Vi har hört mycket om 3D under de senaste tre eller fyra åren. Men även om det är smart är det svårt att se att det skulle kunna spela en stor roll i den etablerade sektorn för 2D-utskrifter.

Istället börjar vi se en mycket tystare men mer betydelsefull blandning av 2D-utskrifter direkt på tredimensionella objekt. Det kallas ”direct-to-shape” (DTS) och det händer nu.

Huvudaktörerna har varit stora och specialiserade industriella enheter för digitalt tryck på tappningslinjer, dryckesburkar, industrirör och kakelplattor. Heidelberg, den stora tyska offsetpresstillverkaren, har dock planer på att lansera en produktfamilj för direktformning på detaljhandels- och konsumentmarknader samt för kommersiellt och industriellt tryck.

På instegsnivån kan direkt-till-form i allt större utsträckning göras i mindre skala med små A3/A2-planskrivare med djupbädd som är de digitala motsvarigheterna till små skärm- och tampongskrivare.

Öl gör ett stänk

Den tungindustriella delen av ”direct-to-shape” fick ett publikt genombrott i augusti 2015 när KHS, en stor tysk tillverkare av flaskfyllningslinjer, tillkännagav den första kommersiella installationen av sitt ”Direct Print Powered by KHS”-system, som först presenterades på Dr inktec-mässan i München för ett par år sedan.

Här används Xaar 1002 skrivhuvuden som är placerade i ett ovanligt vertikalt ”skyskrape”-arrangemang och som skjuter horisontellt på flaskornas raka cylindriska sidor. Flaskorna roteras när de passerar tryckstationerna, vilket ger wraparound-grafik som är upp till 70 mm hög på flaskor som är 40-125 mm.

Den första installationen gjordes hos Browerij Martens i Belgien, det näst största ölbryggeriet i Belgien. Detta används för relativt korta, versionsanpassade upplagor på PET-ölflaskor. PET används inte så mycket för öl i Västeuropa, men är vanligare i de östeuropeiska länderna.

Det första offentligt tillkännagivna jobbet var en lansering av en öl som visade en rad skådespelare från den belgiska TV-sitcomen ”FC De Kampioenen” för att marknadsföra ett ”Jubilee Generale” i oktober 2015. Dagschotels PET-ölflaskor bär bilder av olika skådespelare som kommer till liv med hjälp av en speciell smartphone-app och interagerar med varandra om två flaskor placeras bredvid varandra. Martens kommer att tryckas i tiotusentals om inte mer, men det är fortfarande små mängder öl i dryckesindustrin.

Krones, en annan stor tysk tillverkare av flaskfyllningslinjer, tillkännagav ett inkjet DTS-projekt på Interpack 2014. Deras DecoType-system har utvecklats i samarbete med Heidelberg, som har anpassat sin 4D-teknik med vertikala Xaar 1002-huvuden för att skriva ut UV-härdat bläck på tomflaskor av PET, PP eller PE. Skrivaren är baserad på en karusell som tar flaskor från en standardlinje och returnerar dem efter tryckning. Utskriftshöjder på upp till 200 mm är möjliga.

KHS-installationen på Browerij Martens.

Enligt projektledaren Andreas Kraus: ”Fördelen är flexibiliteten. Varje tryck kan vara annorlunda, man kan integrera variabeldata för att individualisera och anpassa produkter. En särskild fördel är att det går att trycka på områden som idag inte går att trycka med konventionella etiketter, t.ex. präglingar, spår eller struktur. Detta ger ett mervärde till behållaren och vi tror och tror att detta är framtidens teknik.”

En YouTube-video visar hur systemet trycker på de plattare sidorna av ovala plastflaskor. Det finns redan en DecoType på en Beta site, enligt Jason Oliver, Heidelberg.

Rör i en snurr

Tubtryck har hittills utvecklats mer än flaskor. Det tyska företaget Hinterkopf hävdar att de är först med att ha utvecklat en digital tubskrivare, som de kallar D240. Den är avsedd för tryck på plast- och aluminiumtuber, aluminiumburkar, patroner, flaskor, muggar och andra behållare.

Priset ligger på cirka 2,5 miljoner euro beroende på konfiguration och specifikation. Hinterkopfs första produktionssystem installerades i juli 2015 hos Ritter, ett österrikiskt företag söder om Augsburg. Ritter tillverkar plastprodukter för sektorer som medicinsk teknik, vägbyggen och landskapsarkitektur. Företaget har tidigare använt screentryck och termotransfer, men ville ha något som snabbare kunde ställas om mellan olika jobb.

”Kunderna köper allt mindre kvantiteter som ska levereras på kortare tid, vilket gör att vi måste erbjuda lagerhållning och just-in-time-leveranser”, säger Ralf Ritter, som är delägare i bolaget. ”Vi vill vara trendsättare inom print-on-demand-branschen för plastkassetter.”

En annan rörskrivare har utvecklats av det italienska företaget Martinenghi, vars Michelangelo KX48P presenterades 2014. Den kan skriva ut i upp till sju färger, inklusive vitt, på rör med en diameter på 13,5 till 66 mm och en längd på 50 till 280 mm.

