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移动互联时代下各种印刷方式的升级、拓展与融合
 
http://www.paper.com.cn  2020-07-31 中国印刷(韩晓良)

  导读:印刷设备制造企业在流通领域发力的同时,在智能制造、物联网、无人或少人操作方面也应该有所推进,机器的操作也应该与移动互联网连接,机器操作实现远程化方面应该取得进展,组合印刷机就是实现人工智能的突破口,其标准也应该走在前面。

  现代信息技术的不断创新使得部分产业和产品被颠覆得销声匿迹,然而印刷设备依然在升级、拓展和与新技术融合。自毕昇发明泥活字印刷术以来,经过近千年的不断创新与发展,在形成四大印刷方式的基础上,传统印刷方式也在遭遇数字化、互联网、移动互联网和环境保护的挑战,虽然市场受到挤压,但依然在印刷包装市场发挥不可替代的作用。在世界经济进入快速发展的信息时代,异军突起的柔性版印刷和第五种印刷方式——数字印刷已经取得巨大的创新成果,尤其进入21世纪初,数字印刷方式蓬勃兴起,已经在各个领域中广泛应用,成为新时代最重要创新力量,在印刷设备领域也得到非凡的进展。传统印刷方式的技术提升也在不断取得成果,凸版经历过手工雕版(诸如朱仙镇年画和绘画艺术等)、木活字、泥活字、锡活字、铅活字、铅版、橡皮版、化学腐蚀版、感光树脂版等发展过程。胶版也经历过石印、珂罗版、照相制版、激光照排、数字制版的发展过程。凹版经历过手工雕版、化学腐蚀制版、电子雕刻制版、激光雕刻制版的发展过程。网版经历过手工刻版(漏版)、照相制版、数字制版的发展过程,并在进军电子、工程等领域。

  当代印刷机械标准化创新中,《印刷机械印刷机命名和编号办法》标准中列出第五种印刷方式,即特种印刷,它包括喷墨印刷、热转移印刷和盲文版等。随着时代的变迁,印刷方式相互替代创新、淘汰性创新和新领域开拓创新不断加快,各种印刷方式都寻找到新的应用领域,并在不断地开拓新的应用市场。当前传统印刷受到新兴市场的挤压,生存和发展遇到暂时的困难,然而在新领域的应用使传统印刷方式获得黎明前的曙光。

  印刷设备市场还取得融合性发展升级,不断出现各种印刷方式、印后功能联线组合的印刷设备,并在市场走俏,如PS版间歇式标签印刷机组实现的胶版印刷及模切的组合;机组式柔性版印刷机包括的柔性版印刷机组、胶版印刷机组、丝网印刷机组、凸版印刷机组、模切烫印(冷热烫印)机组、喷码等组合,这种组合印刷机还有多种组合模块,从而形成更广阔的适应性。

  传统印刷方式升级与拓展

  传统印刷方式从源头一路走来,不但没有被现代数字技术颠覆,而且通过不断技术创新,应用领域不断拓展,仍然在印刷包装市场占据一席之地。

  凸版印刷

  铅版印刷已经几乎全部被胶版印刷所替代,然而感光树脂版的出现,使濒临灭绝的印刷方式起死回生,并开始向两个方向发展。一是保留了凸版印刷的传墨、匀墨、窜墨结构,铅版被感光树脂版替代,实现照相制版和计算机直接制版,凸版印刷继续延长了生命周期,并在不干胶印刷、标签印刷、包装印刷(瓦楞纸印刷)继续发挥着作用,而且实现横向和纵向的可变印刷。二是印版采用感光树脂版,出墨辊变换为新型网纹辊,简化了墨路的复杂结构,使其结构得到大大简化,更重要的是采用水性油墨,使这种印刷方式达到环保化,印刷过程没有溶剂的挥发污染,是一种与环境友好的柔性版印刷方式。这种印刷方式的诞生,开始挑战胶版印刷方式的市场,不但在食品包装、产品包装印刷广泛应用,而且正在书刊印刷领域发挥作用。

