بخشی از مقاله
چاپ دیجیتال در صنعت کاشی
چکیده:
در فرایند تولید کاشی و سرامیک چه در نوع تک جهت و در دو جهت و یا محصولات پرسلانی لعاب دار پس از اعمال دانگوب و لعاب فرایند چاپ برروی کاشی برای ایجاد زیبایی و دکور سطح انجام میشود. در گذشته برای ایجاد طرح برروی کاشی از روش های چاپ Flat یا شابلون چاپ به صورت عکس برگردان ، چاپ روتاری با استفاده از حکاکی لیزری و سیلندر (چاپ با استفاده از سیلندر های سیلیکونی حکاکی شده) استفاده میشد . هر کدام از این روش ها مزیت ها و معایب خود را دارا هستند به هر حال امروزه علاوه بر دستگاه های ذکر شده شاهد حدود سیستم چاپ دیجیتال به حد تولید کاشی هستیم که نوید تولید هایی با کیفیت تری را به ما می دهد .
1 -مقدمه
این سیستم های نوین با تکنولوژی پیشرفته خود که در حقیقت تلفیقی از نوآوری های انجام شده در صنایع الکترونیک ، مکانیک مهندسی موادمی باشد .مسیر پیشرفت خود را در صنعت کاشی و سرامیک پیدا نموده و به سمت بهینه شدن گام بر میدارد . شاید در سیستم فعلی ، دیگر پیشرفت چندانی در روند کاری و نوآوری در دستگاه های قدیمی چاپ ایجاد نشود ولی به دلیل اینکه هنوز بسیاری از موارد ومسائل مربوط ، چاپ دیجیتال شناخته نشده و یا به دلیل در ارتباط بودن سیستم تولید رنگ در این سیستم با صنعت نانوتکنولوژی و یا الکترونیک هنوز مسائل مبهم زیاد وجود دارد قطعا در سال های عادی با روند رو به رشد در صنعت چاپ دیجیتال مواجه خواهیم بود و هنوز با وجود اینکه کیفیت چاپ دیجیتال بسیار بالاتر از تمامی روش های قبلی است اما هنوز باید در این زمینه تلاش بیشتری صورت گیرد و نکات مبهم در روش اجرایی دستگاه کیفیت رنگ ها و... پاسخ داده شود. با دستگاه ها و رنگ های امروزی چاپ دیجیتال درکل نمیتوان افلک های ویژه ای همچون ژی اکتیو، ولتروزایی ، پخت سرد که با استفاده از چاپ فلت قابل حصول است را تهیه نم ود و بنابراین هنوز استفاده از روش های پیشین می بایست مد نظر تولیدکنندگان کاشی قرار گیرد.
-1.2تاریخچه چاپ دیجیتال:
در سال 2000شرکت KERAJET با کمک شرکت FERRO ENAMET اولین دستگاه چاپ دیجیتال را عرضه نمودند . برای شناخت نحوه کار چاپ دیجیتال باید شناختی هر چند اولیه از اصول رنگ در کامپیوتر و تفاوت ان با انچه چاپ میشود داشته باشیم چاپ دیجیتال روش هایی است که در ان عملیات چاپ با قرار دادن رنگ بر روی سطح خاکی ، بدون تماس با سطح انجام میگیرد امروزه علاوه بر اعمال رنگ با استفاده از چاپ دیجیتال، امکان استفاده از این چاپ برای اعمال لعاب دانگوب نیز در حال پیشرفت و آماده شدن است . همچنین این روش برای قطعات ویژه ، کاشی های فتوکاتالیست ، کاشی فتو کاتالیست و سطوحی که امکان چاپ با روش های معمولی در آن ممکن نیست نیز مورد مصرف قرار میگیرد .
