Dlaczego wybrać drukarkę dostosowaną zamiast standardowego modelu gotowego do sprzedaży?

Załóżmy, że każda standardowa drukarka zawiera tę samą założoną koncepcję

Gotowy do użycia przemysłowy drukarka jest dostarczana z zestawem założeń wbudowanych w jej konstrukcję. Projektanci wybrali typ głowicy drukującej, długość fali światła utwardzającego, mechanizm transportu oraz interfejs sterowania na podstawie tego, czego – jak się zakłada – potrzebuje najszerszy segment rynku. Te założenia mogą być zbliżone do wymagań konkretnej linii produkcyjnej, ale rzadko są one idealne. Niezgodności ujawniają się w drobnych, ale trwało występujących szczegółach. Lampy utwardzającej położonej o dwa centymetry zbyt daleko od strefy drukowania. Wysokości taśmy transportowej znajdującej się o 15 milimetrów poniżej idealnego punktu transferu. Systemu atramentowego dostosowanego do zakresu lepkości nieco różniącego się od lepkości formuły, która została już zatwierdzona na linii nanoszenia powłok. Każda z tych niedoskonałości wiąże się z koniecznością kompromisu, który operator musi rozwiązywać przy każdej zmianie – dostosowując prędkości, regulując ustawienia oraz akceptując poziom wad, który dopiero co mieści się w granicach dopuszczalnych, ponieważ maszyna nigdy nie była zaprojektowana specjalnie do wykonania tego konkretnego zadania.

Gdy podłoże określa konfigurację maszyny

Standardowe drukarki są projektowane z myślą o wąskim zakresie typów podłoży, zwykle płaskich, sztywnych arkuszy lub giętkich taśm o określonej grubości. Rzeczywistość jest bardziej skomplikowana. Producent drukujący na cylindrycznych elementach wykonanych z gumy krzemionkowej o twardości 85 stopni według skali Shore A ma zupełnie inne wymagania niż zakład drukujący na powlekanych panelach aluminiowych. Element z gumy krzemionkowej ulega odkształceniom pod wpływem nacisku w strefie przewodzenia, dlatego system transportu musi unikać rolek dociskowych. Powlekane panele aluminiowe ulegają zadrapaniom, jeśli stół podawczy posiada punkty o wysokim współczynniku tarcia. Standardowa drukarka jest dostarczana z uniwersalnym systemem podawania, który nie radzi sobie optymalnie z żadnym z tych przypadków. Drukarka dostosowana indywidualnie projektowana jest od podłoża na zewnątrz — inżynierowie zaprojektowali system obsługi części, odległość głowicy drukującej od podłoża oraz konfigurację procesu utwardzania zgodnie z dokładnym materiałem, który jest drukowany na tej linii codziennie. Różnica ta nie jest jedynie teoretyczna. Irlandzka firma produkująca elementy do przewodów medycznych przez siedem miesięcy próbowała dostosować standardową drukarkę ploterową do drukowania fragmentów kaniuli z gumy krzemionkowej, zanim zdecydowała się na zamówienie niestandardowej maszyny wyposażonej w system transportu oparty na wrzecieniu próżniowym oraz powierzchni kontaktowej o niskiej twardości. Dostosowana linia produkcyjna rozpoczęła produkcję już trzy dni po instalacji.

Kara za integrację ogólnych interfejsów

Większość fabryk nie uruchamia drukarek w izolacji. Drukarka znajduje się na linii produkcyjnej razem z urządzeniami napełniającymi (umieszczanymi przed nią), zakrętkami, systemami inspekcji oraz urządzeniami do pakowania do kartonów lub paletyzatorami (umieszczanymi za nią). Standardowa drukarka wyposażona jest w ogólny blok wejść/wyjść (I/O) oraz stały zestaw protokołów komunikacyjnych. Jeśli sterownik linii produkcyjnej zakładu obsługuje protokół EtherCAT, a drukarka oferuje jedynie dyskretne wejścia/wyjścia (I/O), integracja staje się skomplikowanym rozwiązaniem obejściowym, wykorzystującym konwertery sygnałów, opóźnienia czasowe i logikę obejściową, która generuje niejasne warunki błędów. Drukarka dostosowana indywidualnie jest dostarczana z architekturą elektryczną dopasowaną do istniejącego stosu automatyki zakładu. Inżynier określa protokół fieldbus, sygnały synchronizacyjne oraz hierarchię błędów już w fazie projektowania, dzięki czemu drukarka komunikuje się z linią produkcyjną w sposób natywny. Poniższa tabela ilościowo określa obciążenie związane z integracją w typowych liniach średniej złożoności.