  凹版印刷

  凹版印刷是在版表面雕刻下凹图像文字的制版技术。最早出现于15世纪的欧洲,以手工在金属板上雕出凹陷的图文,印刷时敷上油墨,把版表面所着油墨去净,只保留凹下部分的油墨,再转印到纸张上,后又发展到照相腐蚀凹版(旧称影写版)、机械雕刻凹版、电子束雕刻凹版、激光雕刻凹版等。凹版印刷也是一种古老的印刷方式,至今仍保留金属印版手工雕刻工艺,由于印刷可以起到防伪效果,油墨较厚,有立体感,能适应在市场上长期流通,因此主要用于货币和邮票的印刷,是一种大批量的防伪印刷方式。近代这种印刷方式用于包装产品,如烟草、酒包装也是出于防伪的目的,近代的塑料包装印刷普遍采用这种印刷方式。凹版印刷的材质非常广泛,包括纸张、塑料膜及纸塑铝复合的乳品利乐包装、百利包装等。

  目前市场上有三种印刷设备,一种是卷筒料机组式凹版印刷机,主要用于纸张、塑料膜的多色印刷,另一种是单张纸凹版印刷机,主要用于烟酒包装印刷,能起到防伪的作用。还有一种卫星式卷筒料凹版印刷机,这种设备因为各色印刷共用一个压印滚筒,因此设备结构紧凑,套印精度高,但超大直径的压印滚筒制造困难,这种设备市场少见。

  网版印刷

  网版印刷曾经是纺织品、服装、鞋帽、皮革制品、街头广告、路牌、装饰品、体育用品、玻璃制品、塑料制品、工艺品、瓷器和商铺招牌等的主要印刷方式,曾经在市场上火红一时。然而数字印刷的兴起,大部分市场被挤占,应用领域受到强烈挤压。这种印刷方式由于可以实现多种印刷材料、多种几何表面、各种物理性能的质地材料的印刷,应用范围不断扩大,网版印刷除空气和水不能印刷,几乎其他印刷方式不能印刷的地方这种印刷方式都能适应,甚至包括大型机电设备机体印刷,包装箱标志的设备名称、重量、不可倒置的文字和图案都是这种印刷方式给予解决。现在这种印刷方式已经扩展到电子产品,如荧光屏、线路板的印刷等。

  路牌和牌匾在露天情况下,受到日光、风雨的侵蚀,表面和文字应该经得起自然的考验,表面采取亮光或哑光烤漆能够防止自然的侵袭,一般情况下是将材料打磨到一定程度上,喷上若干层的特制油漆,经过高温烘烤定型,并要求在干燥、漆面均匀、油漆附着力强,无皱纹、气泡情况下,进行表面文字丝网印刷,这是一种专用场合的应用。丝网印刷方式的主要拓展方向是向工程、电子产品和与其他印刷方式融合发展,丝网印刷机组配置是印刷机具备防伪和立体效果印刷的特种配置。

  胶版印刷

  胶版印刷是最重要的一种印刷方式,曾是报刊印刷、书刊印刷、包装印刷和图片印刷的主力军,其印刷高质量、高效率和低成本的领先于其他印刷方式,并实现与相关辅机制造实现专业化、辅料品种多样化,配套领域成龙配套化,这些都处于各种印刷方式之首。然而数字化、信息化和环保化技术不断提高,胶版印刷的市场受到激烈的冲击,数字印刷占领了快印市场、数字票据市场,也分割了票据标签账册印刷和商务印刷市场,这些市场被打印复印设备被颠覆,现在胶印仅在大批量的报刊(也在不断萎缩)、书刊和包装市场仍无法撼动。胶印印刷在固守传统印刷市场的同时,也在开拓其他领域,向大幅面、超大幅面、双面印刷、专色印刷、装饰上光印刷、镭射印刷、金属板材印刷;也有联线监测、冷烫印、卷筒纸裁切等联线功能的超级拓展。金属板印刷设备已经从单色印刷到多色印刷,印刷市场还在创新拓展之中。胶印设备的辅助设备,乃至印刷机组也被单张纸凹印机、单张纸上光机、表格机、标签印刷机、药监码喷墨机等设备采用。胶印烘干技术已完成红外线、紫外线(UV)、LED、EB电子束等技术升级,应用更加节能和环保。环保技术也在不断提升,如无水胶印、植物油墨、免清洗制版、免化学处理制版等技术都在发展创新中。

  胶版印刷联线的辅助设备也在印刷包装设备中广泛应用,如适应各种速度和幅面的单张纸输纸机不但在单张纸印刷机上使用,而且在全自动模切烫印机、自动丝网印刷机、单张纸凹印机、单张纸柔性版印刷机、药检码喷墨机、裱纸机、覆面机、覆膜机等设备上广泛使用。单张纸联线的收纸机也被广泛应用,即印刷机组在单张纸凹印机、单张纸上光机等设备上被广泛应用。

