فناوری چاپ دیجیتال و دكوراسيون در صنعت كاشي ( بخش دوم چاپ دیجیتال )

فناوری چاپ دیجیتال و

سمينار آشنايي با این فناوري 

تهیه و تنظیم : مازیار منتظریان

فناوری چاپ ديجيتال :

فناوري دكوراسيون به روش ديجيتالي براي اولين بار در سال ۲۰۰۰ به صنعت كاشي معرفي شد.با پيشرفت هايي كه امروزه در اين زمينه اتفاق افتاده است، شايد بتوان گفت كه اهميت نوآوري دكوراسيون ديجيتالي در صنعت كاشي به اندازه تغيير كوره هاي تونلي به كورههاي رولري است. اگرچه فناوری چاپ ديجيتال بسياري از مشكلات رايج در صنعت چاپ كاشي را رفع ميكند، اما تحقيقات بيشتري در جهت بهبود اين فرآيند همچنان در حال انجام است.

فناوری چاپ ديجيتال شباهت بسيار زيادي به فناوري به كار رفته در چاپگرهاي كاغذ دارد. بدان معنا كه در اين فناوري از سه رنگي اصلي موسوم به سيستم CMY استفاده ميشود. سيستم CMY معرف سه رنگ اصلي با نامهاي فيروزه اي (Cyan)، ارغواني(Magenta) و زرد (Yellow) است.از تركيب سه رنگ CMY ميتوان رنگ مشكي را نيز بدست آورد.اما قيمت سه رنگ مذكور بالاست و ترجيح بر آن است كه رنگ مشكي به اين سيستم سه تايي اضافه شود. بنابراين در فناوري چاپ ديجيتال كاشي از سيستم چهارتايي CMYK استفاده ميشود . Kدر اينجا مخفف  Key ميباشد؛ كه در اين فناوري يك Key Plate است كه پليت هاي سه رنگ اصلي با آن هم راستا ميشوند. برخي افراد به اشتباه را به حرف آخر Black نسبت ميدهند؛ كه البته براي به خاطر سپردن اين مخفف مناسب است. (از تركيب چهار رنگ مذكور ) فيروزه اي ، ارغواني ، زرد و مشكي كليه رنگ هاي مد نظر را ميتوان بدست آورد.

از پاشش چهار رنگ مذكور بر روي كاشي و بصورت قطرات بسيار كوچك، طرح مد نظر را ميتوان خلق كرد. اين فناوري ممكن است در توليد پيوسته به صورت In-line استفاده شود و يا بصورت Off-line و براي توليدات محدود بكار رود. فناوري Off-line اغلب براي توليد دكوري ها و در كارخانه هاي پخت دكور بكار ميرود. شكل ۱۰ تصويري شماتيك از چاپ ديجيتال بصورت پيوسته را نشان ميدهد كه با عبور كاشي از زير هدهاي (Printing Heads) دستگاه چاپ، طرح مد نظر بر روي آن ايجاد ميگردد.قبل از اينكه جزئيات بيشتري در خصوص انواع فناوري دكوراسيون ديجيتال ارائه شود؛ جا دارد كه به تعدادي از مزاياي اين روش كه در آينده، صنعت دكوراسيون كاشي را متحول خواهد اشاره شود .

فناوری چاپ دیجیتال

فناوری چاپ دیجیتال

مزاياي چاپ ديجيتال را ميتوان در موارد ذيل خلاصه نمود:

  • تفكيك ديجيتالي تصوير و قابليت توليد كاشي با طرحهاي مختلف و غير تكراري كه ميتواند جلوه طرحهاي طبيعي نظير سنگ، چوب و…را به شكل بسيار بهتري نسبت به روشهاي فعلي مانند چاپ هاي روتاري و تخت ايجاد نمايد.همچنين ميتوان يك نقاشي ديواري و يا يك عكس را به صورت كامل و در ابعاد دلخواه بسته به سفارش مشتري، بر روي كاشي به صورت پازل ايجاد نمود.علاوه بر اين، نقشهاي مختلف از يك طرح ميتواند بهصورت يكپارچه و يا تفكيك شده توليد شوند.
  • كيفيت چاپ به مراتب بالاتر از روشهاي جاري است.
  • روي هم رفته زمان توليد براي نمونههاي آزمايشي و طرحهاي جديد كاهش مييابد.
  • فرآيند تغييرات جزئي بر روي طرح اصلي آسان و سريع است.
  • نگهداري طرحها به صورت ديجيتال بسيار آسانتر است و هزينه كمتري دارد.ديگر به فيلم، شابلون و سيلندر نيازي نيست.
  • با توجه به اينكه تمام سطح كاشي، حتي لبه ها نيز چاپ ميخورند، مشكل ايجاد باند خالي از چاپ كه در چاپ كاشي ها با روش هاي فعلي وجود دارد، برطرف ميشود.
  • كاشي هاي برش خورده ميتواند به آساني با اين سيستم دكور شده و از هزينه هاي جابجايي و….كاسته شود. تغيير اندازه يك طرح به اندازه هايي ديگر از همان ابتدا، به آساني قابل انجام است.
  • با ميزان كمي رنگ، اين سيستم قابليت اجراي طرحها را دارد و براي آزمونهاي محدود، نياز به ساخت رنگ به ميزان زياد نيست.
  • ضايعات رنگ بسيار پايين است و يا ميتوان گفت حذف ميشود.
  • با توجه به اينكه در اين روش تماس بين دستگاه چاپ و بدنه به صفر ميرسد، امكان اعمال چاپ بر روي بدنه هاي نازك و شكننده فراهم ميشود.همچنين ميتوان بر روي بدنه هايي كه سطح ناصاف دارند نيز با حفظ فاصلهاي در حدود ۱ ميليمتر، چاپ زد.
  • با پيشرفتهايي كه به نظر ميرسد در اين صنعت اتفاق خواهد افتاد، انواع رنگدانه ها، فريتهاي شيشه اي و ذرات فلزي را نيز ميتوان براي چاپزني استفاده كرد.براي نيل به اين هدف، بايستي بر مشكل تعليق اين مواد در محيط مايع و دستيابي به دانسيته و ويسكوزيته مناسب غلبه كرد.

