• angleški,english

DIGITALNA REVOLUCIJA V PROIZVODNJI KERAMIČNIH PLOŠČIC

 

 

Uvedba digitalnega tiska v proizvodnjo keramičnih ploščic je v desetih letih bistveno spremenila keramično industrijo v svetovnem merilu.

 

 

DIGITALNA REVOLUCIJA V PROIZVODNJI KERAMIČNIH PLOŠČIC

 

Prednosti digitalne tehnologije dekoriranja keramičnih ploščic.

Temeljni principi konvencionalnega tiskanja na keramične ploščice ostajajo isti že stoletja. V osnovi gre za ponavljajoči prenos iste slike s pomočjo šablone. Šablono predstavlja mreža napeta na okvir (sito), ki na določenih delih prepušča barvo, na drugih pa ne (metoda SITOTISK). Z enim sitom je mogoče nanesti eno barvo, tako da je za večbarvne vzorce potrebno pripraviti več sit in za vsako barvo pripraviti tudi ustrezno formulacijo pigmentov oz. obarvanih glazur. Velik del klasične proizvodnje keramičnih ploščic je bil tako namenjen ravno mletju in pripravi glazur, mešanju pigmentov in pripravi mrež za sitotisk, kar je zahtevalo veliko časa, prostora za skladiščenje surovin in kompleksne tehnološke postopke. Menjava vzorca na liniji za glaziranje in dekoriranje ploščic je zahtevala daljšo prekinitev proizvodnje, saj je bilo potrebno zamenjati in prilagoditi vse naštete elemente. Keramične ploščice, potiskane s tehnologijo sitotiska, so vse imele isti vzorec, ki se je ponavljal na vsaki ploščici, z uporabo valjastih šablon pa je bilo mogoče doseči tudi manjše variacije vzorca.

Tehnologija digitalnega tiska predstavlja popolnoma drugačen proces dekoriranja keramičnih ploščic, ki v principu deluje podobno kot običajni pisarniški tiskalniki. Vzorci obstajajo v digitalni obliki, shranjeni v računalniku in se tiskajo direktno, zato odpadejo mreže in okvirji. Digitalni tiskalnik deluje z vedno enakimi osnovnimi barvami oz. inki, zato ni več potrebe po posameznih pigmentih, njihovem mešanju in pripravi obarvanih glazur. Menjava vzorca je podobna kot menjava slike v računalniku in praktično ne pomeni nobene izgube časa. Digitalna tehnologija je omogočila večjo fleksibilnost proizvodnje, hitrejši razvoj novih izdelkov in širok asortiman artiklov, kar je odločilen dejavnik na sodobnem tržišču.  Pri digitalnem tisku ima lahko vsaka ploščica drugačen vzorec, kar je omogočilo neverjetno realistične imitacije različnih naravnih materialov, kot na primer les, pri katerem je na vsaki posamezni deski drugačen vzorec letnic in grč. Imitacije lesa, kamna, marmorja in drugih naravnih materialov so z digitalnim tiskom postale glavni proizvod keramične industrije.

DIGITALNA REVOLUCIJA V PROIZVODNJI KERAMIČNIH PLOŠČIC

 

DIGITALNA REVOLUCIJA V PROIZVODNJI KERAMIČNIH PLOŠČIC

Pomembna prednost digitalnega tiska je tudi v tem, da gre za metodo brez stika med tiskalnikom in ploščicami. Pri sitotisku se sito fizično dotakne ploščice, ko barva prodre skozi odprte dele mreže, kar povzroča pogoste poškodbe na krhkih surovih ploščicah, prav tako se mreže pogosto trgajo in jih je potrebno med proizvodnjo večkrat zamenjati. Zaradi same oblike ploščic pri sitotisku ostane na robovih tudi ozek ne-potiskan rob. Pri digitalnem tisku pa se kapljice barve izstrelijo iz tiskalnih glav iz razdalje cca 1 mm, pri čemer ni možnosti za kakršnekoli poškodbe ali defekte, ploščice pa so potiskane čisto do robov. Ker gre za ne-stično metodo tiska je mogoče tiskati tudi na neravne površine, kar je omogočilo razcvet 3D oz. strukturnih ploščic. Digitalni tisk omogoča večjo natančnost oz. resolucijo vzorca, torej večjo kvaliteto tiska in večji in enostavnejši nadzor nad pozicioniranjem tiska na površino ploščice. Velikost ploščice je igrala pri konvencionalnem tisku pomembno vlogo, saj so sile, ki jih mora zdržati mreža na situ, veliko večje pri večjih formatih ploščic, pri digitalnem tisku pa velikost ploščice ne igra nobene vloge za kvaliteto tiska. Tako so se v zadnjem desetletju na trgu pojavili ogromni formati ploščic, vse od 60x60 cm do 120x240 cm in tudi večji.

