Máy in phun thay thế màn hình cho gạch men

Simon Eccles khám phá những cơ hội được tạo ra bởi phong trào in gạch men từ màn hình sang kỹ thuật số.

Năm năm qua đã chứng kiến ​​sự tiếp thu đáng kể của ngành công nghiệp in gạch toàn cầu đối với máy in phun, đến mức doanh số bán máy ép màn hình mới đã biến mất hoàn toàn. Gillian Ewers, chuyên gia gốm sứ tại nhà sản xuất đầu in Xaar của Anh cho biết: “Không còn là trường hợp cung cấp gạch kỹ thuật số như một tùy chọn bổ sung: khả năng kỹ thuật số được mong đợi và máy in phun kỹ thuật số là lựa chọn khả thi duy nhất”.

In gạch tận dụng được nhiều thế mạnh của in kỹ thuật số, sau khi đã khắc phục được một số thách thức kỹ thuật. Máy in phun gạch chuyên dụng đầu tiên được KERAjet giới thiệu vào năm 1999, nhưng chỉ đến giữa những năm 2000, sự phát triển của đầu in phun mới cho phép xử lý thành công đồ gốm sứ có độ nhớt cao hơn.

Suy thoái kinh tế toàn cầu ảnh hưởng đặc biệt nghiêm trọng đến ngành xây dựng, dẫn đến lượng đơn đặt hàng gạch “kiến trúc” ít hơn, do đó, thời gian ngắn với sự thay đổi tức thì mà cung cấp kỹ thuật số đã trở thành một lợi thế tích cực cho máy in gạch.

Theo nhà sản xuất máy in phun EFI Cretaprint có trụ sở tại Tây Ban Nha, có khoảng 10.000 nhà sản xuất gạch trên toàn thế giới, mặc dù họ có xu hướng phân bổ không đồng đều, thường là ở các quốc gia có tài nguyên thiên nhiên về đất sét phù hợp. Ý và Tây Ban Nha là những khu vực sản xuất chính ở châu Âu, nhưng 15 năm qua đã chứng kiến ​​sự tăng trưởng ở những nơi khác, bao gồm Thổ Nhĩ Kỳ, Ai Cập, Trung Quốc, Việt Nam, Brazil và Mexico. Trung Quốc là một thị trường rộng lớn. Tổng sản lượng gạch ốp lát trên toàn thế giới được ước tính là 11 tỷ m2 vào năm 2012, trong đó Trung Quốc sản xuất ít hơn một nửa.

Theo Ewers, việc áp dụng máy in phun có nghĩa là “các nhà sản xuất này đã cắt giảm tất cả chi phí sản xuất, giảm lãng phí, tiến trình làm việc và dự trữ thành phẩm, đồng thời cải thiện khả năng đáp ứng với những thay đổi thiết kế và nhu cầu của khách hàng.

“Họ cũng đang sản xuất gạch lát chất lượng cao hơn để tái tạo chân thực hơn đá cẩm thạch và các vật liệu tự nhiên khác. Và họ đang làm điều đó trong thời gian ngắn mà người mua yêu cầu. Thay vì cạnh tranh về giá, các nhà sản xuất này có thể cạnh tranh về sự sáng tạo và đổi mới, và làm như vậy trong vật liệu mới. “

Ưu điểm so với màn hình

In lụa ban đầu là quá trình chính được sử dụng để in gạch men. Quy trình này đáng chú ý vì khả năng in mực hạt sắc tố lớn, có độ nhớt cao, nhưng đó là một quá trình lâu dài, nơi mọi hình ảnh phải giống nhau và việc thay đổi mất nhiều thời gian.

Máy in mực ban đầu gặp khó khăn với độ nhớt cao và kích thước hạt lớn của mực gốm, nhưng đến giữa những năm 2000, những vấn đề đó đã được khắc phục nhờ các loại đầu in mới.

