Come stampare direttamente su oggetti 3D

Negli ultimi tre o quattro anni abbiamo sentito parlare molto di 3D. Tuttavia, per quanto sia intelligente, è difficile immaginare che possa giocare un ruolo importante nel settore della stampa 2D.

Invece stiamo iniziando a vedere un mix molto più silenzioso ma significativo di stampa 2D direttamente su oggetti tridimensionali. Si chiama “direct-to-shape” (DTS) e sta avvenendo ora.

I principali produttori sono stati grandi unità industriali specializzate, per la stampa digitale su linee di imbottigliamento, lattine per bevande, tubi industriali e bordi di piastrelle. Tuttavia Heidelberg, il grande produttore tedesco di macchine da stampa offset, ha in programma di introdurre una famiglia di prodotti direct-to-shape nei mercati della vendita al dettaglio/consumo e della stampa commerciale e industriale.

Per quanto riguarda il livello base, il direct-to-shape può essere realizzato sempre più spesso su scala ridotta da piccole stampanti flatbed a letto profondo A3/A2 che sono l’equivalente digitale delle piccole stampanti serigrafiche e tampografiche.

La birra fa il botto

L’industria pesante del direct-to-shape ha visto un’esplosione pubblicitaria nell’agosto 2015 quando KHS, un grande produttore tedesco di linee di riempimento per bottiglie, ha annunciato la prima installazione commerciale del suo sistema “Direct Print Powered by KHS”, annunciato per la prima volta alla fiera Dr inktec di Monaco un paio di anni fa.

Utilizza testine di stampa Xaar 1002 disposte in un’insolita disposizione verticale a “grattacielo”, che sparano in orizzontale sui lati cilindrici delle bottiglie. Le bottiglie vengono ruotate mentre passano davanti alle stazioni di stampa, ottenendo grafiche avvolgenti fino a 70 mm di altezza su bottiglie di dimensioni comprese tra 40 e 125 mm.

Stampati in cartone da sei confezioni, Martens ne stamperà decine di migliaia, se non di più, ma si tratta comunque di una piccola birra nel settore delle bevande.

Krones, un altro grande produttore tedesco di linee di riempimento per bottiglie, ha annunciato un progetto DTS a getto d’inchiostro all’Interpack del 2014. Il suo sistema DecoType è stato sviluppato in collaborazione con Heidelberg, che ha adattato la sua tecnologia 4D con testine verticali Xaar 1002, per stampare inchiostro UV su bottiglie vuote in PET, PP o PE. La stampante si basa su un carosello che prende le bottiglie da una linea standard e le restituisce dopo la stampa. Sono possibili altezze di stampa fino a 200 mm.

Tubi in rotazione

Finora la stampa in tubetto ha visto più sviluppi che bottiglie. L’azienda tedesca Hinterkopf sostiene di essere la prima ad aver sviluppato una stampante digitale per tubi, che chiama D240. È destinata alla stampa su tubi di plastica e alluminio, lattine di alluminio, cartucce, bottiglie, tazze e altri contenitori.

Il prezzo è di circa 2,5 milioni di euro a seconda della configurazione e delle specifiche. Il primo sistema di produzione di Hinterkopf è stato installato nel luglio 2015 presso Ritter, un’azienda austriaca a sud di Augsberg. Ritter produce prodotti in plastica per settori come la tecnologia medica, la costruzione di strade e la paesaggistica. Ha utilizzato la serigrafia e il termotrasferimento, ma voleva un sistema che permettesse di passare da un lavoro all’altro in modo più rapido.

“I clienti acquistano quantità sempre più piccole da consegnare in tempi più brevi, per cui dobbiamo offrire il servizio di mantenimento delle scorte e le consegne just-in-time”, afferma l’amministratore delegato Ralf Ritter. “Vogliamo essere dei trend-setter nel settore della stampa su richiesta di cartucce di plastica”.

In Svizzera, Wifag-Polytype ha sviluppato DigiCup, un sistema di stampa diretta per vaschette di plastica a lato quadrato, come i contenitori di margarina. Utilizza le testine di Konica Minolta ed è stato sviluppato con l’aiuto dell’integratore britannico Industrial Inkjet Ltd. Il sistema tratta le vaschette come una combinazione di lati piatti e sezioni laterali coniche. Si tratta di un’alternativa alle etichette in stampo, in cui le etichette di plastica prestampate vengono inserite negli stampi a iniezione per i contenitori. Secondo l’azienda, ne sono già state installate diverse.