 

Principi digitalnega tiskanja na keramične ploščice: ink-jet tehnologija

Glavni elementi digitalnega tiskalnika (ink-jet printer) so tiskalne glave, sistem za transport ploščic (tekoči trak), sistem za upravljanje inkov in programska oprema za obdelavo podatkov in nadzor celotnega procesa. Standardne tiskalne glave so dolge 7 cm in vsebujejo 2 vrsti po 500 luknjic iz katerih se izstreljujejo kapljice inka. Ink oz. barva se izstreli iz posamezne luknjice na podlagi električnega signala, ki generira pritisk, ki izstreli kapljico, luknjico pa ponovno napolni z novo kapljico. Za predstavo poglejmo osnovni digitalni tiskalnik s štirimi barvami (inki) in širino tiskanja 49 cm: tak tiskalnik ima 7 tiskalnih glav za vsako barvo, torej skupno 28 tiskalnih glav. Vsaka glava ima 1000 luknjic, kar pomeni, da mora biti programska oprema sposobna upravljati 28 000 luknjic, saj vsaka luknjica zahteva individualni signal za izstrelitev kapljice. Tiskalne glave, napolnjene z inkom, so s pomočjo senzorjev sinhronizirane z gibanjem ploščic pod njimi, tako da začnejo tiskati sliko točno v trenutku, ko ploščica pripotuje do tiskalne glave. Moč računalnika za obdelavo in sinhronizacijo tolikšne količine podatkov mora biti ogromna, saj je med proizvodnjo ploščic s hitrostjo 35 m/min cca 320 milijonov signalov poslanih v tiskalne glave vsako sekundo. Vzdržljivost tiskalnih glav mora biti enormna, da lahko delujejo v težkih pogojih industrijske proizvodnje z minimalnim vzdrževanjem za dolgo časovno obdobje, hkrati pa morajo biti izdelane z natančnostjo na mikro-nivoju.

 Gorenje keramika

 

Digitalni tisk je sprožil revolucijo v razvoju inkov, primernih za proizvodnjo keramike. Za razliko od črnil v pisarniških tiskalnikih, morajo inki za keramične ploščice prenesti žganje pri visokih temperaturah (1100-1200 stopinj), barva pa se mora ohraniti skozi dolgo življenjsko dobo izdelka. Ta razvoj je sprožil napredek v razumevanju fizikalnih in kemijskih lastnosti tekočin in njihovih zmožnosti formiranja dobro definiranih kapljic, ki jih zahteva digitalno tiskanje. Doseči je bilo treba stabilnost ter optimalno viskoznost, gostoto in površinsko napetost, da bi jih sploh bilo mogoče nanašati z delikatno digitalno tehnologijo tiskanja. Formulacija inkov za digitalni tisk je predstavljala poseben izziv, saj morajo biti po eni strani dovolj fini in tekoči, da jih je sploh mogoče izstreliti iz drobnih luknjic, po drugi strani pa morajo imeti visoko intenzivnost barve, da so sposobni z izredno finim nanosom obarvati ploščico. Razvoj inkov je bil predmet intenzivnih raziskav in predstavlja bistveno komponento celotnega sistema digitalnega tiska v proizvodnji keramike, saj morajo ustrezati tiskalnim glavam, keramičnim glazuram in procesu žganja na visokih temperaturah. Sistem za upravljanje inkov v digitalnem tiskalniku skrbi, da inki nenehno krožijo znotraj sistema, da se onemogoči pojav sedimentacije oz. usedlin, zaradi katerih bi se lahko zamašile luknjice v tiskalnih glavah.

