طباعة الدُفعات بطيئة جدًا؟ طابعة نافثة للحبر دوارة تُنهي العمل بسرعة في عملية واحدة

لماذا تُبطئ طباعة الدُفعات التقليدية عملية الإنتاج

الوقت غير المخصص للطباعة في الأنظمة التقليدية يخلق اختناقات

تُضيع طابعات الدُفعات القديمة ما بين 22 إلى 40 بالمئة من وقت تشغيلها في أمور لا تُنتج شيئًا فعليًا وفقًا لتقرير صناعة الطباعة للعام الماضي. فأشياء مثل تحميل كميات الورق، وتغيير الألوان يدويًا، وكل هذا التعامل المتكرر مع الآلات بين مهام الطباعة تستهلك حوالي ثماني ساعات ونصف في كل نوبة عمل يومية كاملة. وما يحدث بعد ذلك يكون محبطًا جدًا لجميع المراحل اللاحقة. حيث يتعطل قسم التجهيز النهائي انتظارًا، وتبدأ عمليات التعبئة والتغليف في التوقف والتشغيل باستمرار، وهذه الفترات الصغيرة تتراكم حتى تتحول إلى مشكلات كبيرة تمتد على طول خط الإنتاج بأكمله.

تحد الطباعة متعددة المرورات من السرعة بسبب حركات المسح المتكررة

تتطلب طابعات الليزر التقليدية ما بين ثلاث إلى سبع مرورات فقط للحصول على تغطية لونية مناسبة عبر المواد، حيث يجب أن يمر رأس الطباعة فوق نفس النقطة عدة مرات. ونتيجةً لهذا الحركة المتكررة ذهابًا وإيابًا، لا يمكن لهذه الآلات تحقيق سرعات تزيد عن 50 إلى 70 مترًا في الدقيقة، أي أبطأ بنسبة 60 بالمئة تقريبًا مقارنة بأنظمة المرور الواحد كما هو مذكور في تقرير كفاءة الطباعة لعام 2022. ولن ننسَ أيضًا التآكل والاستهلاك. إن هذه الحركة المتكررة تؤثر بشكل كبير على القطع، وهو ما لاحظه المصنعون عن قرب. ووفقًا للبيانات التي تم جمعها من مصانع الطباعة في جميع أنحاء أوروبا، تزداد مصروفات الصيانة بما يقارب 18,000 دولار سنويًا لكل طابعة تقليدية لا تزال تعمل.

تؤدي أوقات التوقف وعدم الكفاءة إلى تقليل الفعالية الشاملة للمعدات (OEE)

إن معظم الطابعات الدفعية التقليدية لا تصل إلا إلى حوالي 58٪ من الفعالية الشاملة للمعدات، وهي نسبة أقل بكثير من المعيار الصناعي البالغ حوالي 85٪ وفقًا لتقارير الإنتاجية الحديثة لعام 2023. وتستغرق عملية التحضير لكل مهمة طباعة نحو 19 دقيقة فقط للإعداد والتنظيف. وعندما يتعلق الأمر بالطباعة متعددة المرور، فإن مشكلات المحاذاة تتسبب في هدر حوالي 7٪ من المواد في كل مرة. وكل هذه الخسائر الصغيرة تتراكم بسرعة. ما النتيجة النهائية؟ إن ورش الطباعة تعاني من فجوة بنسبة 31٪ بين ما يمكن أن تنتجه آلاتها فعليًا وما تنتجه حاليًا. وللشركات متوسطة الحجم، يعني ذلك ضياع فرص تجارية تقدر قيمتها بنحو 740,000 دولار أمريكي سنويًا، وببساطة بسبب هذه التعثرات التشغيلية.