I Schweiz har Wifag-Polytypeutvecklat DigiCup, ett direkttryckssystem för plastburkar med fyrkantiga sidor, t.ex. margarinburkar. Systemet använder Konica Minolta-huvuden och har utvecklats med hjälp av den brittiska integratören Industrial Inkjet Ltd. Här behandlas burkarna som en kombination av plana sidor och koniska sidosektioner. Den ses som ett alternativ till ”in-mould labels”, där förtryckta plastetiketter placeras i formsprutorna för behållarna. Flera har redan installerats, enligt företaget.

Heidelberg riktar sig till återförsäljare

Alla de system vi hittills har nämnt har varit för ”industriellt” bruk och körningar på standardiserade produkter som flaskor eller tuber. Heidelberg i Tyskland har satsat mycket på DTS och den första kommersiella produkten som bär deras eget namn är avsedd för mycket små upplagor av konsumentprodukter med personlig anpassning via webbeställning. Heidelberg kallar sina DTS-system för ”4D”, vilket betyder 3D-objekt med en extra tryckdimension.

I början av 2014 presenterades en DTS-skrivare kallad Jetmaster Dimension, som har en robothållare som roterar objekt under ett bläckstrålehuvud. De två första kommersiella installationerna gjordes i slutet av 2014, till Liechtenstein-baserade BVD Druck + Verlag och tyska Druckhaus Mainfranken, en printpartner till web-to-print-företaget Flyeralarm. Båda används för att producera personliga fotbollar som kan beställas, skräddarsys och betalas online.

Dessa två maskiner trycker endast med svart UV-härdad färg. På inPrint-mässan i München i november 2015 kommer Heidelberg dock att presentera en fyrfärgsmodell, med planer på att introducera ytterligare typer under 2016, bland annat en med sex rotationsaxlar, vilket gör det möjligt att flytta ett större antal former under skrivhuvudena.

Bolaget ser en stor potential för direct-to-shape på längre sikt och säger: ”Det kommer att göra processen med att anpassa massproducerade varor snabbare, billigare och mer flexibel. Slutanvändarna söker i allt högre grad efter personliga designalternativ när de handlar massproducerade varor som sportartiklar, skor, möbler och bilar. Högkvalitativt tryck med logotyper, text och andra grafiska element är vanligtvis deras förstahandsval.

”Bläckstråleskrivare är den perfekta lösningen, eftersom de kan leverera högkvalitativa resultat i en mängd olika färger på en mängd olika ytor utan att behöva komma i kontakt med produkten.”

Oliver säger att Heidelberg redan pratar med detaljhandelsföretag om att installera skrivare i butikerna som kommer att kunna erbjuda kundanpassning på en rad olika objekt, enligt Jason Oliver.

Prisvärd DTS

Under de senaste sju åren har Mimaki (och därefter Roland DG, Mutoh och några smarta Mimaki-hackare från tredje part) varit pionjärer inom en familj av UV-LED-planbäddsbläckstråleskrivare i småformat. Dessa skriver inte ut 100 000 artiklar per timme, men de kostar 20 000-40 000 euro och inte miljoner.

De används vanligtvis för små reklamtryck, på pennor, guldkulor, nyckelgags, telefonskal och liknande. De kan också användas för mer konventionella industriella applikationer som t.ex. brytar- och instrumentpaneler.

Jiggar kan användas för att hålla flera föremål i position så att den tryckta bilden kan registreras ovanpå, och i vissa fall kan jiggarna rotera under huvudena så att t.ex. kanterna på telefonfodral kan tryckas. Cylinderrotatorer kan användas för enstaka flaskor och rör.

Mimaki tillverkade ursprungligen A3-formatet UJF-3042 för objekt med ett djup på upp till 50 mm, men senare modeller har ökat detta till 150 mm. Nu tillkommer A2+-formatet UJF-6042 och den nya UJF-7151 (710×510 mm bäddformat).

Roland DG introducerade först LEF-12 i formatet 305 x 280 mm och lade senare till A3+ VersaUV LEF-20. Mutoh introducerade nyligen A3+ ValueJet 426UV. Flera tredjepartsleverantörer tar befintliga små flatbäddar (mestadels Mimakis) och bygger om dem med djupare bäddar.

Blandad välsignelse?

Direct to shape printing har stor betydelse för flera etablerade sektorer inom tryckeribranschen som idag mestadels använder tampotryck, screentryck, självhäftande etiketter eller olika överföringsmetoder som sublimering med färgämne eller vattenslide-dekaler. Det separata tryck- och appliceringssteget försvinner.

Detta kan vara en blandad välsignelse för etablerade tryckerier. Å ena sidan, om de kan använda det själva för exempelvis presentartiklar, ger det de vanliga digitala fördelarna med korta upplagor och personlig anpassning i ett effektivt paket.

Bläckstråletryckta PET-flaskor producerade av Browerij Martens.

Å andra sidan, som KHS och Krones visar, kan dessa DTS-digitalskrivare komma att användas i tillverknings- och fyllningslinjer och göra behovet av externa utskriftstjänster överflödigt. Förmodligen kommer vi att få se en blandning av båda, där små kunder använder sig av externa tjänster och de större kan göra investeringen för att ta arbetet internt.