上世紀90年代，中國標準出版社印刷廠引進了國內(nèi)第一臺施樂數(shù)字印刷機，拉開了數(shù)字印刷進入中國的序幕。20多年過去了，數(shù)字印刷早已不再像最初那樣高不可攀，而數(shù)字印刷技術(shù)的發(fā)展也呈現(xiàn)出百花齊放、百家爭鳴的繁榮局面。隨著社會的進步和人們消費習慣的改變，數(shù)字印刷在諸多領域開始獲得應用，這也造就了數(shù)字印刷的高速增長。目前在全球范圍內(nèi)，標簽、包裝印刷行業(yè)的數(shù)字印刷機安裝總量超過4500臺，僅2019年一年增加了800臺，且數(shù)字標簽印刷機在所有新裝機中的占比接近40%。與西方發(fā)達國家相比，我國數(shù)字印刷技術(shù)的普及率并不高，近兩年裝機量約在40臺左右，穩(wěn)中有增。

 

　　從去年年底在上海舉辦的亞洲國際標簽印刷展覽會（Labelexpo Asia 2019）來看，國內(nèi)數(shù)字印刷裝備市場的發(fā)展超過預期，正駛向快速前行的軌道。主辦單位展前統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，350多家報名參展的企業(yè)中有55家展商表示其展出的設備與數(shù)字印刷相關(guān)，占到參展商總數(shù)的近16%。為方便觀眾參觀，主辦方將E3館設為創(chuàng)新館，并開辟了數(shù)碼印刷專區(qū)，集中了：惠普、賽康、多米諾、柯尼卡美能達、上海皓僖科技（durst）、Dilli、愛普生、上海云帛、弘博智能、浩田、潤天智、德拉根、常州特米內(nèi)、合肥潤杰、麥安迪、上海貫眾、無錫麗達、浙江鐳鵬、卓絕智能、寧波沃瑞、廣州品圖以及博泰數(shù)碼智能、世一激光、星云電腦（GCC）和瑞邦智能等一眾數(shù)字印刷及印后加工設備制造商和供應商等。在展會現(xiàn)場，筆者注意到實際展出的設備要遠超過主辦方展前統(tǒng)計的數(shù)量，且遍布3個展館，還有部分展商盡管沒有展出具體的設備，但也擺放了自己或合作伙伴制造的數(shù)字印刷設備的樣書。

 

　　現(xiàn)在，很多印刷企業(yè)已經(jīng)購置了數(shù)字印刷設備，沒有購置數(shù)字印刷設備的，也會更加關(guān)注數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，畢竟哪家企業(yè)都不希望自己成為被數(shù)字印刷大潮拍在沙灘上的“倒霉鬼”。而今年的疫情爆發(fā)，更是對數(shù)字印刷技術(shù)應用的提速起到了推波助瀾的作用。

 

　　數(shù)字印刷技術(shù)紛繁復雜，數(shù)字印刷設備制造廠商多如牛毛，每種技術(shù)、每個廠家都在標榜自己的優(yōu)秀，但是這“優(yōu)秀的技術(shù)”真的適合標簽印刷企業(yè)自己的需求嗎？標簽印刷企業(yè)又如何從這海量的信息中，找到真正有用的信息，采購到適合自己的技術(shù)與設備？在這里，我們希望通過自己的分析，為您提供一些參考。

 

　　數(shù)字印刷的技術(shù)流派

 

　　中國傳統(tǒng)武術(shù)流派很多，太極、八卦、少林、武當……當然，這些門派的強悍或許在百年之前是存在的，但是到了現(xiàn)代社會，就只剩下各派門人口中的傳說了，所以才會出現(xiàn)各種“傳統(tǒng)武術(shù)大師”被暴打的情況。數(shù)字印刷技術(shù)的流派也很多，各派門人口中，自己的技術(shù)也是包打天下的，不過遇到問題時，就像那些被暴打的“傳統(tǒng)武術(shù)大師”一樣，會找出各種借口為自己圓場。

 

　　目前，數(shù)字印刷技術(shù)主要有兩大體系，分別是靜電成像技術(shù)和噴墨技術(shù)。除此之外，曾經(jīng)發(fā)明了Indigo數(shù)字印刷機的以色列人班尼·蘭達，在將自己的技術(shù)賣給惠普公司后，又在“折騰”納米印刷，不過這種技術(shù)其實從嚴格的意義上，依然屬于噴墨技術(shù)的一種，并未完全脫離這兩大技術(shù)體系。

 

　　曾經(jīng)獨領風騷的靜電成像技術(shù)

 

　　發(fā)展淵源

 

