چرا چاپ جت جوهری سیلندری برای بطری‌ها سریع‌تر از چاپ غربالی سنتی است؟

مسئله چرخشی که چاپ جت جوهر استوانه‌ای حل کرد

شیشه‌ها گرد هستند و اشیاء گرد دوست ندارند که ساکن بمانند. چاپ سنتی با صفحه‌نمایش روی ظروف استوانه‌ای، از یک صفحه‌نمایش منحنی استفاده می‌کند که روی سطح شیشه به‌صورت نوسانی حرکت می‌کند در حالی که یک رُبَر ثابت جوهر را از طریق توری عبور می‌دهد. شیشه باید به‌طور دقیق و هماهنگ با حرکت صفحه‌نمایش بچرخد؛ در غیر این صورت تصویر محو می‌شود، از ثبت خارج می‌گردد یا از مرکز انحراف پیدا می‌کند. این رقص مکانیکی سرعت حداکثری مشخصی را تعیین می‌کند. هر ایستگاه رنگ در خط چاپ صفحه‌نمایش نیازمند کام جداگانه‌ای برای چرخش، پروفایل جداگانه‌ای برای فشار رُبَر و تنظیم ثبت جداگانه‌ای است. چاپ جت جوهری استوانه‌ای قوانین را دوباره تعریف می‌کند. شیشه زیر یک آرایه سرچاپ ثابت می‌چرخد که ذرات جوهر را به‌صورت مارپیچی پرتاب می‌کند و تصویر را بدون هرگونه تماس فیزیکی بین مکانیزم چاپ و زیرلایه دور محیط شیشه می‌پیچاند. یک کارخانه بسته‌بندی قراردادی نوشیدنی در لهستان خط چاپ صفحه‌نمایش شش‌رنگ خود را با یک سیستم چاپ جت جوهری استوانه‌ای جایگزین کرد و ظرفیت گلوگاه خود را از ۳۸ شیشه در دقیقه به بیش از ۹۰ شیشه در دقیقه افزایش داد؛ صرفاً به این دلیل که سیستم جت جوهری بین رنگ‌ها توقفی نداشت و نیازی به تنظیم مجدد فشار رُبَر در پاسخ به تغییر رطوبت در شفت بعدازظهر نداشت.

چرا ثبت مکانیکی تبدیل به عامل کندکنندهٔ سرعت می‌شود

چاپ صفحه‌ای چندرنگ بر روی شیشه‌ها نیازمند ثبت مکانیکی در هر ایستگاه است. هر صفحه باید با رنگ قبلی در حد یک کسر از میلی‌متر هم‌تراز شود و این هم‌ترازی با گرم شدن ابزار، فرسودگی سِکِجی‌ها و تغییر قطر شیشه از دسته‌ای به دستهٔ دیگر تغییر می‌کند. اپراتوران در بیست دقیقهٔ اول هر شیفت صرف تعقیب و تنظیم ثبت می‌کنند و در حین راه‌اندازی خط تولید، با استفاده از تنظیم‌کننده‌های میکرو، ضایعات تولید می‌کنند. در چاپ جت‌جوهر استوانه‌ای، مفهوم کلی ثبت از ایستگاهی به ایستگاهی از بین می‌رود، زیرا تمام رنگ‌ها در یک عبور واحد و زیر یک مجموعهٔ سرچاپ چاپ می‌شوند. فایل دیجیتال رابطهٔ رنگ به رنگ را تعریف می‌کند و انکودر چاپگر زاویهٔ چرخش شیشه را با دقتی بهتر از یک درجه ردیابی می‌کند. تغییر از فرآیند چهاررنگ به رنگ تکی (Spot) در حین کار تنها با یک تغییر نرم‌افزاری انجام می‌شود، نه با تعویض صفحه و یک چرخهٔ شستشوی سی سانتی‌متری. جدول زیر عوامل زمان‌بر را که این دو فناوری را از هم جدا می‌سازند، خلاصه می‌کند.

