與模擬系統(tǒng)相比，該技術(shù)可以簡(jiǎn)化操作并減少浪費(fèi)。設(shè)備制造商正在努力改進(jìn)并降低前期成本，以加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型。大多數(shù)美國(guó)人都熟悉數(shù)字噴墨印刷機(jī)在短短幾秒鐘內(nèi)噴出清晰、充滿活力的文檔的呼嘯聲。正如這項(xiàng)創(chuàng)新取代點(diǎn)陣印刷機(jī)等傳統(tǒng)工具改變了家庭和辦公室印刷一樣，工業(yè)規(guī)模的數(shù)字噴墨技術(shù)現(xiàn)在正在改變包裝領(lǐng)域。



“它與家用彩色印刷機(jī)非常相似，”印刷設(shè)備制造商Kirk-Rudy的銷售和營(yíng)銷副總裁吉姆·威廉姆斯說(shuō)， “包裝領(lǐng)域的噴墨技術(shù)是革命性的。”

數(shù)字印刷技術(shù)預(yù)計(jì)將在質(zhì)量和數(shù)量上從多個(gè)方面顛覆包裝行業(yè)，其主要優(yōu)勢(shì)包括輕松快速地將裝飾設(shè)計(jì)從概念推進(jìn)到印刷圖像，以及大幅減少浪費(fèi)。

設(shè)備制造商EFI全球營(yíng)銷副總裁 肯·哈努萊克表示，得斯瑪、喬治太平洋、國(guó)際紙業(yè)和維實(shí)洛克等包裝公司都是嘗試數(shù)字印刷的“數(shù)字創(chuàng)新者”。其他主要設(shè)備制造商包括巴伯蘭、多米諾、得世和惠普。

根據(jù)咨詢公司Keypoint Intelligence的數(shù)據(jù)，從數(shù)量上看，數(shù)字印刷約占整個(gè)包裝市場(chǎng)需求的2%。在從模擬系統(tǒng)過(guò)渡緩慢的過(guò)程中，該技術(shù)處于包裝行業(yè)采用的早期階段，但預(yù)計(jì)勢(shì)頭將會(huì)加速。市場(chǎng)研究公司史密瑟斯預(yù)測(cè)，從2022-2027年，數(shù)字化將成為增長(zhǎng)最快的包裝印刷技術(shù)。

史密瑟斯印刷分析師兼顧問(wèn)肖恩·史密斯在10月份的一次網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)上表示：“噴墨印刷機(jī)的市場(chǎng)份額較小，但價(jià)值卻高得多。這就是為什么越來(lái)越多的加工商考慮數(shù)字化——因?yàn)樗峁┝烁吒郊又档臋C(jī)會(huì)。”

據(jù)Keypoint Intelligence分析師稱，在數(shù)字印刷包裝主流市場(chǎng)接受之路上，印刷標(biāo)簽供應(yīng)商和直接在包裝介質(zhì)上印刷的供應(yīng)商之間存在著差異。

雖然窄幅標(biāo)簽的數(shù)字化之旅始于1994年，但這項(xiàng)技術(shù)直接在包裝上的使用才引起人們的關(guān)注大約5年時(shí)間。據(jù)Keypoint分析師稱，它于2001年首次開(kāi)始用于瓦楞包裝，并于2016年隨著下一代技術(shù)的發(fā)布而重新得到加強(qiáng)，至于折疊紙盒和軟包裝的技術(shù)探索才剛剛開(kāi)始。

Keypoint包裝副總裁杰夫·韋特斯滕表示：“我們正處于與數(shù)字印刷相關(guān)的市場(chǎng)發(fā)展的不同階段。在瓦楞紙箱、折疊紙盒和軟包裝的核心市場(chǎng)，當(dāng)然如果想把硬包裝也包括在內(nèi)，它實(shí)際上才剛剛進(jìn)入。”