　　靜電成像技術(shù)是在印刷行業(yè)應用最早的數(shù)字印刷技術(shù)，根據(jù)有關(guān)資料顯示，這種技術(shù)是二十世紀三、四十年代，由美國人切斯特·卡爾森（Chester Carlson）發(fā)明并獲得專利，他以此技術(shù)創(chuàng)立的企業(yè)，后來發(fā)展成為數(shù)字印刷領域大名鼎鼎的施樂公司。其實最初施樂公司的設備主要用于復印和打印，中國標準出版社印刷廠引進的首臺施樂數(shù)字印刷機，也是以打印機的名義引進的，不過因為這種生產(chǎn)型的設備過于龐大，而且又是應用在印刷領域，所以在當初進口時才被賦予了數(shù)字印刷機這樣的概念。

 

　　早期的數(shù)字印刷設備制造商基本都是靜電復印機的制造商，使用的是靜電成像結(jié)合碳粉的技術(shù)，當時的領軍企業(yè)首推施樂公司，其他的制造商還包括佳能、柯尼卡美能達、東芝等，甚至海德堡也曾經(jīng)與柯達合作，開發(fā)過一款以靜電成像技術(shù)為基礎的數(shù)字印刷機——NEXPPRESS（現(xiàn)在該技術(shù)已經(jīng)完全屬于柯達）。時過境遷，數(shù)字印刷技術(shù)發(fā)展了30年后，施樂公司已經(jīng)被富士膠片公司收購，成為了富士施樂，而東芝、京瓷等也基本退出印刷市場。

 

　　在靜電成像技術(shù)發(fā)展過程中，必須提到的一個人是以色列發(fā)明家班尼·蘭達。他在靜電成像技術(shù)的基礎上，研制成功電子油墨，即讓油墨顆粒可以像碳粉那樣帶電荷，由此發(fā)明了獨辟蹊徑的Indigo數(shù)字印刷機，這項技術(shù)賣給了惠普公司，更名為惠普HP Indigo數(shù)字印刷機。由于這種印刷機的印刷效果最接近傳統(tǒng)印刷，再加上賣給惠普公司后獲得的強大宣傳、銷售、服務和技術(shù)支持，現(xiàn)在這種印刷機已經(jīng)占據(jù)了數(shù)字印刷領域的統(tǒng)治地位。

 

　　基本原理

 

　　最早出現(xiàn)的靜電成像技術(shù)，延續(xù)的是切斯特·卡爾森的發(fā)明，其核心是靜電成像輥，也就是靜電復印機、打印機中常說的硒鼓。先對靜電成像輥進行清潔、充電，然后使用激光器照射成像輥，形成靜電潛影。靜電潛影吸附碳粉，再將碳粉轉(zhuǎn)印到承印材料上，經(jīng)過高溫固化形成印刷圖像。之后周而復始，重新進行清潔、充電、形成靜電潛影、吸附碳粉、轉(zhuǎn)印的過程。

 

　　HP Indigo數(shù)字印刷機的原理與之類似，但是碳粉變成了可以充電的液體油墨，并且增加了橡皮布轉(zhuǎn)印的過程，而靜電成像輥被更名為Pip，即感光成像版。Pip承擔著靜電成像輥同樣的作用，清潔、充電、形成靜電潛影、吸附電子油墨，之后電子油墨被轉(zhuǎn)印到加熱的橡皮布上而不是直接轉(zhuǎn)印到承印材料上；油墨在橡皮布上干燥，形成圖像再加壓轉(zhuǎn)印到承印材料上，形成承印材料上的印刷圖像。需要說明的是，雖然借助橡皮布轉(zhuǎn)印的技術(shù)是由班尼·蘭達發(fā)明并首先應用在Indigo印刷機上的，但是目前包括富士施樂的一些數(shù)字印刷設備，也采用了與之類似的橡膠轉(zhuǎn)印帶技術(shù)，所以現(xiàn)在HP Indigo與其他制造商的最大不同，突出體現(xiàn)在了液體電子油墨上。

 

　　技術(shù)特點

 

　　靜電成像技術(shù)整體的優(yōu)勢在于發(fā)展時間長，技術(shù)穩(wěn)定性高，而且進入印刷行業(yè)較早，認可程度高；缺點是技術(shù)復雜，知識產(chǎn)權(quán)壁壘多，設備制造門檻高，設備運行成本高，耗材不通用。

 

　　最初的靜電成像技術(shù)，碳粉的固化定影需要先使碳粉融化，因此其溫度非常高。這也限制了這種技術(shù)在一些對熱敏感的材料上的應用。同時，碳粉對承印材料也有一定的要求，在一些材料表面無法很好地附著。為了讓靜電成像技術(shù)在印刷領域獲得更好的應用，設備制造商在碳粉開發(fā)和降低定影溫度方面也是絞盡了腦汁。像賽康公司推出的ICE碳粉技術(shù)，就是采用把原來的單純碳粉，加入了樹脂材料，從而大幅度降低了固化穩(wěn)定。富士施樂開發(fā)的EA復合碳粉，也是采用了類似的原理。而惠普的HP Indigo由于是液體油墨且增加了橡皮布轉(zhuǎn)印過程，所以在溫度方面所受限制較少。

 