فیزیک انتقال جوهر روی سطحی منحنی

انتقال جوهر چاپ سیلک‌اسکرین روی استوانه از طریق برش انجام می‌شود. لبهٔ سِکیجی مESH را به سطح شیشه فشار می‌دهد و جوهر از طریق سلول‌های باز استنسل هنگامی که شیشه در حال چرخش دور از سِکیجی است، برش داده می‌شود. سرعت این چرخش به‌طور مستقیم بر ضخامت لایهٔ جوهر و تعریف لبه‌ها تأثیر می‌گذارد. اگر شیشه بیش از حد سریع بچرخد، لایهٔ جوهر کمبود پیدا کرده و چاپی نازک و با رنگ‌های باطل شده ایجاد می‌شود. اگر شیشه بیش از حد آهسته بچرخد، جوهر سرریز شده و جزئیات ظریف را محو می‌کند. یافتن و حفظ این نقطهٔ ایده‌آل در طول کل شیفت تولید، نظارت مداوم را می‌طلبد. در روش چاپ جت‌جوهری استوانه‌ای چنین وابستگی به نرخ برشی وجود ندارد. هر قطرهٔ جوهر به‌صورت مستقل با سرعتی بین ۶ تا ۱۰ متر بر ثانیه پاشیده می‌شود و روی سطح شیشه فرود می‌آید؛ پخش کنترل‌شدهٔ آن به فرمولاسیون جوهر و انرژی سطحی زیرلایه بستگی دارد، نه به سرعت چرخش شیشه. در سیستم‌های چاپ جت‌جوهری، سرعت چرخش شیشه تعیین‌کنندهٔ ظرفیت تولید است، نه کیفیت چاپ؛ بنابراین اپراتورها می‌توانند آن را تا حد مکانیکی سیستم‌های جابه‌جایی افزایش دهند بدون اینکه کیفیت تصویر تحت تأثیر قرار گیرد.

چاپ تک‌گذر رنگی، اقتصاد را تغییر می‌دهد

خط چاپ شش‌رنگی فضای قابل توجهی از سالن را اشغال می‌کند. هر ایستگاه نیازمند دستگاه پردازش سطح با شعله یا واحد کورونا، حامل صفحه‌ی چاپ، مجموعه‌ی سِکجی، واحد پخت UV یا هوای گرم و مکانیزم انتقال برای جابه‌جایی بطری از یک ایستگاه به ایستگاه بعدی است. این زنجیره از تجهیزات نیازمند نگهداری در هر لینک آن می‌باشد. سیستم جت‌جوش سیلندری، تمامی شش رنگ را در یک موتور چاپ و با یک آرایه‌ی پخت UV که دقیقاً پس از منطقه‌ی چاپ قرار گرفته است، فشرده می‌کند. در یک نصب‌کاری معمولی، حجم فیزیکی تجهیزات حدود ۶۰ درصد کاهش می‌یابد و تعداد قطعات مصرفی و سایشی از ده‌ها عدد به تنها چند عدد (عمدتاً سرهاي چاپ و ماژول‌های LED UV) کاهش می‌یابد. برای یک تولیدکننده‌ی متوسط‌حجم بطری‌های آرایشی، این کاهش فضای اشغالی این امکان را فراهم کرد که دو خط چاپ جت‌جوش را در فضایی که پیش‌تر تنها یک خط چاپ غربالی را جای داده بود، راه‌اندازی کند؛ به‌طوری‌که ظرفیت تولید به‌صورت مؤثر دو برابر شده و نیازی به گسترش ساختمان نیست.

