3Dオブジェクトに直接プリントする方法

ここ3、4年、3Dについてよく耳にするようになった。しかし、賢いとはいえ、確立された2Dプリンティング分野で大きな役割を果たすとは考えにくい。

その代わりに、3次元の物体に直接2Dプリントを施すという、静かではあるが、より重要な混合が見られ始めている。これは「ダイレクト・トゥ・シェイプ」（DTS）と呼ばれ、今まさに起こっている。

ボトル製造ライン、飲料缶、工業用チューブ、タイルの縁などにデジタル印刷を行う、大手の工業用専門メーカーが主な製品であった。しかし、ドイツの大手オフセット印刷機メーカーであるハイデルベルグ社は、商業印刷や産業印刷だけでなく、小売／消費者市場にもダイレクト・トゥ・シェイプ製品群を投入する計画を持っている。

エントリーレベルでは、小型スクリーン印刷機やパッド印刷機に相当するデジタル印刷機である小型のA3/A2ディープベッド平面印刷機によって、より小規模なダイレクト・トゥ・シェイプがますます可能になりつつある。

ビールが話題に

2015年8月、ドイツの大手ボトル充填ラインメーカーであるKHSが、数年前にミュンヘンで開催されたDr inktec展示会で初めて発表した「Direct Print Poweredby KHS」システムの最初の商業設置を発表した。

これはXaar 1002プリントヘッドを使用し、珍しい縦型の「スカイスクレイパー」配置で、ボトルのまっすぐな円筒形の側面に水平に発射する。ボトルはプリントステーションを通過する際に回転し、40～125mmのボトルに高さ70mmまでのラップアラウンド・グラフィックを施す。

厚紙で印刷された6本入りのスリーブ、マーテンは数万枚を印刷することになるだろうが、それでも飲料業界では小さなビールだ。

同じくドイツの大手ボトル充填ラインメーカーであるクロネスは、2014年のInterpackでインクジェットDTSプロジェクトを発表した。同社のDecoTypeシステムはハイデルベルグ社との共同開発で、同社の4D技術を縦型Xaar 1002ヘッドに適応させ、PET、PP、PE製の空ボトルにUV硬化インクを印刷する。このプリンターは、標準ラインからボトルを取り出し、印刷後にボトルを戻すカルーセルをベースにしている。高さ200mmまでの印刷が可能です。

回転するチューブ

これまでのところ、チューブ印刷はボトルよりも開発が進んでいる。ドイツのヒンターコプフ社は、D240と呼ぶデジタル・チューブ・プリンターを最初に開発したと主張している。このプリンターは、プラスチックやアルミのチューブ、アルミ缶、カートリッジ、ボトル、カップ、その他の容器への印刷を目的としている。

価格は構成や仕様にもよるが約250万ユーロ。ヒンターコップの最初の生産システムは、2015年7月、アウグスベルクの南に位置するオーストリアのリッター社に設置された。リッター社は、医療技術、道路建設、造園などの分野でプラスチック製品を製造している。同社はこれまでスクリーン印刷や熱転写を使用してきたが、より速くジョブ間を変更できるものを求めていた。

「顧客はより少量の製品をより短期間で購入するため、在庫管理とジャスト・イン・タイムの納品サービスを提供する必要があります」と、共同経営者のラルフ・リッターは言う。「私たちは、プラスチック・カートリッジのオンデマンド印刷ビジネスのトレンドセッターでありたいと願っています」。

スイスのWifag-Polytype社は、マーガリン容器のような四角いプラスチック桶用のダイレクト印刷システムDigiCupを開発した。これはコニカミノルタのヘッドを使用し、英国のインテグレーターIndustrial Inkjet Ltd.の協力を得て開発された。これは、桶を平らな側面と円錐形の側面の組み合わせとして扱うものである。これは、あらかじめ印刷されたプラスチック・ラベルを容器の射出成形金型に入れるインモールド・ラベルに代わるものと考えられている。同社によれば、すでに数台が導入されている。

ハイデルベルグ、小売業者をターゲットに

これまで述べてきたシステムはすべて「工業用」のもので、ボトルやチューブなど標準化された製品で稼働するものだった。ドイツのハイデルベルグ社は、DTSに力を入れており、その名を冠した最初の商用製品は、ウェブ注文によるオンライン・パーソナライゼーションが可能な、消費財向けの超短納期向けである。ハイデルベルグ社は、自社のDTSシステムを「4D」と呼んでおり、これは3Dオブジェクトにさらに1次元の印刷を施すという意味である。

2014年初めには、インクジェットヘッドの下で物体を回転させるロボットホルダーを備えたDTSプリンター「Jetmaster Dimension」を発表した。2014年末には、リヒテンシュタインを拠点とするBVD Druck + Verlagと、ウェブ・ツー・プリント企業Flyeralarmの印刷パートナーであるドイツのDruckhaus Mainfrankenの2社に最初の商用導入が行われた。どちらも、オンラインで注文、カスタマイズ、決済が可能なパーソナライズド・フットボールの製造に使用されている。

この2つの機械は、黒のUV硬化インクでのみ印刷する。しかし、ハイデルベルグ社は2015年11月にミュンヘンで開催されるinPrintショーで4色モデルを発表する予定であり、2016年にはさらに6軸の回転軸を持つタイプも導入する計画である。

ダイレクト・トゥ・シェイプは、大量生産品をカスタマイズするプロセスを、より速く、より安く、より柔軟にするものです」と、同社は長期的に大きな可能性を見出している。エンドユーザーは、スポーツ用品、靴、家具、自動車などの大量生産品を購入する際に、パーソナライズされたデザイン・オプションを求めるようになっている。ロゴ、テキスト、その他のグラフィック要素を用いた高品質の印刷は、通常、彼らの最初の選択肢となる。

「インクジェット印刷は理想的なソリューションである。

ジェイソン・オリバー氏によれば、ハイデルベルグ社はすでに、さまざまな対象物にカスタマイズを施すことができる店内プリンターの設置について、小売組織と話し合っているという。

手頃な価格のDTS

過去7年間、ミマキ（そしてローランド ディー.ジー.、ムトー、サードパーティの賢いミマキハッカーたち）によって、小判サイズのUV-LEDフラットベッドインクジェットファミリーが開拓されてきた。これらは1時間に10万枚を印刷することはできないが、価格は2万ユーロから4万ユーロで、数百万円もしない。

一般的には、ペン、金ボール、キーギャグ、電話カバーなど、小さな販促印刷に使用される。また、スイッチや計器パネルなど、より一般的な工業用途にも使用できます。

治具は、印刷された画像が上に登録されるように、複数のアイテムを所定の位置に保持するために使用することができます。場合によっては、治具はヘッドの下で回転することができるので、例えば、電話ケースのエッジを印刷することができます。シリンダーローテーターは、シングルボトルやチューブに使用できます。

複雑な祝福？

ダイレクト・トゥ・シェイプ印刷は、今日、パッド印刷、スクリーン印刷、自己粘着ラベル、昇華型や水スライドシールなどのさまざまな転写方式を主に使用している印刷業界のいくつかの確立されたセクターにとって、大きな意義を持っている。これは、印刷と貼付の別々の段階を取り除くものである。

これは、既存の印刷会社にとっては複雑な恵みかもしれない。一方では、ギフトウェアのようなアイテムに自社で採用できれば、小ロット生産やパーソナライゼーションといった通常のデジタル印刷の利点を効率的なパッケージで実現できる。