چرا چاپ دیجیتال یک ضرورت برای صنعت کاشی است ؟
هرچقدر سیستم ها و ماشین آلات تولید کاشی است از حالت مکانیکی صرفه به تلفیقی از مکانیک و الکترونیک تبدیل میشود شاهد پیشرفت در کیفیت و نحوه عملکرد دستگاه خواهیم بود مهمترین تفاوت این روش ، دیجیتال بودن آن نسبت به روش های دیگر است . هر قطره از رنگ با استفاده از تنظیمات الکترونیکی دستگاه در محور های xوy به دقت بر بروی سطح مورد نظر گذاشته شده و هر جا به جایی یا انحرافی قابل کنترل است .این کار در هیچکدام از روش های پیشین چاپ در صنعت سرامیک ممکن نبود .کاهش قیمت تمام شده برای ایجاد و دولوپ طرح ، افزایش کیفیت و زیبائی کارو تولید طرح هایی که با روش های معمول امکان تولید ان وجود ندارد . از مهمترین علل استفاده از چاپ دیجیتال است که باید به آن توجه کرد . در چاپ دیجیتال ، کیفیت چاپ شده به مراتب بالاتر از روش های جاری است . روی هم رفته زمان تولید برای نمونه آزمایشی و طرح های جدید کاهش می یابد . تغییراندازه یک طرح اندازه های دیگر همان طرح با آسانی قابل انجام است .ضریب بهینه مصرف رنگ در بین روش بالاست و در نتیجه ضایعات رنگ بسیار پایین است در چاپ دیجیتال تماس بین دستگاه چاپ و بدنه به صفر می رسد و حداقل چند میلی متر بین بدنه وهدهای چاپ فاصله وجود دارد . و در نتیجه امکان اعمال بر روی بدنه های نازک و شکننده که در روش های مضملی غیر قابل تولید هستند را امکان پذیر سازد و سطح مورد ن ظر و هم چنین نقوش برجسته موجود دو سطح نیز می تواند با استفاده از این روش دکور شود تمامی این مزایا چاپ دیجیتال را به یک گزینه اصلی برای جایگزینی روش های سنتی چاپ نموده است .
مزیت های چاپ دیجیتال
سریع بودن فرایند تولید مصرف رنگ کم تر امکان چاپ پیش تصویر امکان تغییرات در طرح ها گرافیکی و تطبیق پذیری سریع
-2زیبایی طرح
یکی از مزیت های چاپ دیجیتال کاهش زمان ، ایجاد طرح در آزمایشگاه است در روش سنتی طرح می بایست برای این کار با استفاده از تهیه طرح مقدماتی با استفاده از شابلون پیاده سازی طرح بر روی کاشی تولید رنگ به صورت دستی نمونه گذاری در کوره انجام میشود تمامی رنگ بندی ها موردنظر باید با استفاده از ساخت رنگ ها در ازمایشگاه و با ترکیب دستی فرمولاسیون رنگ و با استفاده از تجربه افراد انجام می پذیرد پس از تایید رنگ بندی نمونه ها و مشخصات ظاهری طرح باید ابتدا بر روی گوشه ای از سیلندر های استفاده شده و مستعمل قسمتی از طرح حکاکی شده و در نتیجه کار در خط تولید تست شود در صورتی بین حکاکی مورد تایید بود باید یک ست از سیلندر با طرح مورد نظر تو سط شرکت حکاکی کننده حکاکی شود و سپس در خطوط تولید تست صنعتی طرح انجام شود ملاحظه هر شود که پروسه ایجاد یک طرح جدید در روش های قدیمی بسیار طولانی و زمان گیر است ولی در روش چاپ دیجیتال امکان ترکیب شدن رنگ ها و تولید طیف بین رنگی در طرح وجود دارد .در این روش هر قسمت از طرح متشکل از درصدی از رنگ های اصلی چاپ دیجیتال است که در نهایت کل طیف های رنگی در هر طرح با استفاده از ترکیب این رنگ ها با نسبت های مختلف حاصل می گردد و در نتیجه برای ایجاد رنگ جدید نیاز به ساخت رنگ با استفاده از روش های دستی نیست و دستگاه قابلیت تنظیم شدن تن رنگی در هر سنجش از تصویر را با استفاده از اصلاح قابل کامپیوتری به ما می دهد .
مزیت دیگر روش دیجیتال این است که به دلیل عدم تماس چاپ دیجیتال با سطح کاشی ، امکان اجرائی طرح دوکاشی های برجسته و استراکچر با این دستگاه بر خلاق روش های قبل وجود دارد و حتی لبه های کاشی که با روش های پیشین امکان چاپ بر روی انها وجود نداشت با این روش قابل چا پ است .با توجه به دستی بودن تنظیمات در روش های قدیمی چاپ و دکور شیب رنگی بین نمونه های تولیدی در دوره های مختلف تولید و یا حتی کاشی های پشت سرهم یکی از معضلات این صنعت محسوب میشود در روش دیجیتال با توجه به این که روش اعمال کاملا توسط دستگاه به صورت الکترون یکی کنترل میشود در این مساله به طول مراحل رفع شده است .