　　靜電成像技術(shù)由于每家的技術(shù)并不完全相同，表現(xiàn)在耗材上就是完全不能通用，如果沒有原廠供應的墨粉，數(shù)字印刷機就等于是一堆廢鐵，這也導致了靜電成像技術(shù)運行成本的居高不下。

 

　　主要供應商

 

　　目前，印刷行業(yè)主要的靜電成像技術(shù)制造商，包括使用電子油墨的惠普HP Indigo、沿用碳粉技術(shù)的富士施樂和采用獨立研發(fā)的干墨粉技術(shù)（其墨粉看似液體，實際仍然是墨粉，而不是墨水）的賽康（XEIKON）。而在標簽印刷領域，應用最為廣泛的，主要是惠普HP Indigo、賽康和柯尼卡美能達。在商業(yè)印刷領域風生水起的富士施樂，在標簽印刷領域的動靜反而不大。另外，像麥安迪這樣原來生產(chǎn)柔性版印刷機的企業(yè)，在進軍數(shù)字印刷領域后，也推出自己的基于靜電成像技術(shù)的數(shù)字印刷機。此前，國內(nèi)在這方面一直是空白，直到寧波沃瑞的出現(xiàn)，才改變了這種局面。

 

　　現(xiàn)在風生水起的噴墨成像技術(shù)

 

　　不同的噴墨成像原理

 

　　噴墨成像技術(shù)最早，噴墨技術(shù)在印刷行業(yè)最早的切入點是數(shù)碼打樣，但是隨著靜電成像技術(shù)以數(shù)字印刷技術(shù)的名頭在印刷行業(yè)闖出名氣，噴墨成像技術(shù)制造商也開始借用數(shù)字印刷的名義闖市場，畢竟之前用于宣傳數(shù)字印刷的“從計算機直接到紙張”，用噴墨技術(shù)也是完全可以實現(xiàn)的。

 

　　從成像原理上區(qū)分，噴墨成像技術(shù)分為連續(xù)噴墨和按需噴墨這兩種不同的形式。前者的墨滴始終在噴出，成像需要的墨滴最終帶上電荷實現(xiàn)偏轉(zhuǎn)，最終到達承印材料，而不需要的墨滴在噴出后不帶電荷，因此無法到達承印材料，最終進入回收系統(tǒng)收回墨盒。而按需噴墨則是根據(jù)印刷圖像的需要噴出墨滴，最新的技術(shù)甚至可以結(jié)合圖像要求，噴出大小不同的墨滴，從而提高印刷速度。

 

　　按需噴墨的噴墨頭，按照工作原理，又分為微壓電式和熱泡式兩種。不過目前在印刷行業(yè)應用的，主要是微壓電技術(shù)的噴墨打印頭，后者難見其蹤。另外，隨著紫外光固化技術(shù)的發(fā)展，適合UV固化技術(shù)的墨水出現(xiàn)，而噴墨頭的制造商也隨之進行相應改變，開發(fā)出了適合UV墨水的噴墨打印頭，從而形成了噴墨領域的水性和UV兩大體系。

 

　　需要說明的是，雖然墨水可以分為溶劑型、水性顏料型、水性染料型和UV固化型等，但是前三者對噴墨頭的要求基本一致，只有UV固化型墨水，由于其不含任何溶劑，導致粘稠度過高，因此對噴墨頭提出了新的挑戰(zhàn)。

 

　　噴墨成像技術(shù)中的一個另類是班尼·蘭達創(chuàng)建的瀾達公司（Landa），該公司采用的噴墨頭技術(shù)來自何方無從知曉，其最大的特點不是噴墨頭，而是墨水和橡皮布轉(zhuǎn)印技術(shù)。該公司的墨水是號稱采用了納米級顏料生產(chǎn)的，所以其技術(shù)在宣傳時也稱為納米印刷（Nanographic Printing），而其先噴墨到橡皮布上，再將固化的圖案轉(zhuǎn)印到承印材料上的技術(shù)，與其在Indigo數(shù)字印刷機上使用的基本技術(shù)原理如出一轍。

 

　　主要供應商

 

　　目前，采用連續(xù)噴墨技術(shù)的數(shù)字印刷機，主要的供應商只有一家，就是柯達公司，而柯達的鼎盛系列是業(yè)界能夠見到的唯一采用連續(xù)噴墨技術(shù)的數(shù)字印刷設備。

 

　　現(xiàn)在，按需噴墨數(shù)字印刷設備的供應商多如牛毛，但是噴墨頭技術(shù)卻只掌握在全球不足10家制造商手中，這些制造商包括英國的賽爾（Xaar）、多米諾（Domino），美國的Memjet，日本的愛普生、京瓷、柯尼卡美能達、理光和富士膠片（FujiFilm Dimatix，產(chǎn)品品牌Samba）等。噴墨數(shù)字印刷機制造商的噴墨頭全部出自這些噴墨頭制造商，而設備制造商所做的主要工作，只是設備結(jié)構(gòu)設計、工程制造、電氣配套和系統(tǒng)集成。