Keypoint的一項(xiàng)調(diào)查顯示，近四分之三（73%）的加工商認(rèn)為該技術(shù)對(duì)未來(lái)具有顛覆性和變革性。與大多數(shù)創(chuàng)新一樣，包裝領(lǐng)域的數(shù)字印刷必須克服早期障礙，讓用戶相信經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的系統(tǒng)的價(jià)值。該技術(shù)的許多早期采用者和支持者認(rèn)為，與其他印刷方法相比，其效率和靈活性的提高值得投資和學(xué)習(xí)。

加工商最初可能會(huì)深入研究數(shù)字印刷，以降低每份的長(zhǎng)期成本，但“他們可以而且應(yīng)該擴(kuò)展這一點(diǎn)，以提高全廠的生產(chǎn)力，”韋特斯滕說(shuō)，更好的數(shù)字利用率有助于整體生產(chǎn)線優(yōu)化，從而提高整個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)力。加工商的設(shè)備利用率有望提高5%，這對(duì)盈利能力產(chǎn)生重大影響。

“印刷是加工設(shè)備中的傳統(tǒng)瓶頸，如果消除該瓶頸，就可以簡(jiǎn)化上游和下游流程，”韋特斯滕說(shuō)， “這就是數(shù)字印刷轉(zhuǎn)型開(kāi)始的地方：調(diào)整系統(tǒng)和工作流程，并圍繞響應(yīng)能力和靈活性啟用新功能。”

無(wú)需制版

膠印、柔印和輪轉(zhuǎn)凹印等方法幾十年來(lái)一直主導(dǎo)著包裝印刷行業(yè)。這些工藝都涉及到了制作印版，而數(shù)字印刷則無(wú)需制版。設(shè)計(jì)人員在計(jì)算機(jī)程序中開(kāi)發(fā)所需的圖像，并將數(shù)字文件發(fā)送到噴墨設(shè)備，噴墨設(shè)備將墨滴直接噴射到包裝介質(zhì)上。

“你可以帶著印刷文件直接走到印刷車間，。因此，一旦設(shè)計(jì)稿獲得批準(zhǔn)并簽字，并將其發(fā)送到機(jī)器中，就可以開(kāi)始印刷，”Printpack的市場(chǎng)開(kāi)發(fā)經(jīng)理威廉·巴洛說(shuō)道，該公司使用數(shù)字印刷生產(chǎn)軟塑料包裝。“您不需要這些與印刷相關(guān)的額外步驟和額外成本。”

數(shù)字設(shè)備通常有兩種不同的型號(hào)：卷筒紙印刷機(jī)，其中連續(xù)送入的包裝材料蜿蜒通過(guò)卷對(duì)卷機(jī)械，在印刷后切割成多個(gè)部分；以及單張紙印刷機(jī)，例如用于某些瓦楞制版介質(zhì)的單張紙印刷機(jī)。

彭博社瓦楞包裝市場(chǎng)分析師瑞恩·福克斯表示，卷筒紙印刷機(jī)往往沒(méi)有單張紙印刷機(jī)復(fù)雜。對(duì)于單張紙，“每張紙都需要傳輸，它更厚，容易受到干擾，這導(dǎo)致了兩種機(jī)器類型之間印刷質(zhì)量的差異。

韋特斯滕表示，這些因素還使得卷筒紙印刷機(jī)的輸出能力比單張紙印刷機(jī)高出約10倍。“我們今天看到的是大型瓦楞紙箱公司開(kāi)始投資輪轉(zhuǎn)印刷機(jī)以徹底改變工作流程，這對(duì)交貨時(shí)間的影響相當(dāng)令人大開(kāi)眼界：在數(shù)字印刷機(jī)上，重復(fù)訂單的傳統(tǒng)交貨時(shí)間為18-20天，可以縮短到不到5天。”

Keypoint表示，雖然早期的數(shù)字設(shè)備通常需要多次將介質(zhì)發(fā)送通過(guò)印刷機(jī)才能達(dá)到所需的顏色和油墨覆蓋范圍，但單通道數(shù)字印刷于2016年出現(xiàn)，并進(jìn)一步改變了游戲規(guī)則。