همچنین روش های قدیمی به دلیل درگیر بودن رنگ مصرفی با لعاب و سطح کاشی معمولا با تغییر شرایط رتولوژیک و مشخصات یکی رنگ در دوره زمانه ی حتی چند دقیقه ای تولید روبروست زیرا به دلیل در تماس بودن سطح سیلند ر و شابلون با سطح کاشی ورود لعاب سطح کاشی به حاصل رنگ غیر قابل اجتناب است و با توجه به این که دامنه لعاب بالاتر ازدانسیته رنگ است همواره با مشکل افزایش ودانسیته رنگ کاهش شدت رنگ یا تغییر رنگ به در سیستم مواجه هستیم ولی باتوجه به اینکه چاپ دیجیتال هیچ تماسی با کاشی ندارد لذا بحث شدت رنگ و. تغییرات ناشی از اختلاط رنگ و لعاب به طور کلی متنفی می گردد.
-3مشکلات چاپ دیجیتال:
رنگ های چاپ دیجیتال بازه مصرف کوتاهی دارند و باید در مدت کوتاهی پس از تولید مصرف شود بنابراین امکان سفارش رنگ دیجیتال به میزان مورد نیاز برای چندین ماده وجود ندارد و باید در دوره های کوتاه تری سفارش گذاری رنگ انجام شود
.مشکل دیگر چاپ دیجیتال این است که امکان اجرای چاپ در مقادیر نسبتا زیاد بر بروی سطح هنگامی که می خواهیم رنگ بسیار زیاد بر سطح اعمال کنیم با دستگاه ها رایج وجود ندارد و هنوز برای اجرای طرح هاییی که نیاز به اعمال مواد زیادی بر روی سطح دارند امکان استفاده از چاپ دیجیتال وجود ندارد .به هرحال این صنعت صنعتی جدید بوده و هنوز به مرحله نهایی خود نرسیده است . شرکت های تولید کننده ماشین الات و رنگ همواره بر روی خصوصیاتی مورد نظر و اصلاح فرایند فعالیت می نمایند و پیش بینی می شود این صنعت در سال های آی کمک بزرگتر به افزایش کمی و کیفی تولیدات کاشی و سرامیک می نمایند.
-4اهمیت تفکیک لعاب در چاپ دیجیتال:
با توجه به اینکه چاپ دیجیتال بر روی لعاب زده میشود فاکتور های لعاب تاثیر زیادی بر روی خصوصی ات رنگ مورد نظر خواهدداشت به دلیل ماهیت ذرات و ریز مانه بودن رنگ دانه و در جوهر چاپ دیجیتال تجذیه و ذوب شدن ان به همراه لعاب ممکن است اتفاق بیفتدبنابراین باید در خصوص مشخصات العاب و قابلیت ترکیب ان با جوهر دقت لازم صورت پذیرد .تعداد زیادی از ترکیبات فلزی در لعاب ها مورد استفاده قرار میگیرند اکسید لیتیم , اکسید بور ،اکسیدروی اکسید منیزیم و اکسید انتی موان بر روی خواص رنگی جوهر تاثیر گذار هستند و لذا استفاده از ان رو ترکیب لعاب باید به شدت مورد توجه قرار گیرد
و اگر نیاز به حضور آنان در ترکیب لعاب ضروری است باید سمی نشود که این میزان در حداقل ممکن باشد اکسید ها پتاسیم سدیم بر روی رنگ تاثیر نمی گذارند و اکسید های کلسیم وباریم نیز تاثیر چندانی بر کیفیت رنگ جوهر های مورد استفاده در چاپ دیجیتال ندارند و می توانند جایگزین اسید های سیستم و بر در ترکیب لعاب شوند اکسید قلع باعث افزایش قرمزی ترکیبات جوهر قرمز می شود اما مشکل این جاست که تمام ترکیبات رنگ را نیز قرمر می نماید استفاده از اکسید تیتانیوم موجب افزایش قرمزی و زردی این رنگ ها می شود اما منجر به ایجاد ته رنگ زرد در سایر رنگ ها نیز می گردد و از شدت رنگ مشکی نیز می کاهد .بنابراین ترکیبات اکسید های موجود در لعاب می تواند تاثیر زیادی بر روی رنگ های چاپ دیجیتال داشته باشد و این تاثیر نیز به شرایط پخت و دمای ان می تواند بیشتر یاکمتری باشد .
-5معایب چاپ دیجیتال:
-هزینه زیاد سرمایه گذاری اولیه نسبت به روش های دیگر به دلیل قیمت بالای دستگاه چاپ دیجیتال -رنگ های گران تر نسبت به رنگ های چاپ سنتی که در محل کارخانه قابل تهیه است .