  胶版印刷设备应用的创新技术也被其他印刷方式的设备采用,如卷筒纸胶印机纸张张力控制系统曾经历过皮带与摩擦轮、楔形木块与摩擦轮、磁粉制动器和磁粉离合器等阶段,直至现代的伺服控制系统。在现代卷筒料凹版印刷机、柔性版印刷机、PS版间歇式标签印刷机、表格机等卷筒纸印刷设备普遍采用伺服控制的张力控制系统。印刷设备的调速系统,单张纸胶印机曾采用电磁调速(滑差电机调速),现在普遍采用变频调速。卷筒纸印刷机调速装置曾采用直流调速,现在也普遍采用变频调速。另外PLC可编程控制器、导纸器、传感器、定点定量润滑、自动套印、自动检测等装置也流布到各种印刷方式的设备中。

  在工艺措施实施上,胶版印刷设备也起到引领作用,如滚筒表面的镀硬铬、刷镀、硫化、热处理氮化、电子喷涂、电弧喷涂、离子喷涂等表面处理方式都走在行业的前头。随着胶版印刷速度的提高,滚筒和滚筒的平衡历经加工静平衡、配重静平衡,直到经过动平衡机上动平衡检测达到动平衡,并采取措施使机器克服共振产生的危害。

  在设备安全方面,胶版印刷设备也是最早采取国际安全标准保护措施的印刷方式,如光电保护、安全杠保护、压力保护、冗余保护和止动控制(限制滚筒转速和转动距离)等。

  现代印刷方式升级与拓展

  数字印刷方式是当代最伟大的创举,其建立在电子计算机、激光技术、纳米技术、各种光源(红外线、紫外线、LED、EB电子束)的基础上,成功实现数字直接制版、数字无版印刷、3D打印的创新,并把3D印刷技术导入工程领域。

  数字印刷

  数字印刷设备的创新已经拓展到印刷行业的各个领域,其中电子成像、静电复印成像、热敏成像、磁成像、离子流成像的无版的数字印刷机已经占领商务和办公印刷市场,适应了短版、可变印刷和即时印刷市场。另一种数字印刷是喷墨成像印刷,喷墨打印机曾是计算机辅助设备,主要用于办公输出印刷,经过不断的创新发展,成为适应数字印刷、可变印刷和即时印刷的输出设备,并在印刷包装领域不断扩展应用,现在的应用领域进入户外广告(包括房地产、公交车体和街头广告等)、药类包装监测码等领域。近代,喷墨印刷又跨行业以3D打印的形式进入工程、航天、航空、医疗、建筑等领域,还和加工中心机床结合成为3D打印和自动加工生产线,广泛应用国民经济各个部门,成为现代科技创新最活跃的领域。

  特种印刷

  《印刷机产品型号编制方法》行业标准定义的第五种印刷方式,还有一种特种印刷方式,包括盲文印刷、喷墨印刷和激光印字三种设备,当然热转移印刷或热升华印刷,以及现代数字印刷也可以归类特种印刷。盲文印刷机,实际是一种通过冲压生成凸点形成的文字,用手触摸的阅读方式,主要服务于盲人学习阅读领域。喷墨打印和激光打印应该是两种打印机,是一种计算机外围输出设备,已经在办公印刷领域广泛应用。还有一种热转移或热升华印刷,主要用在印刷到纸张上的图案再热转移到纺织品和呢料上的一种印刷方式,这种设备叫热转移印刷机。另外一种特种印刷方式是喷墨印刷方式和多种数字印刷设备,已经在商业印刷、广告印刷等很多领域得到广泛应用,并且在报刊、书刊等领域得到应用,尤其喷墨印刷在大幅面广告印刷、个性化标签印刷、药监码喷墨印刷领域得到广泛应用。喷墨头还可以连线在各种印刷方式的设备上,实现个性化、可变化、即时化印刷。

  各种印刷方式的融合

  现代互联网进入5G时代,智能、大数据、云计算、3D打印技术再次提升通讯业和制造业的技术升级和融合,现代机床柔性加工系统、无人车间、无人驾驶、无人飞机开始纷纷出现,印刷设备也开始出现数字印刷包装生产线和书刊装订机器人,也有的企业推出各种印刷方式集中在一台设备的机器,印刷设备人工智能制造进入新时代。

