Ako tlačiť priamo na 3D objekty

V posledných troch alebo štyroch rokoch sme veľa počuli o 3D. Ale aj keď je to šikovné, ťažko si predstaviť, že by hralo veľkú úlohu v etablovanom sektore 2D tlače.

Namiesto toho začíname vidieť oveľa tichšiu, ale významnejšiu kombináciu 2D tlače priamo na trojrozmerné objekty. Nazýva sa to „direct-to-shape“ (DTS) a deje sa to práve teraz.

Hlavnými výrobcami boli veľké a špecializované priemyselné jednotky na digitálnu tlač na fľašovacie linky, nápojové plechovky, priemyselné rúry a hrany dlaždíc. Heidelberg, veľký nemecký výrobca ofsetových tlačiarenských strojov, však plánuje zaviesť produktovú radu pre priamu tlač na maloobchodných/spotrebiteľských trhoch, ako aj pre komerčnú a priemyselnú tlač.

Na základnej úrovni sa priame tlačenie do tvaru môže čoraz viac vykonávať v menšom meradle pomocou malých plošných tlačiarní formátu A3/A2, ktoré sú digitálnymi ekvivalentmi malých sieťových a tampónových tlačiarní.

Pivo robí rozruch

V ťažkom priemysle zažila technológia direct-to-shape v auguste 2015 reklamný šum, keď spoločnosť KHS, veľký nemecký výrobca plniacich liniek na fľaše, oznámila prvú komerčnú inštaláciu svojho systému „Direct Print Powered by KHS“, ktorý bol prvýkrát oznámený pred niekoľkými rokmi na výstave Dr inktec v Mníchove.

Používa tlačové hlavy Xaar 1002 usporiadané v nezvyčajnom vertikálnom usporiadaní „mrakodrapu“, ktoré horizontálne vystreľujú na rovné valcové strany fliaš. Fľaše sa pri prechode tlačovými stanicami otáčajú, čím sa na fľaše s priemerom od 40 do 125 mm umiestňuje grafika s výškou až 70 mm.

Kartónové obaly na šesťbalenie Martens sa budú tlačiť v desiatkach tisíc kusov, ak nie viac, ale to je v nápojovom priemysle stále malé pivo.

Spoločnosť Krones, ďalší veľký nemecký výrobca plniacich liniek do fliaš, oznámila na veľtrhu Interpack v roku 2014 projekt atramentového DTS. Jej systém DecoType bol vyvinutý v spolupráci so spoločnosťou Heidelberg, ktorá prispôsobila svoju 4D technológiu s vertikálnymi hlavami Xaar 1002 na tlač UV vytvrdzovaným atramentom na prázdne fľaše vyrobené z PET, PP alebo PE. Tlačiareň je založená na karuseli, ktorý berie fľaše zo štandardnej linky a po tlači ich vracia späť. Výška tlače je možná až do 200 mm.

Rúrky v rotácii

Tlač rúrok sa zatiaľ vyvíja viac ako tlač fliaš. Nemecká spoločnosť Hinterkopf tvrdí, že ako prvá vyvinula digitálnu tlačiareň na tuby, ktorú nazýva D240. Je určená na tlač na plastové a hliníkové tuby, hliníkové plechovky, kazety, fľaše, poháre a iné nádoby.

Cena je približne 2,5 milióna eur v závislosti od konfigurácie a špecifikácie. Prvý výrobný systém spoločnosti Hinterkopf bol nainštalovaný v júli 2015 v rakúskej spoločnosti Ritter južne od Augsbergu. Spoločnosť Ritter vyrába plastové výrobky pre odvetvia, ako je zdravotnícka technika, výstavba ciest a úprava krajiny. Doteraz používala sieťotlač a termotransfery, ale chcela niečo, čo by sa mohlo rýchlejšie meniť medzi jednotlivými úlohami.

„Zákazníci nakupujú čoraz menšie množstvá, ktoré sa majú dodať v kratších lehotách, takže musíme ponúkať službu udržiavania zásob a dodávok just-in-time,“ hovorí spoločný konateľ Ralf Ritter. „Chceme určovať trendy v oblasti tlače plastových kaziet na objednávku.“

Spoločnosť Wifag-Polytype vo Švajčiarsku vyvinula DigiCup, systém priamej tlače na plastové vaničky so štvorcovými stranami, ako sú napríklad nádoby na margarín. Využíva hlavy Konica Minolta a bol vyvinutý s pomocou britského integrátora Industrial Inkjet Ltd. Ten spracováva vane ako kombináciu plochých strán a kónických bočných častí. Považuje sa to za alternatívu k etiketám vo forme, kde sa do vstrekovacích foriem na nádoby umiestňujú predtlačené plastové etikety. Spoločnosť uvádza, že už bolo nainštalovaných niekoľko takýchto zariadení.

