizvodnu stvarnost prije četiri ili pet godina“, kaže Philips u Xenniji. Međutim, kaže da sada kada postoje alternative, Xennia koristi niz glava različitih proizvođača.

Keramičke tinte se vrlo razlikuju od konvencionalnih grafičkih tinti. S jedne strane, njihovi pigmenti mijenjaju boju, ponekad radikalno, tijekom pečenja, što upravljanje bojama čini izazovom. Koriste viskozniju tekućinu nego što se koristi u inkjet pisačima za signalizaciju, dok su čestice pigmenta veće i abrazivnije. Topljive soli i ljepila također se mogu tiskati za neke efekte.

Zanimljiv razvoj događaja na početku bio je pojava otvorenog tržišta tinti, tako da korisnici nisu vezani za vlastiti brend pisača. Ewers iz Xaara kaže: „Otvoreno tržište tinti pružilo je dovoljan konkurentski pritisak za smanjenje cijene digitalnih tinti na keramičkom tržištu i značajno je doprinijelo prihvaćanju digitalnog tiska u proizvodnji keramičkih pločica.“

Podne i zidne pločice s efektom drveta tiskane na KERAjet pisaču, koristeći Xaar 1001 glave

Mogućnosti transfera

Osim izravnog digitalnog tiska pločica, moguće je koristiti i posebne keramičke tonere s modificiranim digitalnim laserskim pisačima za izradu naljepnica za tobogan u punom koloru.

Uglavnom su namijenjeni za komemorativne ploče, plakete i slično. Pisači mogu biti jeftini modificirani stolni modeli, pa su prikladni za hobiste ili male proizvođače, no toneri su pravi keramički pigmenti pa se mogu peći kako bi se trajno spojili u glazuru. To daje visoku trajnost koja se, za razliku od UV inkjet pretiska, može prati u perilici posuđa.

Zaključak

Već 20 ili više godina tiskarska industrija prati relativno spor napredak digitalnog tiska u natpise i izloge, grafiku i dokumentaciju, knjige i odjeću. Pa ipak, gotovo potpuno prihvaćanje i usvajanje digitalnog tiska za ukrašavanje pločica u manje od deset godina prošlo je uglavnom nezapaženo izvan same industrije.

Izrada struktura od pečene gline i njihovo ukrašavanje jedna je od najstarijih ljudskih proizvodnih aktivnosti, no sada se ova industrija pokazuje jednom od najfleksibilnijih u usvajanju novih tehnologija tiska.