كيف تعزز تقنية طابعة الحبر الدوارة ذات المرور الواحد السرعة والكفاءة

تُلغي تقنية حقن الحبر ذات المرور الواحد الحركة الزائدة لتحقيق طباعة مستمرة

تحتاج أنظمة الطباعة متعددة المروريات التقليدية إلى ما بين أربع وثماني مروريات فقط لبناء طبقات الألوان هذه، وتخمين ماذا؟ وفقًا لبعض الأبحاث التي نشرها معهد TextileTech عام 2023، فإن حوالي ثلثي الوقت الكلي يتم استهلاكه في إجراءات لا تتضمن الطباعة فعليًا. والآن تأتي تقنية الطابعة الدوارة ذوات المرورية الواحدة (one pass rotary inkjet)، والتي تستخدم رؤوس طباعة ثابتة تعمل بتناسق مع أسطوانات دوّارة. ما الذي يعنيه هذا في العمليات الواقعية؟ يمكن لهذه الآلات أن تستمر دون انقطاع وبسرعات مذهلة تصل إلى نحو 150 مترًا كل دقيقة عند السرعة القصوى. وإليك المفاجأة: إن الانتقال إلى هذه الطريقة المبسطة يقلل من دورات الإنتاج بنحو النصف مقارنة بالأساليب التقليدية. بالإضافة إلى ذلك، يظل بإمكان المصانع تحقيق دقة عالية جدًا، تبلغ حوالي ±0.1 ملم في التسجيل. وقد أفادت معظم الشركات التي تحدثنا إليها بأنها لاحظت فوائد ملموسة خلال الأشهر القليلة الأولى من التنفيذ.

يتيح تصميم الطباعة الدوّار تغطية السطح بالكامل في دوران واحد

تدور أنظمة المؤازرة المتطورة المواد تحت صفائف طابعة الحبر النفاث الثابتة، مما يحقق معدلات إنتاج أولية بنسبة 98٪ في التجارب الصناعية. ويضمن механизм الدوران اتصالاً متسقاً بين رؤوس الطباعة والمواد الأساسية، ويقضي على فجوات المحاذاة الشائعة في الأنظمة ذات الأسطح المستوية

مميز	الطابعات متعددة المرور	الطابعات الدوارة ذات المرور الواحد
متوسط السرعة	40–60 م/دقيقة	120–150 م/دقيقة
التكرار الحركي	300%	0%
التوقيف السنوي	18%	6%

تضمن عملية الرش عالية التردد والمحاذاة الدقيقة نتائج متسقة

تطلق فوهات تعتمد على تقنية MEMS أكثر من 50,000 قطرة في الثانية، مما يحقق معدلات خطأ أقل من 0.03% حتى عند أقصى سعة إنتاجية. وتقوم مقاييس الطيف الضوئي في الوقت الفعلي وأجهزة الاستشعار الخاصة بالإنترنت вещي بتعديل لزوجة الحبر وموقع الفوهات باستمرار، للحفاظ على وفاء اللون ضمن حدود ΔE<1.5 على مدى تشغيل إنتاجي يستمر 24 ساعة

العلاج بالأشعة فوق البنفسجية والتحكم الفوري في الطابعات النافثة للحبر الدوارة عالية السرعة

يتيح العلاج الفوري بالأشعة فوق البنفسجية صفر زمن تجفيف وبدء المعالجة اللاحقة فورًا

تأتي أحدث الطابعات النافثة للحبر الدوارة الآن مزودة بتقنية العلاج بالأشعة فوق البنفسجية باستخدام مصابيح LED، والتي تقوم بتجفيف الحبر بمجرد وصوله إلى السطح، ما يعني عدم الحاجة بعد الآن إلى الانتظار لتجف الأسطح كما كنا نفعل سابقًا. تستغرق الطباعة التقليدية التي تعتمد على المذيبات وقتًا طويلاً لأن المذيبات تحتاج إلى وقت كافٍ للتبخر تمامًا. أما مع العلاج بالأشعة فوق البنفسجية، فإن جزيئات اللون تثبت في مكانها تقريبًا بشكل فوري، وبالتالي لا يوجد خطر إطلاقًا من التلطيخ عند بدء عمليات القص أو الطي أو التكديس مباشرة بعد الطباعة. ما الذي يعنيه هذا بالنسبة لخطوط الإنتاج؟ حسنًا، تشير المصانع إلى تقليصها للعملية الكاملة من الطباعة إلى التغليف بنسبة تتراوح بين 40٪ و60٪. علاوةً على ذلك، تستهلك هذه الأنظمة طاقة أقل بنحو الثلث مقارنة بأساليب التجفيف الحراري التقليدية، ما يجعلها خيارات أسرع وأكثر اخضرارًا للمصنّعين الذين يسعون لتعزيز الكفاءة.