انواع فناوری چاپ ديجيتال :

بطور كلي در فناوری چاپ ديجيتال و مطابق با شكل۱۱دو روش براي پاشش قطرات بر روي سطح كاشي وجود دارد:

۱- CIJ يا Continuous Ink Jet(شكل الف)

۲- DOD يا Drop on Demand (شكل ب)

فناوری چاپ دیجیتال

در روش CIJ جوهر بصورت ممتد از نازل  (Nozzle)  خارج ميشود و به صورت قطرات دايره اي شكل بر روي سطح مي نشيند.تفكيك قطرات از جريان رنگ، به كمك نيروي كشش سطحي انجام ميشود. بر روي هريك از قطرات به وسيله الكترودي كه در مجاورت قطرات قرار دارد، القاء الكتريكي صورت گرفته و با استفاده از نيروي الكترواستاتيك رانده شده و منحرف ميشود تا بر روي سطح، نقاط مورد نظر را ايجاد نمايد.با استفاده از ايجاد تغييرات در شارژ القايي، ميزان انحراف و زاويه قطرات ميتواند كنترل شود و در نتيجه مكان نهايي قطرات بر روي سطح كنترل و تعيين ميشود.

قطراتي كه از اين طريق شارژ نشده اند در كانالي قرار گرفته و بازيافت شده و مجدداً در سيكل مصرف قرار ميگيرند.تعداد نازلها بستگي به پيشرفته بودن دستگاه دارد.اين روش امروزه در صنايع مختلف براي چاپ اطلاعات و باركد و همچنين در صنعت سراميك براي برچسب هاي بسته بندي و يا نوشته هاي لبه هاي كاشي استفاده ميشود.ولي امروزه از اين روش براي دكوراسيون كاشي استفاده نميشود.

در روش DOD تعداد زيادي نازل بصورت رديف نازلها قرار دارد كه البته هر كدام بصورت جداگانه عمل مي نمايند و عمليات پاشش رنگ را بسته به نياز انجام ميدهند؛ كه اين كار به وسيله القاء پالس فشاري موقت از مخزن رنگ كه در پشت نازل قرار دارد صورت ميگيرد.پس از اين، قطرات در خط مستقيم حركت كرده و بر روي بدنه مي نشينند.تمامي چاپگرهاي مورد استفاده در صنعت كاشي به اين صورت عمل مينمايند.البته ممكن است استثناء هم وجود داشته باشد.

شكل ۱۲ نمايي است از يك نازل در سيستم چاپ ديجيتال .

فناوری چاپ دیجیتال

     بر اساس سيگنال دريافتي از محرك رهاساز (Actuator) ، رنگ مورد نظر پاشيده ميشود. وقتيكه جريان رنگ نازل را ترك ميكند، نيروي كشش سطحي باعث ميشود كه يك قطره اصلي تشكيل شود و در نهايت اين قطره به يك يا دو قطره كوچكتر تبديل ميشود كه ممكن است به همين صورت باقي مانده و يا مجدداً با قطرات ديگر تركيب شود.فاصله بين نازل تا سطح در حدود ۱ ميليمتر است كه البته در برخي موارد فاصله بيشتري براي تشكيل قطرات دايرهاي شكل نياز است كه در نتيجه سرعت قطرات كمتر و دقت چاپ در يك نقطه خاص براي هر قطره با افزايش فاصله كاهش مي يابد.

قطر قطرات كه در حقيقت تحت تأثير اندازه نازل هستند، تعيين كننده وضوح سيستم چاپ است.

به طور معمول اين ميزان براي قطر قطرات، در حدود μm50 است كه از نظر وزني حدود ۶۰ پيكوليتر ميشود.البته برخي چاپگرهاي صنعتي اين قابليت را دارند كه قطرات كوچكي تا يك پيكوليتر (۱۰ميكرو متر) را نيز ايجاد نمايند.