  智能组合型印刷机在印刷设备分类中还没有形成产品标准,但在印刷设备创新中有的企业已经在这个领域有所作为,并取得一定的成绩。这种设备采用模块化设计,将各种印刷方式和印后功能进行模块化设计,根据用户印刷品的需求,进行排列组合,一台印刷设备可以适应多种不同要求的印刷包装品的需要,特别适应个性化或中小批量产品的需要,不但可以降低社会成本,还可以为设备制造企业形成大批量订单的需要。组合印刷设备制造企业比较突出的是浙江炜冈印刷设备制造有限公司,其生产的ZJR-330柔性版印刷机采用开放式设计,在具备多个柔性版印刷机组的同时,还可以连线胶印机组、网印机组、冷烫印机组、模切机组、分切机组、复卷机组等等。潍坊东航制造的DH柔性版印刷机系列,在以柔性版印刷机组为主的同时,还可以连线双面印刷、凹印、网印、喷码和图形检测等印刷方式,联线印后功能包括圆模切、压痕、压凹凸、分切、裁切、冷热烫印、打孔、折页等功能。炜冈制造的PS版间歇式标签印刷机设置胶印机组的同时,还采用开放型设计,根据用户的需要配置其他印刷方式和印后加工功能。

  这些设备的组合性能还实现共同的张力控制系统、卷材的纠偏装置、红外或紫外线烘干装置、自动给纸机、复卷机等功能。烟台五洲实业制造的IB550LZ-DL多联票据联动轮转印刷机是一种胶印、柔印及多项印后功能组合的印刷机,连线可以完成胶版印刷、柔性版印刷、打号、多联票据裁切和高台收纸等功能,机组化设计还可以组合成胶印组合轮转印刷机、柔性版印刷组合轮转印刷机等等。能够制造组合印刷机的企业还不止这几家,上海新闵太阳制造的SNF、TOF型商业表格轮转印刷机、MROF和MHOF型多联票据轮转印刷机、HOF型胶印凸印商用轮转印刷机等。

  由于没有组合印刷机制造标准,现在每个制造企业只能自主完成各机组的生产,没有形成社会分工的制造体系,其社会成本高昂,组合印刷机的标准应该成为行业关注的亮点。这些联线开放式的轮转印刷机具备小批量、个性化、相似性、技术统一性的特点,完全可以形成较大批量的生产方式,设备组合配置可以适应不同的印刷市场。

  国外企业推出混合印刷,如BOBST推出全数字一体化混合印刷机,该印刷机将最便捷的数字印刷系统与柔性版印刷机组相结合,还融合涂布、清漆、触觉效果、3D效果、烫印、冷烫、压花、模切、冲孔、丝印等,成为一台重新定义的印刷机系统。MPS和Domino也推出混合印刷系统,该系统包括喷墨、柔印和胶印的混合印刷方式。

  结束语

  2019年是世界互联网诞生五十周年,也是中国互联网诞生25周年。当年十月在杭州乌镇举办了第六届世界互联网大会,会议透露中国数字经济总量已超过31.3万亿元,折合美元4.9万亿,占我国GDP的34.8%,继续成为世界乃至中国经济发展的主要动力。今后在更长的时间内,信息化、互联网、大数据、云计算、电子商务、人工智能、机器人、5G的推广应用以及无人驾驶、无人飞机、无人车间都将会得到更大的发展。

  印刷装备制造业在取得数字化设备制造和转型的同时,人工智能、机器人的应用也将取得高速发展。

  二十世纪末,我国互联网进入门户时代,搜狐、网易等企业联通了互联网,信息纷纷实现共享。二十一世纪初,这些互联网企业在美国上市,这些门户网站开始泡沫化,新一代移动互联网企业开始诞生,如阿里巴巴、腾讯、京东等商业网站开始超速成长,于是互联网开始在手机中运行,通讯市场进入移动互联网时代,电商流通于世界,一个快速流通领域快速发展。

  印刷设备制造企业在流通领域发力的同时,在智能制造、物联网、无人或少人操作方面也应该有所推进,机器的操作也应该与移动互联网连接,机器操作实现远程互联方面应该取得进展,组合印刷机就是实现人工智能的突破口,其标准也应该走在前面。

  原文刊载于《中国印刷》2020年第4期


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