تقلل هذه التكنولوجيا أيضًا من انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة (VOC) نظرًا لأن أحبار الأشعة فوق البنفسجية لا تحتوي على مذيبات. وتُحقق الأنظمة الرائدة سرعات إنتاج تتراوح بين 300 و500 قدم/دقيقة مع الحفاظ على نسبة هدر حبر أقل من 1%، وهي ميزة بالغة الأهمية في تصنيع العبوات والتزيين بكميات كبيرة.

الكشف والتصحيح في الوقت الفعلي يقللان من الهدر وإعادة العمل

تستخدم منصات الحبر الدوارة المتقدمة أنظمة رؤية متسلسلة وأجهزة قياس الطيف لرصد جودة الطباعة بسرعات خط تصل إلى 120 متر/دقيقة. ويمكن لهذه المستشعرات اكتشاف انسدادات الفوهات أو الانحرافات في اللون أو أخطاء المحاذاة في الوقت الفعلي، مما يؤدي إلى تفعيل تصحيحات تلقائية قبل انتشار العيوب. على سبيل المثال:

• تعديلات كثافة الحبر : تعوّض التغيرات في اللزوجة أثناء العمل دون التوقف
• الازدواجية في الفوهات : إعادة توجيه تدفق الحبر إلى فوهات تعمل إذا حدث انسداد جزئي

يقلل هذا التحكم ذو الحلقة المغلقة من هدر المواد بنسبة تتراوح بين 28 و35% في طباعة النسيج والملصقات مقارنةً بالأنظمة متعددة المروريات التي تتطلب فحصًا بعد الطباعة. ويُبلغ المصنعون عن معدلات إنتاج أولية تصل إلى 98% بعد اعتماد هذه التقنيات، مما يقضي فعليًا على دورات إعادة العمل المكلفة.

مكاسب مثبتة: الأداء بمرورية واحدة مقابل الأداء بمروريات متعددة في التصنيع الفعلي

تقلل مزايا السرعة أوقات الدورة بنسبة تصل إلى 70% في التشغيلات عالية الحجم

وفقًا لأبحاث الصناعة، يمكن للشركات التي تتحول إلى طابعات نافثة للحبر دوارة ذات مرور واحد أن تقلل وقت إنتاجها بنسبة تتراوح بين 60 و70 في المئة تقريبًا مقارنةً بالأنظمة القديمة متعددة المرورات أثناء عمليات التصنيع الكبيرة. عادةً ما تتطلب أساليب الطباعة التقليدية ما بين أربع وثماني مرورات منفصلة فقط لتحقيق تغطية كاملة بالألوان على الأسطح، في حين تُتمكّن تقنية الطابعات النافثة للحبر الدوارة الجديدة من إنجاز كل شيء في دوران سلس واحد حول المادة الأساسية. ما الذي يجعل هذه الطريقة فعالة جدًا؟ إنها تتخلص من كل تلك الفترات المتقطعة المزعجة التي تحدث عندما يتعين على رؤوس الطباعة التحرك ذهابًا وإيابًا بشكل متكرر. ونتيجة لذلك، تحافظ هذه الآلات على سرعات مذهلة تزيد عن 150 مترًا في الدقيقة دون فقدان جودة الطباعة. ويُبلغ بعض المصانع بالفعل عن قدرتهم على إنتاج أكثر من 12,000 قدم خطي من المواد المطبوعة خلال كل وردية عمل باستخدام الأنظمة الدوارة، في حين تجد العمليات المماثلة التي تستخدم معدات متعددة المرورات صعوبة في الوصول حتى إلى نصف هذا المقدار، أي 4,500 قدم لكل وردية.

دراسة حالة: زيادة بنسبة 50٪ في الإنتاج اليومي بعد التحول إلى طابعة الحبر الدوارة

شهدت إحدى شركات التعبئة والتغليف الكبرى ارتفاعًا في إنتاجها بنسبة 138٪ فقط بعد ثلاثة أشهر من التحول إلى طابعات الحبر الدوارة بنظام المرور الواحد. وتخلصوا من تلك الحركات المسحية المستهلكة للوقت، وحققوا معدل نجاح أولي مثيرًا للإعجاب بلغ 98٪ في منشأتهم. وارتفع الإنتاج اليومي من 18,000 وحدة إلى 27,000 وحدة، في حين استخدموا في الواقع كمية أقل من الحبر بنسبة 22٪ بشكل عام. وكانت القفزة الأكبر هي نظام الكشف الفوري عن العيوب، الذي قلّص هدر المواد بشكل كبير. والآن، لم يعودوا يهبطون سوى 1.4٪ من لفات الركيزة الخاصة بهم، بدلًا من المعدل الشائع في القطاع البالغ 6.8٪ مع الطرق التقليدية متعددة المرور.