福克斯說(shuō)，多通道設(shè)備“非常慢，而且一次只能印刷一張非常大的瓦楞紙板，而且該紙板可能需要幾分鐘才能印刷”，但現(xiàn)在單通道數(shù)字設(shè)備更加高效且更加常見(jiàn)。他估計(jì)美國(guó)約有60臺(tái)單通道瓦楞紙數(shù)字印刷機(jī)正在運(yùn)行。

較舊的基于掃描機(jī)的技術(shù)使用在介質(zhì)上來(lái)回移動(dòng)的噴頭。現(xiàn)代單通道印刷機(jī)使用固定噴頭，當(dāng)介質(zhì)在傳送帶上通過(guò)下方時(shí)，固定噴頭會(huì)噴射墨滴。

哈努萊克說(shuō)， “單通道是一種可擴(kuò)展的技術(shù)，我們堅(jiān)信單通道技術(shù)是未來(lái)。EFI在全球安裝的60臺(tái)數(shù)字設(shè)備中，約80%用于瓦楞包裝，另外20%用于標(biāo)志和展示。通常瓦楞紙箱廠在其配送半徑的每300-500英里內(nèi)就有一臺(tái)印刷，這樣他們就可以將紙箱運(yùn)送到供應(yīng)鏈或其零售客戶。我們看到了一個(gè)機(jī)會(huì)，可以為這些大企業(yè)提供很多印刷機(jī)，幫助他們實(shí)現(xiàn)100%數(shù)字化的使命。”

大多數(shù)數(shù)字印刷討論都集中在瓦楞紙箱，不僅因?yàn)橥呃慵埾錁?gòu)成了最大的包裝領(lǐng)域，還因?yàn)樗窃摷夹g(shù)更有利的基材之一。水性油墨適用于多孔表面，而UV油墨則位于表面頂部，適用于塑料等基材。印刷和營(yíng)銷解決方案公司Quad的包裝部門(mén)總經(jīng)理 史密斯·蘭克福德表示，數(shù)字油墨帶來(lái)了不同的、更好的外觀。

Keypoint分析師還預(yù)測(cè)混合印刷機(jī)的普及將出現(xiàn)“爆炸式”增長(zhǎng)。這些印刷機(jī)集成了多種數(shù)字和模擬印刷和加工技術(shù)（主要是數(shù)字和柔印），以充分利用每個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。例如，數(shù)字噴墨印刷生產(chǎn)線可以配備一個(gè)或多個(gè)柔印單元。海德堡、Kento和克朗斯等供應(yīng)商生產(chǎn)混合系統(tǒng)。

對(duì)于尋求更大多功能性和自動(dòng)化但又不完全致力于數(shù)字化的加工商來(lái)說(shuō)，混合選項(xiàng)正在成為流行的數(shù)字化切入點(diǎn)。一些加工商還更喜歡數(shù)字噴墨與柔印涂布和裝飾功能的輕松結(jié)合優(yōu)勢(shì)。

不過(guò)，數(shù)字印刷技術(shù)并不局限于平面基材。包裝供應(yīng)商傳統(tǒng)上使用絲網(wǎng)印刷將裝飾直接轉(zhuǎn)移到?jīng)]有標(biāo)簽的瓶子和罐子上，但數(shù)字噴墨印刷也正在滲透到這些領(lǐng)域。

“我們知道技術(shù)挑戰(zhàn)在于直接印刷在3D形狀的容器上，”O-I Glass葡萄酒和烈酒全球營(yíng)銷總監(jiān)梅麗安特·李曼 說(shuō)道。該公司已在歐洲運(yùn)營(yíng)一臺(tái)數(shù)字機(jī)器約四年，并與克朗斯合作根據(jù)需要優(yōu)化印刷流程。中期目標(biāo)是將數(shù)字能力擴(kuò)展到O-I的美國(guó)設(shè)施，但因疫情而偏離了目標(biāo)。