Giờ đây, thậm chí không chỉ trong công việc ký hiệu và trưng bày hoặc dệt, máy in phun có những lợi ích đặc biệt liên quan đến sản xuất gạch. Máy in màn hình con lăn chạy tiếp xúc với gạch “bánh quy” chưa nung, rất dễ vỡ và dễ vỡ. Máy in không tiếp xúc, vì vậy có thể làm gạch mỏng hơn vì chúng không cần quá mạnh tại điểm in (sức mạnh đến từ việc nung sau đó ở khoảng 1.200 độ C). Tuy nhiên, các loại mực đặc biệt cũng phải chịu được nhiệt độ này để kết hợp thành một lớp men bền với hình ảnh lâu dài.

Inkjets có thể thay đổi hình ảnh liên tục khi chúng chạy, vì vậy không giống như các phương pháp quay thông thường hoặc màn hình phẳng, không cần phải lặp lại hình ảnh. Một cái gì đó giống như sàn hiệu ứng đá cẩm thạch có thể chạy trên nhiều viên gạch với các đường vân liên kết giữa các viên gạch và không bao giờ lặp lại hình ảnh hoặc hai viên gạch giống nhau. Ngược lại, một bức tranh tường hoặc hoa văn trang trí phức tạp có thể được in với bất kỳ kích thước nào mà không yêu cầu ép trước phức tạp và nhiều màn hình.

Ít rõ ràng hơn là máy in mực, không giống như màn hình quay, có thể in lên các viên gạch có bề mặt kết cấu, có thể được tạo ra bằng quá trình ép nhưng ngày càng có thể in được. Durst cung cấp mô-đun FX trên một số máy in gốm Gamma 75 và 120 có thể tạo ra các kết cấu như vân gỗ. Năm ngoái, Xaar đã giới thiệu đầu in 001 của mình cho giọt rất lớn lên đến 200 nanolit (1 nl = 1.000 picolit), cho độ phủ lên đến 700 gsm. Điều này đã được Colorobbia sử dụng để in họa tiết trên máy in Sacmi HW.

Durst giới thiệu máy in gạch chuyên dụng đầu tiên của mình vào năm 2005. Đây là kiểu máy Gamma XD

Lò nung là phần tốn kém nhất của quy trình sản xuất và thông thường chúng sẽ chạy 24/7, với một số dây chuyền cấp gạch không nung liên tục được dẫn vào chúng. Cần có vòi phun một lần để xử lý dòng gạch bánh quy mới được ép liên tục, với nguồn cấp dữ liệu băng tải nhanh được liên kết với một dây chuyền chạy liên tục từ khu vực ép và sau đó từ máy in đến lò nung. Môi trường là thách thức đối với máy in và thức ăn chăn nuôi: gạch bánh quy nóng và bốc hơi và có rất nhiều bụi mài mòn.

Nhà sản xuất máy in phun

Có khoảng 20 nhà sản xuất máy in phun gạch, phần lớn ở Trung Quốc nhưng có hai ở Tây Ban Nha và năm ở Ý. Xennia cũng chế tạo máy in gạch để xuất khẩu, vì địa phương không có ngành sản xuất gạch. Nó cũng tạo ra một loạt các loại mực gốm có gam màu rộng Zircon của riêng mình. Tuy nhiên, hãng không còn bán máy in gạch dưới tên riêng của mình nữa mà thông qua các thỏa thuận OEM. Hope Ceramics ở Trung Quốc là một trong số đó, được bán với tên gọi dòng máy bay phản lực Digital hope, có chiều rộng từ 350 đến 1.050 mm.

Cretaprint, được EFI mua lại vào năm 2012, ban đầu sản xuất máy ép màn hình quay, nhưng hiện đã bỏ những thứ này để trở thành nhà sản xuất gần như hoàn toàn kỹ thuật số. Giám đốc phát triển kinh doanh Guillermo Garcia-Arregui Ferrando cho biết: “Tôi nghĩ ngày nay không ai mua máy in màn hình. “Chúng tôi có thể sản xuất chúng, nhưng tất cả các công ty gốm sứ thích máy in phun kỹ thuật số. Chúng tôi vẫn bán một số phụ tùng thay thế.”