Razvoj digitalnega tiska za proizvodnjo keramičnih ploščic

V 90-ih letih se je digitalna tehnologija že razširila na področju pisarniških računalniških aplikacij (tiskanje na papir), pri prenosu tehnologije v industrijo pa so se pojavili številni problemi, ki so zahtevali poglobljen razvoj, predvsem na področju inkov.  Prvi prototip digitalnega tiskalnika za keramično industrijo je bil predstavljen leta 2000, leto 2008 pa je označeno kot leto digitalne revolucije za keramični sektor. Prvi pravi industrijski digitalni printer je bil razvit in izdelan v Španiji na območju Castelliona, ki je center španske keramične industrije. Tu so se povezali tehnologi z dolgoletnimi izkušnjami v proizvodnji keramike, keramičnih materialov in opreme. Največja ovira je bila velikost delcev v pigmentih, ki so sestavljali inke , saj so formirali skupke večje kot je velikost luknjic v tiskalnih glavah. Tiskalne glave ne dovoljujejo inkov na bazi vode, saj voda poškoduje elektrode, uporaba drugih topil pa poškoduje lepila, ki povezujejo električni material s tiskalnimi glavami. Sledilo je obdobje neštetih poizkusov in napak, ki je na koncu pripeljalo do zmagovalne kombinacije: tiskalne glave britanskega proizvajalca Xaar in revolucionarni premik v razvoju in proizvodnji ikov (nanoinki in nanopigmenti) v podjetju Ferro Spain. Rezultat je bil nastanek podjejta KERAjet, ki je zagotovilo vse temeljne elemente za prodor digitalnega tiska v keramični industrijo: elektroniko, programsko opremo in inke. KERAjet je sodeloval tudi z japonskim proizvajalcem tiskalnih glav Seiko. Kmalu je tudi Torrecid – mednarodno podjetje za proizvodnjo keramike in keramičnih materialov – razvilo serijo inkov v sodelovanju s podjetjem za procesiranje slik Durst Phototechnik AG in proizvajalcem tiskalnih glav Fuji Film Dimatix (Spectra).

Leta 2012 je bilo na trgu že vsaj 13 različnih digitalnih tiskalnikov za keramično industrijo, leta 2015 je bilo že 72% glazirnih linij keramične proizvodnje po celem svetu opremljenih z digitalnim tiskom, ki je postal prevladujoča metoda tiska na keramične ploščice. Klasični načini tiskanja so ostali zgolj za nanose posebnih materialov in efektov, ki jih še ni bilo mogoče doseči z digitalnim tiskom.
Txt odstavek D3: Tehnološki sektor digitalnega tiska je vse do danes predmet velikih investicij, sodobni digitalni tiskalniki so hitrejši, tiskajo z večjimi resolucijami, tiskalne glave so danes sposobne nanašati veliko večje količine inkov, inki so kvalitetnejši in bolj intenzivni. Za tiskalnike prve generacije so bile značilne 4 osnovne barve, danes pa imamo tiskalnike tudi z 12 različnimi osnovnimi barvami, tiskajo pa se lahko tudi posebni materiali, s katerimi je mogoče doseči specialne efekte na keramičnih ploščicah (mat-sijaj, kovinske barve,…). Danes so na trgu tudi digitalni tiskalniki za nanos ne-tekočih materialov s pomočjo lepila (dry-fix), s katerimi je mogoče digitalno doseči vse efekte, ki jih omogoča konvencionalni tisk, hkrati pa odpirajo neštete nove možnosti dizajna v keramični proizvodnji.  Najnovejši trend gre v smeri kompletno digitalizirane glazirne linije za proizvodnjo keramičnih ploščic, z digitalnimi napravami za samo glaziranje, formiranje strukture, tiskanje vzorca in posebnih efektov in nanos končnih pokrivnih materialov. Z digitalizacijo je keramična industrija postala ključni akter v interpretaciji in realizaciji najnovejših trendov oblikovanja in arhitekture, digitalni dizajn pa je danes temeljna komponenta razvoja novih ploščic.

V Gorenju Keramiki smo leta 2014 investirali v prvi digitalni ink-jet tiskalnik v sodelovanju s podjetjem SACMI, enim od največjih proizvajalcev opreme za keramično proizvodnjo, in podjetjem Ferro Spain, glavnim proizvajalcem inkov za digitalni tisk. Leta 2018 smo razširili proizvodnjo z novo glazirno linijo in investirali v drugi digitalni tiskalnik. Gorenje Keramika tako obratuje z dvema proizvodnima linijama s sodobno digitalno tehnologijo dekoriranja keramičnih ploščic. Nenehno nadgrajujemo tehnološko znanje in izkušnje v sodelovanju z vodilnimi podjetji na področju opreme in materialov za proizvodnjo keramičnih ploščic in vrhunskimi italijanskimi dizajn studii. Digitalno tehnologijo tiskanja smo že nadgradili z dodatkom reaktivnega inka, s katerim je mogoče digitalno ustvariti rahlo strukturo na keramičnih ploščicah, in najnovejšega zelenega inka, planiramo pa tudi uvedbo digitalnega tiska za nanašanje ne-tekočih materialov.