سرعت پاشش بين ۵تا۱۰ متر بر ثانيه است.هدها كه داراي نازلهاي بسيار زيادي هستند بسته به ابعاد كاشي، بصورت رديف بصورت عرضي نزديك به سطح كاشي قرار ميگيرند.

اجزاي اصلي چاپگرها شامل هدهاي چاپ، سيستم انتقال كاشي، سيستم مخزن رنگ، منابع دادهها و سيستم كنترلي ميباشد.

سيگنالهاي اطلاعات ميبايست مدام براي نازلها در زمان مناسب ارسال شود.به عنوان مثال، براي چاپ كاشي با وضوح چاپ dpi360 بر روي كاشي با عرض ۷۰سانتيمتر و سرعت توليد ۳۵متر بر دقيه، بالغ بر ۸۰ ميليون سيگنال در ثانيه براي هر رديف از هدها ارسال ميشود كه در نتيجه براي يك سيستم چهار رنگ؛ اين ميزان چهار برابر ميشود.

نانو رنگدانه ها (Nano-pigments) در چاپ ديجيتال :

در توليد جوهر مورد مصرف در سيستم چاپ ديجيتال از نانو رنگدانه هاي غير آلي كه در يك محمل آلي و مايع معلق اند استفاده ميشود.اين محمل آلي ممكن است شامل انواع چسبها و معلق كننده ها نيز باشد.در واقع جوهر مصرفي در دستگاه چاپ، به صورت كپسول هاي يك ليتري و مايع ميباشد كه كافي است پس از اندكي هم زدن دستي، آن را در دستگاه قرار داد.

چند نكته بايد در توليد جوهر مصرفي در چاپ ديجيتال مد نظر قرار گيرد:  نخست اينكه از خصوصيات رئولوژيكي مناسب براي چاپ ديجيتال برخوردار باشد.

اين ويژگي را ميتوان با تنظيم خواص حامل آلي تنظيم نمود.دوم اينكه، ذرات رنگدانه به قدر كافي ريز باشند كه در محيط حامل به صورت كلوئيدي و معلق باقي بمانند.

استفاده از نانو رنگدانه ها امكان استفاده از نازلهاي با قطر خروجي كم را محيا كرده است.همچنين از مسدود شدن نازلها جلوگيري ميكند.در نهايت جوهر مصرفي پس از پخت، بايد بتواند رنگ مورد نظر را ايجاد كند.

هدف ديگر در توليد جوهر، دستيابي به رنگي است كه به هنگام استفاده بصورت كروي در بيايد.معمولاً ويسكوزيته رنگ مصرفي در حدود cpoise8-25  (سانتي پواز واحد ويسكوزيته ميباشد كه براي مقايسه ميتوان ويسكوزيته آب كه در دماي اتاق cpoise1 است را مد نظر قرار داد) ميباشد. البته برخي از هدها قادرند رنگي با ويسكوزيته cpoise100 را نيز چاپ نمايند. بديهي است كه هر چقدر دانسيته (درصد رنگدانه) بيشتر باشد بهتر است؛ اما بايد شرايط تعليق نانو رنگدانه ها نيز مد نظر قرار داد.

دماي هدها و همينطور رنگ ميبايست در طول فرآيند براي ثابت نگه داشتن ويسكوزيته همواره كنترل شود. يكي از مشكلاتي كه در استفاده از چاپگرهاي ديجيتال همواره مسأله ساز است، مسدود شدن تدريجي نازلها است.اين مشكل، باعث مشاهده خطوط سفيد افقي در طرح خواهد شد.

تعويض و يا تميز كردن هدها در توليد، بايستي در فواصل زماني مشخص انجام شود.در جدول ۳ خصوصيات نانورنگدانه هاي مصرفي در چاپ ديجيتال در كنار رنگدانه هاي رايج ميكروني در صنعت كاشي آورده شده است.

فرمول شيميايي نانو رنگدانه ها معمولاً تفاوت چنداني با رنگدانه هاي رايج ميكروني ندارد.معمولاً نانو رنگدانه هايي كه سختي كمتري دارند انتخاب ميشوند ، تا از سايش بيش از حد نازلها جلوگيري شود.

نكته ديگري كه در ساخت نانو رنگدانه ها بايد مد نظر قرار گيرد، افزايش واكنش پذيري رنگدانه با كاهش اندازه ذرات آنها است.در عمل، واكنش پذيري و حل شدن رنگدانه هاي نانو در لعاب و بدنه بيش از رنگدانه هاي ميكروني است.

بنابراين، عوامل متعددي مانند فرمول رنگدانه، اندازه ذرات، تركيب لعاب و شرايط توليد را بايد به گونه اي بهينه نمود تا واكنش رنگدانه به حداقل برسد.

هنگاميكه كه نانو رنگدانه در محيط حامل خود پايدار بماند، بعضاً گزارش شده است كه طيف و شدت رنگي بهتري را  ميتوان از اين رنگدانه ها بدست آورد.

فناوری چاپ دیجیتال

 

 

 

 

 

 

 

برگشت به بالا
فروشگاه آنلاین طرح کاشی و سرامیک