一個(gè)關(guān)鍵特點(diǎn)是，該設(shè)備在裝飾過(guò)程中不會(huì)水平傾斜瓶子，而是旋轉(zhuǎn)直立的容器，以使油墨轉(zhuǎn)移到所有表面上。“這個(gè)實(shí)際上使瓶子保持垂直位置。瓶子不會(huì)移動(dòng)——印刷噴頭會(huì)自行旋轉(zhuǎn)。然后你就有了使用CMYK技術(shù)印刷圖像的噴頭，”利曼說(shuō)。

加強(qiáng)可持續(xù)發(fā)展

數(shù)字噴墨印刷機(jī)供應(yīng)商和服務(wù)提供商宣傳該創(chuàng)新相對(duì)于模擬印刷機(jī)的可持續(xù)性優(yōu)勢(shì)。他們主要描述了消除印版所帶來(lái)的好處，這意味著更少的浪費(fèi)和排放。

生產(chǎn)每塊重達(dá)數(shù)百磅的工業(yè)規(guī)模版材是資源密集型的。雖然一些印刷機(jī)回收或重新利用印版（尤其是金屬印版），但許多印版都被丟棄。由于每家公司的印刷計(jì)劃存在差異，真實(shí)噸位很難量化，但福克斯表示，每年有“數(shù)百萬(wàn)”印版因磨損或印刷設(shè)計(jì)發(fā)生變化而被浪費(fèi)。

直接到介質(zhì)印刷消除了額外標(biāo)簽基材的額外材料和浪費(fèi)。O-I的利曼表示，對(duì)于瓶子來(lái)說(shuō)，消除標(biāo)簽可以減少基材，并消除最低訂單要求中的浪費(fèi)。“通過(guò)數(shù)字印刷，可以及時(shí)印刷灌裝活動(dòng)所需的數(shù)量，從而減少浪費(fèi)。”

按需印刷使跨基材的加工商能夠緩解生產(chǎn)過(guò)剩，從而大大減少?gòu)U物量。此外，用戶表示，與膠印相比，噴墨的精確滴墨技術(shù)可以減少浪費(fèi)。其他數(shù)字噴墨機(jī)械工藝（例如固化）比模擬機(jī)器更節(jié)能，從而減少總體碳排放。

EFI的哈努萊克表示：“我們使用LED UV油墨固化技術(shù)，該技術(shù)比某些熱固化技術(shù)節(jié)省80%的能源。雖然UV油墨本身不能完全回收，但在加工過(guò)程中有一種方法可以與纖維進(jìn)行一些分離。”

實(shí)施障礙和改進(jìn)

盡管技術(shù)的使用不斷增長(zhǎng)，但消息人士稱，主流數(shù)字印刷技術(shù)的采用將需要克服某些障礙。改造模擬系統(tǒng)并不是一個(gè)可行的選擇。因此，公司通常投資于整條生產(chǎn)線而不是零散的組件，這會(huì)增加成本。彭博社的福克斯表示，由于包裝創(chuàng)新，前期機(jī)械價(jià)格仍然很高，而成本是迄今為止阻礙更廣泛采用的主要因素。

消息人士稱，在生產(chǎn)方面，達(dá)到一定數(shù)量的數(shù)字印刷成本更高。成本交叉點(diǎn)因公司和印刷作業(yè)而異，但消息人士稱，通常它位于數(shù)千印張之間。“交叉點(diǎn)介于10,000-50,000之間。一旦超過(guò)這個(gè)長(zhǎng)度，柔印或一些現(xiàn)有的模擬技術(shù)可能會(huì)占據(jù)優(yōu)勢(shì)，”哈努萊克說(shuō)， “但我們相信，與數(shù)字印刷相關(guān)的價(jià)值主張遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了長(zhǎng)期印刷和單位成本的限制。我們相信將會(huì)有一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。”