زمانی که تیراژهای کوتاه، چاپ غربالی را بیش از حد گران کرده‌اند

اقتصاد چاپ غربالی به نفع تیراژهای بلند است. هزینه‌ی تولید، پوشش‌دهی، قرار دادن در معرض نور و بازیابی مجموعه‌ای از غربال‌ها بر روی ده‌ها هزار بطری تقسیم می‌شود. زیر یک حجم معین، هزینه‌ی غربال به ازای هر بطری بسیار سنگین می‌شود. یک تولیدکننده‌ی منطقه‌ای مشروبات الکلی صنعتی که سفارش ۲۰۰۰ بطری از یک برچسب فصلی می‌دهد، با انتخابی ناخوشایند روبه‌رو می‌شود: یا هزینه‌ی بالای راه‌اندازی غربال را پرداخت کند یا هزینه‌ی واحد بالایی را بپذیرد. چاپ جت جوهر استوانه‌ای نیازی به غربال، پلیت یا ابزارآلات ندارد. همان چاپگری که روز دوشنبه برای شصت هزار بطری کار می‌کند، روز سه‌شنبه می‌تواند بدون هیچ تغییری جز تغییر فایل و انجام سریعی از بررسی پروفایل رنگ، به چاپ ۵۰۰ بطری از یک نسخه‌ی محدود بپردازد. این انعطاف‌پذیری به برندها اجازه می‌دهد تا طرح‌های جدید برچسب را در بازار آزمایش کنند، بدون اینکه نیازی به سرمایه‌گذاری در ابزارآلات داشته باشند؛ قابلیتی که چاپ غربالی اصلاً برای ارائه‌ی آن طراحی نشده است.

محدودیت‌هایی که تیم‌های تولید صادقانه به آن‌ها اعتراف می‌کنند

چاپ اینکجت سیلندری برای همه کارها سریع‌تر نیست. در تولیداتی که از حدود ۲۰۰٫۰۰۰ بطری از یک SKU واحد تشکیل شده‌اند، یک خط چاپ غربالی با سرعت بالا و تنظیم دقیق‌شده که دارای ثبت خودکار است، می‌تواند ظرفیت تولید چاپ اینکجت را برابر یا حتی فراتر از آن ببرد؛ زیرا هزینه راه‌اندازی به‌صورت سرشکن‌شده تقریباً صفر می‌شود و سرعت‌های مکانیکی به یکدیگر نزدیک می‌گردند. همچنین چاپ اینکجت نیازمند محیطی کنترل‌شده، هوای فشرده تمیز و خشک، و دمای محیطی پایدار است تا عملکرد نازل‌های سرچاپ حفظ شود. برخی اشکال بطری‌ها، به‌ویژه آن‌هایی که دارای شیب تیز یا سطوح بسیار بافت‌دار هستند، فاصله پاشش اینکجت را به چالش می‌کشند و راه‌حل‌های خلاقانه‌ای برای جابه‌جایی قطعات نیاز دارند که دوباره پیچیدگی را به سیستم اضافه می‌کنند. و همچنین جوهرهای اینکجت فرابنفش (UV) برای کاربردهای سیلندری، هرچند به‌سرعت در حال بهبود هستند، همچنان هزینه‌ای بالاتر در هر میلی‌لیتر نسبت به جوهرهای غربالی حلالی انبوه دارند؛ عاملی که در مواردی که پوشش جوهر در هر بطری زیاد است، اهمیت پیدا می‌کند.

چاپگر جت جوهری استوانه‌ای در بخش گسترده‌ای از چاپ روی بطری‌ها، یعنی در سفارشات کوتاه تا متوسط، تغییرات مکرر و محیط‌های چند محصولی (Multi SKU) که ثبت مکانیکی زمان بیشتری نسبت به خود فرآیند چاپ می‌برد، از نظر سرعت پیروز می‌شود. مهندسان نوا اینکجت (Nova Inkjet) سیستم‌های چاپ استوانه‌ای خود را با تمرکز بر تعویض سریع کارها و ثبت دقیق مبتنی بر انکودر طراحی کرده‌اند تا بطری‌ها بدون توقف و انتظار در حال حرکت باشند.