Spoločnosť Heidelberg sa zameriava na maloobchodníkov

Všetky systémy, ktoré sme doteraz spomenuli, boli určené na „priemyselné“ použitie a fungovali na štandardizovaných výrobkoch, ako sú fľaše alebo rúrky. Nemecká spoločnosť Heidelberg vynaložila veľké úsilie na DTS a prvý komerčný produkt, ktorý nesie jej vlastné meno, je určený na veľmi krátke série zamerané na spotrebný tovar s online personalizáciou prostredníctvom webovej objednávky. Spoločnosť Heidelberg nazýva svoje systémy DTS „4D“, čo znamená 3D objekty s ďalším rozmerom tlače, ktorý sa na ne aplikuje.

Začiatkom roka 2014 oznámila tlačiareň DTS s názvom Jetmaster Dimension, ktorá má robotický držiak, ktorý otáča objekty pod atramentovou hlavou. Prvé dve komerčné inštalácie sa uskutočnili koncom roka 2014, a to lichtenštajnskej spoločnosti BVD Druck + Verlag a nemeckej spoločnosti Druckhaus Mainfranken, ktorá je tlačovým partnerom spoločnosti Flyeralarm, ktorá sa zaoberá web-to-print. Obe sa používajú na výrobu personalizovaných futbalových lôpt, ktoré možno objednať, prispôsobiť a zaplatiť online.

Tieto dva stroje tlačia len čiernym atramentom vytvrdeným UV žiarením. Na výstave inPrint v Mníchove v novembri 2015 má však Heidelberg oznámiť štvorfarebný model, pričom v roku 2016 plánuje predstaviť ďalšie typy vrátane modelu so šiestimi osami otáčania, ktorý umožní pohyb väčšieho rozsahu tvarov pod tlačovými hlavami.

Spoločnosť vidí veľký potenciál priameho tvarovania v dlhodobom horizonte: „Proces prispôsobovania hromadne vyrábaného tovaru bude rýchlejší, lacnejší a flexibilnejší. Koncoví používatelia pri nákupe hromadne vyrábaných predmetov, ako sú športové potreby, obuv, nábytok a autá, čoraz viac hľadajú možnosti personalizovaného dizajnu. Kvalitná tlač s logami, textom a inými grafickými prvkami je zvyčajne ich prvou voľbou.

„Atramentová tlač ponúka ideálne riešenie, pretože dokáže poskytnúť vysokokvalitné výsledky v širokej škále farieb na najrôznejších povrchoch bez toho, aby ste museli prísť do kontaktu s výrobkom.“

Oliver tvrdí, že spoločnosť Heidelberg už rokuje s maloobchodnými organizáciami o inštalácii tlačiarní v predajniach, ktoré budú podľa Jasona Olivera schopné ponúkať prispôsobenie na rôzne predmety.

Cenovo dostupné DTS

V posledných siedmich rokoch sa rodina maloformátových plochých atramentových tlačiarní s UV-LED technológiou stala priekopníkom spoločnosti Mimaki (a po nej nasledovali spoločnosti Roland DG, Mutoh a niektorí šikovní hackeri Mimaki z tretích strán). Tie síce nevytlačia 100 000 kusov za hodinu, ale stoja 20 000 až 40 000 EUR a nie milióny.

Zvyčajne sa používajú na drobnú propagačnú tlač, na perá, zlaté guľôčky, gagy na kľúče, kryty na telefóny a podobne. Môžu sa používať aj na bežnejšie priemyselné aplikácie, ako sú panely spínačov a prístrojov.

Prípravky sa môžu použiť na udržanie viacerých predmetov v polohe, aby sa vytlačený obrázok mohol zaregistrovať na vrchu, a v niektorých prípadoch sa môžu jogy otáčať pod hlavami, takže sa môžu tlačiť napríklad okraje puzdier telefónov. Valcové rotátory sa môžu používať s jednotlivými fľašami a rúrkami.

Zmiešané požehnanie?

Priama tlač má obrovský význam pre niekoľko etablovaných odvetví polygrafického priemyslu, ktoré dnes väčšinou používajú tampónovú tlač, sieťotlač, samolepiace etikety alebo rôzne metódy prenosu, ako je sublimácia farbiva alebo vodolepiace obtlačky. Odstraňuje samostatnú fázu tlače a aplikácie.

Pre zavedené tlačiarne to môže byť zmiešané požehnanie. Na jednej strane, ak si ju môžu osvojiť sami pre položky, ako sú darčekové predmety, potom prináša obvyklé digitálne výhody krátkeho nákladu a personalizácie v efektívnom balení.