Máy in phun EFI Cretaprint C3, được xem là một phần của dây chuyền sản xuất gạch liên tục

EFI Cretaprint C3 có thể in với độ phân giải 360 x 575 dpi ở tốc độ 15 mét / phút hoặc 360 x 260 dpi ở tốc độ 35 m / phút, trên chiều rộng lên đến 700 mm. Mô hình C4, được công bố tại triển lãm công nghiệp gạch và gốm sứ Tecnargilla vào tháng 9 năm ngoái, nhỏ gọn hơn và nhẹ hơn 30%, với dây đai chân không cải tiến, có thể xử lý chiều rộng lên đến 745 mm với tối đa tám thanh in màu.

Công ty cũng đã phát triển phần mềm Cretavision, sử dụng tầm nhìn của máy ảnh để phát hiện các mẫu phù điêu trên bề mặt của gạch (được ép vào nó bởi tấm tạo hình) và gọi ra các mẫu phù hợp từ tác phẩm nghệ thuật để in lên trên những tấm này.

Durst đã chế tạo máy in gạch men ở Ý từ năm 2005 và ngày nay có một loạt các máy Gamma một đường truyền với nhiều lựa chọn về độ rộng và tốc độ, bao gồm cả các kiểu máy in hai gạch cạnh nhau. Các mô hình nhanh nhất của nó in với tốc độ lên đến 90 m / phút, với các đầu thang màu xám tạo ra từ 28-90 giọt picolit.

Thiết kế gạch này do Colorobbia sản xuất đã giành chiến thắng tại Giải thưởng Thiết kế Tecnargilla năm 2014. Gạch có họa tiết được sản xuất bằng sự kết hợp giữa men đen và chi tiết bạc được in trên máy in Sacmi HW sử dụng đầu in kích thước giọt lớn Xaar 001 với chất lỏng kỹ thuật số của Colorobbia.

Hầu hết máy in phun gạch là loại một lần, cần thiết để theo kịp với dây chuyền sản xuất quy mô lớn, nơi máy in được đặt trên dây chuyền giữa máy ép định hình và lò nung.

Máy in phẳng gốm nhiều lần cũng tồn tại. Chúng có một số yếu tố chung với máy in UV phẳng được sử dụng cho biển báo,

nhưng chúng được chế tạo có mục đích để xử lý mực gốm và gạch nặng. Chúng chủ yếu được sử dụng cho các bản in thử nghiệm và thời gian chạy rất ngắn của gạch chuyên dụng hoặc nghệ thuật.

Đầu và mực

Đặc biệt, Xaar đã phát triển các đầu cho các nhà sản xuất máy in OEM rất phù hợp với các đặc tính của mực gốm. Trong năm 2012 và 2013, doanh số bán hàng của công ty đã được hưởng lợi rất nhiều từ thị trường in ngói Trung Quốc đang bùng nổ đến mức giá cổ phiếu của công ty đã tăng gấp bốn lần trong vòng một năm, mặc dù năm 2014 chứng kiến ​​sự sụt giảm trở lại mức trước năm 2012 do nền kinh tế Trung Quốc suy thoái.

Đầu in 1001 của Xaar, được giới thiệu vào năm 2007, là đầu in đầu tiên cho phép phun thành công loại mực bột màu lớn có độ nhớt cao cho gốm sứ. Công nghệ TF (Through Flow) của nó vốn có khả năng chống tắc nghẽn bởi các hạt hoặc bong bóng và nó cũng cho phép tuần hoàn liên tục của mực qua phía sau đầu, giúp ngăn chặn các hạt lắng xuống.

Mô hình 1001 GS6 ban đầu cung cấp giọt 6-42 picolit cho tông màu mịn, nhưng đã được tham gia vào năm 2012 bởi phiên bản GS12 với 12-48 picolit để có màu sắc sâu hơn. Vào năm 2014, đầu 1002 đã được giới thiệu, với những cải tiến để giảm độ chính xác của vị trí. Một lần nữa có các phiên bản GS6 và GS12, nhưng cũng có một GS40 cho 40-160 picolitres.