Heidelberg si rivolge ai rivenditori

Tutti i sistemi che abbiamo menzionato finora sono stati destinati a un uso “industriale” e a prodotti standardizzati come bottiglie o tubi. Heidelberg, in Germania, ha puntato molto sul DTS e il primo prodotto commerciale che porta il suo nome è destinato a tirature molto brevi per i prodotti di consumo con personalizzazione online tramite ordini via web. Heidelberg chiama i suoi sistemi DTS “4D”, ovvero oggetti 3D a cui viene applicata una dimensione di stampa extra.

All’inizio del 2014 ha annunciato una stampante DTS chiamata Jetmaster Dimension, dotata di un supporto robotico che ruota gli oggetti sotto la testina a getto d’inchiostro. Le prime due installazioni commerciali sono state effettuate alla fine del 2014, presso la BVD Druck + Verlag del Liechtenstein e la tedesca Druckhaus Mainfranken, partner di stampa della società di web-to-print Flyeralarm. Entrambe vengono utilizzate per produrre palloni da calcio personalizzati che possono essere ordinati, personalizzati e pagati online.

Queste due macchine stampano solo con inchiostro nero a polimerizzazione UV. Tuttavia, in occasione della fiera inPrint che si terrà a Monaco di Baviera nel novembre 2015, Heidelberg annuncerà un modello a quattro colori, con l’intenzione di introdurne altri tipi nel 2016, tra cui uno con sei assi di rotazione, che consentirà di spostare una maggiore gamma di forme sotto le testine di stampa.

L’azienda vede un grande potenziale per il direct-to-shape a lungo termine, affermando che “renderà il processo di personalizzazione dei prodotti di massa più veloce, più economico e più flessibile”. Gli utenti finali sono sempre più alla ricerca di opzioni di design personalizzate quando acquistano articoli prodotti in serie come articoli sportivi, calzature, mobili e automobili. La stampa di alta qualità con loghi, testi e altri elementi grafici è di solito la loro prima scelta.

“La stampa a getto d’inchiostro offre la soluzione ideale, in quanto è in grado di fornire risultati di alta qualità in un’ampia gamma di colori su una grande varietà di superfici, senza dover entrare in contatto con il prodotto”.

Oliver afferma che Heidelberg sta già parlando con le organizzazioni di vendita al dettaglio per l’installazione di stampanti in negozio che saranno in grado di offrire la personalizzazione su una serie di oggetti, secondo Jason Oliver.

DTS a prezzi accessibili

Negli ultimi sette anni una famiglia di inkjet UV-LED flatbed di piccolo formato è stata sperimentata da Mimaki (e seguita da Roland DG, Mutoh e da alcuni abili hacker Mimaki di terze parti). Non stampano 100.000 pezzi all’ora, ma costano dai 20.000 ai 40.000 euro e non milioni.

In genere vengono utilizzati per piccoli lavori di stampa promozionale, su penne, palline dorate, portachiavi, cover per telefoni e simili. Possono essere utilizzati anche per applicazioni industriali più convenzionali, come pannelli di interruttori e strumenti.

Le maschere possono essere utilizzate per tenere più oggetti in posizione in modo che l’immagine stampata venga registrata sulla parte superiore; in alcuni casi le maschere possono ruotare sotto le testine, per esempio per stampare i bordi delle custodie dei telefoni. I rotatori di cilindri possono essere utilizzati con bottiglie e tubi singoli.

Una benedizione mista?

La stampa diretta alla forma ha un’enorme importanza per diversi settori consolidati dell’industria della stampa che oggi utilizzano principalmente la tampografia, il processo serigrafico, le etichette autoadesive o una serie di metodi di trasferimento come la sublimazione o le decalcomanie ad acqua. Elimina la fase di stampa e applicazione separata.

Per le tipografie affermate potrebbe essere una benedizione mista. Da un lato, se possono adottarla loro stessi per articoli come l’oggettistica, allora porta i consueti vantaggi digitali della tiratura ridotta e della personalizzazione in un pacchetto efficiente.