許多設(shè)備供應(yīng)商和包裝加工商認(rèn)為數(shù)字印刷更適合小型作業(yè)或小批量印刷。“如果您要印刷400萬(wàn)件這樣的物品，噴墨技術(shù)就不會(huì)成為首選技術(shù)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，整個(gè)過(guò)程可能會(huì)很昂貴，”Kirk-Rudy的威廉姆斯說(shuō)， “柔印或膠印是為長(zhǎng)版訂單而設(shè)計(jì)的。”

短版訂單的定義因公司而異。但據(jù)Keypoint分析師稱，對(duì)于許多加工商來(lái)說(shuō)，小批量生產(chǎn)還不到其總加工量的10%，他們表示，“參與小批量作業(yè)是開(kāi)展業(yè)務(wù)的必要條件，以保持加工商參與大批量業(yè)務(wù)的欲望。”

此外，Quad的蘭克福德表示，使用數(shù)字輪轉(zhuǎn)印刷設(shè)備來(lái)完成折疊紙盒可能具有挑戰(zhàn)性。“我們確實(shí)擁有印后設(shè)備，可以幫助我們進(jìn)行模切，并為折疊和粘合做好準(zhǔn)備，但設(shè)備稍微復(fù)雜一點(diǎn)，速度慢一點(diǎn)。因此它并不適合長(zhǎng)版訂單。”

在單張紙方面，Quad在彩色工藝方面也遇到了一些設(shè)備挑戰(zhàn)。蘭克福德說(shuō)，在使用四色單張紙數(shù)字印刷機(jī)時(shí)，“我們無(wú)法匹配足夠多的潘通色庫(kù)來(lái)滿足客戶需求”。相反，Quad的卷對(duì)卷設(shè)備使用六種或七種顏色，這使得最終產(chǎn)品更接近潘通色庫(kù)。“已經(jīng)取得了進(jìn)展，情況已經(jīng)好轉(zhuǎn)了，”蘭克福德說(shuō)， “在將來(lái)的某個(gè)時(shí)候，我相信它會(huì)達(dá)到與膠印競(jìng)爭(zhēng)的地步，但今天還不行。”

設(shè)備制造商不斷調(diào)整機(jī)械以減輕客戶的挑戰(zhàn)。例如，Kirk-Rudy的威廉姆斯指出了一種擦拭器機(jī)制，可以防止噴墨印刷機(jī)的常見(jiàn)問(wèn)題——噴頭堵塞。經(jīng)過(guò)一定次數(shù)的印刷后，特殊切割的布料會(huì)覆蓋在噴頭上，從而消除了操作員手動(dòng)擦拭噴頭的需要。

他說(shuō)，與家用噴墨印刷機(jī)不同的是，工業(yè)型號(hào)的“當(dāng)機(jī)器閑置時(shí)，油墨的微小顆粒會(huì)流過(guò)噴頭”，以防止干燥和堵塞。Kirk-Rudy提供了一項(xiàng)專有功能，使輸送帶不會(huì)被噴頭覆蓋——一個(gè)小型真空吸塵器，可將噴頭顆粒吸入槽中。

消息人士稱，隨著數(shù)字印刷技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)和更多的加工商采用它，價(jià)格將會(huì)下降，就像大多數(shù)技術(shù)一樣，這將刺激主流采用的更大推動(dòng)力。Keypoint分析師表示，尚未深入研究數(shù)字印刷的加工商普遍認(rèn)為，這不是是否會(huì)發(fā)生的問(wèn)題，而是何時(shí)發(fā)生的問(wèn)題。

EFI的哈努萊克表示，擴(kuò)大規(guī)模是“一個(gè)緩慢的過(guò)程”，但數(shù)字業(yè)務(wù)正在穩(wěn)步增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)很快就會(huì)加速。“現(xiàn)在是模擬到數(shù)字真正開(kāi)始加速的時(shí)候了。”