Tại Tecnargilla 2014, các máy in dựa trên GS40 đã được ra mắt bởi EFI Cretaprint, Intesa-Sacmi, KERAJet, SiTi B&T và TecnoFerrari. Một số OEM Trung Quốc cho biết họ đang làm việc trên các mẫu GS40. Chúng bao gồm Hope Ceramics Machinery, Keda Clean Energy Co, Meijia Ceramics Equipment Co, và New King Time.

Các nhà sản xuất khác sau đó đã phát triển các loại mực in có tính năng tuần hoàn phù hợp với mực gốm sứ. Chúng bao gồm Toshiba TEC và Seiko.

Philips tại Xennia cho biết: “Khả năng tuần hoàn trong và xung quanh đầu là yếu tố quan trọng giúp máy in gốm kỹ thuật số hoạt động và biến điều này thành hiện thực sản xuất cách đây 4 năm năm”, Philips tại Xennia cho biết. Tuy nhiên, ông nói rằng bây giờ đã có các lựa chọn thay thế, Xennia đang sử dụng nhiều loại đầu từ các nhà sản xuất khác nhau.

Mực gốm rất khác với mực đồ họa thông thường. Đối với một điều, sắc tố của chúng thay đổi màu sắc, đôi khi hoàn toàn, trong quá trình nung, điều này làm cho việc quản lý màu sắc trở thành một thách thức. Chúng sử dụng nhiều chất lỏng nhớt hơn được sử dụng trong mực in biển báo, trong khi các hạt sắc tố lớn hơn và dễ mài mòn hơn. Các muối và keo hòa tan cũng có thể được in ra để tạo ra một số hiệu ứng.

Một sự phát triển thú vị ngay từ đầu là sự xuất hiện của một thị trường mở cho các loại mực, vì vậy người dùng không bị bó buộc vào thương hiệu riêng của máy in. Ewers tại Xaar cho biết: “Thị trường mực mở đã tạo ra áp lực cạnh tranh đủ để giảm giá mực kỹ thuật số trên thị trường gốm sứ, và đã đóng góp đáng kể vào việc áp dụng in kỹ thuật số trong sản xuất gạch men.”

(Phải) Hiệu ứng gỗ sàn và gạch ốp tường được in trên máy in KERAjet, sử dụng đầu Xaar 1001

Cơ hội chuyển nhượng

Ngoài việc in kỹ thuật số trực tiếp lên gạch, bạn cũng có thể sử dụng các loại gạch men đặc biệt với máy in laser kỹ thuật số đã được sửa đổi để tạo ra đề can trượt nước đầy đủ màu sắc.

Chúng chủ yếu dành cho các đĩa, mảng kỷ niệm và những thứ tương tự. Máy in có thể là các mẫu máy tính để bàn đã được sửa đổi với chi phí thấp, vì vậy phù hợp với những người có sở thích hoặc các nhà sản xuất nhỏ, tuy nhiên các loại toner là bột màu gốm thực sự và do đó có thể được nung để nung chảy vĩnh viễn thành một lớp men. Điều này mang lại độ bền cao, không giống như in đè bằng máy in phun UV, an toàn cho máy rửa bát.

Phần kết luận

Trong hơn 20 năm, ngành công nghiệp in ấn đã theo dõi sự phát triển tương đối chậm chạp của in kỹ thuật số sang bảng hiệu & màn hình, đồ họa và tài liệu, sách và hàng may mặc. Tuy nhiên, sự chấp nhận và áp dụng gần như hoàn toàn của kỹ thuật số cho trang trí gạch trong vòng chưa đầy mười năm hầu như không được đánh giá cao bên ngoài ngành.

Tạo ra các cấu trúc từ đất sét nung và trang trí chúng là một trong những hoạt động sản xuất lâu đời nhất của con người, tuy nhiên hiện nay ngành công nghiệp này đang chứng tỏ một trong những ngành linh hoạt nhất trong việc áp dụng các công nghệ in mới.