التطبيقات الصناعية التي تُحسّن العائد على الاستثمار باستخدام طابعات الحبر الدوارة

الطباعة الرقمية عالية السرعة على النسيج تعتمد كفاءة نظام المرور الواحد

تُحقِّق شركات تصنيع النسيج إنتاجًا يتراوح بين 85 و1,200+ ياردة/ساعة باستخدام أنظمة الحبر النفاث الدوارة، مما يلغي تأخيرات المحاذاة اليدوية للقماش الملازمة للطباعة على الأسطح المسطحة. ووجدت دراسة أجرتها معهد بونيمان عام 2023 أن 78% من منتجي النسيج يستردون استثماراتهم في طابعات الحبر النفاث الدوارة خلال 18 شهرًا من خلال:

• إتمام الطلبات بنسبة 42% أسرع بفضل سير العمل المستمر ذي المرور الواحد
• انخفاض معدلات العيوب بنسبة 35% بفضل أنظمة التحكم الآلي في الشد
• توفير 19% في الحبر من خلال هياكل الحقن الدقيقة

توسيع صناعات التعبئة والتغليف والديكور والملصقات لإنتاجها باستخدام وحدات الحبر النفاث

تقلل تقنية الحبر النفاث الدوارة استهلاك الطاقة بنسبة 40% مقارنة بالطباعة السilk التقليدية، كما تتيح انتقالات أسرع بين الركائز لتشغيل منتجات مختلطة:

المتر	الطباعة الحبرية الدوارة	طباعة سيلك
استهلاك الطاقة (كيلوواط/ساعة)	18.7	31.2
ساعات العمل/ألف م²	2.1	5.6

أفاد كبار محولي التعبئة بأنهم حققوا وفورات تشغيلية بلغت 740,000 دولار على مدى سبع سنوات من جراء تقليل الهدر (23%) والصيانة (18%)، في حين حقق منتجو الديكور تخفيضات في تكاليف العمالة بنسبة 62% من خلال ضوابط الجودة الآلية التي حلّت محل فرق الفحص اليدوي.

الأسئلة الشائعة

ما هي تقنية الحبر النفاث الدوارة بمرور واحد؟

تقنية الحبر النفاث الدوارة بمرور واحد هي أسلوب طباعة يستخدم رؤوس طباعة ثابتة متزامنة مع أسطوانات دوارة لتحقيق طباعة مستمرة دون حركة زائدة، مما يؤدي إلى سرعات أعلى وكفاءة أكبر.

كيف تُحسّن المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية كفاءة الطباعة؟

تُثبت الأشعة فوق البنفسجية الحبر فورًا عند اصطدامه بالسطح، مما يلغي وقت التجفيف ويسمح بالمعالجة الفورية، وبالتالي يقلل بشكل كبير من زمن عملية الطباعة والتغليف.

ما مزايا التحول إلى طابعات الحبر النفاث الدوارة؟

تقدم الطابعات الدوارة بالحبر النفاث سرعات طباعة أعلى وتقليل وقت التوقف وانخفاض استهلاك الطاقة وتقليل الفاقد، ما يؤدي إلى زيادة الإنتاجية وتوفير التكاليف.

هل يمكن للطابعات الدوارة بالحبر النفاث التعامل مع الإنتاج على نطاق واسع؟

نعم، تعد الطابعات الدوارة بالحبر النفاث مثالية للتشغيل عالي الحجم، حيث يمكنها الحفاظ على سرعات ممتازة وتحقيق تغطية فعالة بالألوان الكاملة في دورة واحدة.

ما التوفيرات في التكاليف التي يمكن أن تتوقعها الشركات مع طابعات الحبر الدوارة؟

يمكن للشركات أن تتوقع وفورات تشغيلية كبيرة من خلال تقليل الهدر وتكاليف الصيانة والاستهلاك الكهربائي، إلى جانب زيادة الإنتاجية.