-محدودیت تعداد رنگ ها از نظر گامون رنگ نسبت به روش های دیگر -حجم پایین رنگ خروجی (ضخامت چاپ) که هنوز نمی توان خروجی زیادی از چاپ انتشار داشت .
-کوتاه بودن تاریخ مصرف رنگ که با توجه به عدم امکان تولید ان در کارخانه باید از شرکت های تامین کننده تهیه شود با در نظر گرفتن این که زمان رسیدن محموله از کشور تولید کننده ممکن است طولانی باشد می تواند مشکل ساز شود .
-قیمت بالای قطعات یدکی و هدهای چپ و انحصاری بودن تولید آن ها -حساسیت هدها نسبت به شرایط تولید و نگهداری دستگاه -مشکل تامین قطعات
-6تکنولوژی چاپ کاشی :
در تکنولوژی چاپ دیجیتال بر خلاف سیستم های نسبتی قدیمی تر هیچگونه تماسی با سطح محصول وجود ندارد تعداد زیادی از دستگاه های دیجیتال دکور نشین ساخته شده و در حال حاضر در بازار موجود می باشد که همگی قابلیت کاکردن با سه , چهار یا شش جوهر را دارا می باشند اما همگی همان ایده اولیه را به اجرای می گذارند یعنی زمانی که در این ماشین ها تولید تصویر می شود در اصل همان تکثیر و نهایتا ترکیب رنگ صورت می گیرد .
دستگاه های دیجیتال قابلیت تولید متراژها 1500 – متر بر ساعت و بیشتر را نیز دارند (البته مناسب با رزولوشن در خواستی ) و محدودیت های چاپ فلت و با روتاری برای شارژ رنگ روی شابلون و یا چرخش سیلندر برای طر ح های سنتر تار بندی به منطقه حکاکی شده را ندارد و می توانند به صورت مستمر به چاپ بپردازد (لازم به ذکر است که این متراژ توان اسمی دستگاه است و با توجه به نیاز به وجود فاصله در بین کاشی ها و امکانات خط ,درحین فرایند تولید , دو عمل این میزان بسیار کم تر از این عدد است)
-دستگاه های دیجیتال قابلیت تولید تصویر تا Dpi1000 را دارند البته اگر به طور معمولی تصاویر مورد نظر سنگ و ... باشد رزولوشن 200تا Dpi300 کافیست این میزان رزولوشن و کیفیت تصویر به مراتب از چاپ روتاری بالاتر است .
-6.1نکات کلیدی در چاپ دیجیتال و تدبیرها:
برای این که از دستگاه دیجیتال پرینتر به نحو احسن استفاده نماییم باید نکاتی را مدنظر داشته باشیم در این خصوص باید مواردی از قبیل نظافت و تمیزی دستگاه کنترل هدایت دقیق و بدون هرگونه جا به جایی کاشی (سیستم محرکه و انتقال کاشی) و برخی از علل احتمالی خرابی های دستگاه اطلاع داشته باشیم .
-6.1.1نظافت و تمیزی :
دستگاه دیجیتال پرینتر به شدت نسبت به آلودگی حساس است این حساسیت به دلیل سیستم های پیچیده الکترونیک و دقت سنسورهای دستگاه و همچنین هدهای آن است در محیط صنعتی کارخانه تولید کاشی که نسبت ذرات گردو غبار در فضای کارخانه بسیار بالاست باید طی کل دستگاه در یک محفظه قرار داشته شود تا از آلوده شدن آن جلوگیری شود .
این کار علاوه بر مشکل آلودگی امکان کنترل های کارکرد محیط نیز کمک می کند زیرا می توان با نصب سیستم های تهویه مطبوع در بین کابین و یا محفظه همیشه های کاکرد و دستگاه را کنترل نمود .آلودگی هایی که ممکن است منجر به خرابی دستگاه شود به دو نوع خاص و خارجی تقسیم می شود :
موارد داخلی :
-الودگی رنگ -انقضای زمان صرف زنگ
-الودگی داخل ماشین و مسیر های رنگ
-راه سازی شیمیایی بین رنگ قطعات ماشین ها
-خوردنده بودن رنگ
موارد بیرونی :
-محیط غبار الود
-محیط با رطوبت بالا
جریان و جا به جایی هوا
-برخورد مستقیم هدهای چاپ با آب