Wąskie gardła przepustowości, które standardowe specyfikacje pomijają

Nominalna prędkość drukarki, podana w arkuszu danych w metrach kwadratowych na godzinę, przedstawia sytuację, która rzadko odpowiada rzeczywistości na linii produkcyjnej. Ta wartość zakłada określone pokrycie obrazu, określoną rozdzielczość oraz określony profil utwardzania. Zmiana któregoś z tych parametrów powoduje zmianę rzeczywistej wydajności – czasem nawet drastyczną. Standardowa drukarka z ustaloną mocą lamp UV i stałą prędkością głowicy wymusza na operatorze pracę w bardzo wąskim zakresie ustawień. Drukarka dostosowana do konkretnych potrzeb projektuje system UV, układ dostarczania atramentu oraz sterowanie ruchem zgodnie z rzeczywistym trybem druku wymaganym przez dane zadanie. Jeśli producent opakowań drukuje 90 procent swoich zamówień w rozdzielczości 600 × 600 dpi z grubą warstwą białego atramentu jako podkładem, to drukarka dostosowana od samego początku wyposażona jest w większe macierze lamp UV oraz układ dostarczania atramentu o wyższej przepustowości. Standardowa drukarka natomiast wymusza obniżenie prędkości druku, aby zapewnić wystarczające utwardzenie warstwy białego atramentu, co skutkuje spadkiem rzeczywistej wydajności o 30 procent lub więcej w porównaniu do wartości podanej w arkuszu danych.

Zablokowanie zużywalnych materiałów – temat, o którym nikt nie mówi

Standardowe drukarki są często dostarczane z zalecanym zestawem atramentu oraz wąską listą zatwierdzonych materiałów eksploatacyjnych. Odstępstwo od tej listy prowadzi do nasilenia się ryzyka utraty gwarancji, wzrostu niechęci ze strony obsługi technicznej oraz niestabilności działania urządzenia. Powoduje to zależność od jednego dostawcy atramentu, środków czyszczących i części zamiennych, co z czasem osłabia pozycję negocjacyjną klienta. Dostosowana specyfikacja drukarki może obejmować program kwalifikacji atramentu, który certyfikuje preferowanego dostawcę atramentu przez klienta już na etapie produkcji – zapewniając zgodność między komponentami jeszcze przed wysyłką urządzenia. Duża firma zajmująca się kontraktowym pakowaniem wprowadziła tę opcję do swojego zamówienia dostosowanej drukarki i zaoszczędziła około 22 proc. rocznych wydatków na atrament, kwalifikując dodatkowego dostawcę już na etapie inżynieryjnym – możliwość ta nie była dostępna w przypadku standardowej maszyny, której lista zatwierdzonych materiałów była nieelastyczna.

Tam, gdzie standardowa maszyna faktycznie odnosi zwycięstwo

Dostosowanie nie jest zawsze lepsze. Wiąże się z wyższymi początkowymi kosztami, dłuższym czasem dostawy oraz wymaga od kupującego dobrej znajomości własnego procesu, aby dokładnie określić wymagania. Firma zamawiająca pierwszy w swojej historii drukarkę cyfrową, która nadal eksperymentuje z różnymi podłożami i zastosowaniami, może lepiej skorzystać z maszyny standardowej, zapewniającej znany punkt odniesienia do nauki. Drukarki standardowe korzystają również z połączonych danych z terenu, wspólnych zapasów części zamiennych oraz szybszej obsługi technicznej, ponieważ zespół wsparcia pracuje z identyczną konfiguracją w setkach instalacji. Dostosowanie ma sens, gdy proces produkcyjny jest stabilny, podłoże jest znane, objętość produkcji uzasadnia inżynierię, a koszty akceptowania kompromisów przekraczają premię za rozwiązanie dopasowane do potrzeb.

Decyzja między wersją standardową a niestandardową zależy mniej od samego sprzętu, a bardziej od tego, czy lukę między maszyną a aplikacją pokryje się kosztami inżynieryjnymi, odpadami oraz utratą wydajności w całym okresie użytkowania aktywa. Nova Inkjet działa według modelu konfiguracji na zamówienie, który likwiduje tę lukę, umożliwiając dobór silnika drukującego, systemu utwardzania oraz systemu transportu dostosowany do danego środowiska produkcyjnego – bez konieczności zaczynania od zera przy każdym projekcie.