دکوراسیون دیجیتال بر روی کاشی های سرامیکی

دکوراسیون دیجیتال بر روی کاشی های سرامیکی

مقدمه

تکنولوژی چاپ جوهر افشان موجب شده است تا تولید کاشی های سرامیکی در زمانی کوتاه با انقلابی رو برو شود. این انقلاب به گونه ای است که برخی اوقات تصور این را مشکل می کند که زمانی صنعت سرامیک از این تکنولوژی بی بهره بوده است.

دقیقاً یک دهه پیش، تنها راه برای دکوراسیون کاشی های سرامیکی، استفاده از روش های چاپ سنتی بود. این روش های سنتی عمدتاً شامل روش های چاپ سیلک اسکرین (screen printing) بوده است. البته این تکنولوژی در آن زمان هم به سختی برای کامپیوترها، استفاده می شد. چاپ سیلک اسکرین یک تکنولوژی کامل بود که نوآوری های مربوط به آن، سال ها پیش انجام شده بود.

بیشتر کاشی تولید شده در آن زمان، هم ساده بود و هم دارای الگوهای تکراری ساده بود. این مسئله برای تولیدکننده های سرامیک مشکل بود که رقابت پذیری خود را در بین رقبا افزایش دهند. تنها راه کار آنها، کاهش قیمت محصولاتشان بود. در آن زمان، فرایند دکوراسیون محدودیت های دیگری نیز داشت. این محدودیت ها، شامل هزینه های دستگاهی بالا، نیاز به تولید در تیراژ بالا و مشکل در تطبیق رنگ های کاشی بر روی الگوهای منظم تکراری، می باشد.

امروزه، جوهرافشان های دیجیتال یک تکنولوژی ضروری برای تولید کننده های کاشی سرامیکی است. دیگر آن زمان نیست که کاشی های دیجیتال یک مورد اضافی در زمینه ی کاشی های سرامیکی بودند، هم اکنون قابلیت های ایجاد شده بوسیله ی تکنولوژی دیجیتال و جوهرافشان های دیجیتال، تنها گزینه برای دوام در بازار می باشد.

این انقلاب در اروپا شروع شد. در این قاره، دکوراسیون دیجیتال کاشی های سرامیکی در شرایط اقتصادی مشکل بعد از سال ۲۰۰۸، رونق گرفت. بازار اروپا، یک کاهش قابل توجه در ساخت و ساز ساختمان های جدید را در این سال ها تجربه کرد که این مسئله موجب ایجاد تقاضا برای کاشی های سرامیکی جدید شد. تولیدکننده های کاشی که تکنولوژی دیجیتال را مورد استفاده قرار دادند، فهمیدند که می توانند طراحی های جالبی را در هزینه های حداقلی انجام دهند و بدین وسیله سهم خود را در بازاری بیشتر کنند که حجم آن به شدت کاهش یافته بود. این شگفت آور نبود که بگوییم که “دیجیتال شدن” تفاوت بین موفقیت و بقاست. ترکیبی از این مزیت ها و بهبود در هزینه های کاهش یافته موجب می شود تا تولیدکننده های کاشی سرامیکی مجهز به سیستم های دیجیتال، مزیت های قابل توجهی نسبت به سایر رقبای خود داشته باشند.

امروزه بیشتر کاشی سرامیکی تولید شده در اروپا (یعنی کاشی های تولیدی در اسپانیا و ایتالیا)، بوسیله ی تکنولوژی چاپ جوهرافشان، دکوراسیون می شوند. این تولیدکننده ها، میزان هزینه های تولید را کاهش می دهند، میزان ضایعات آنها کاهش می یابد و می توانند طراحی ها را با توجه به نیاز مشتری، تغییر دهند.

آنها همچنین کاشی های با کیفیت بالاتر تولید می کنند که در آنها می توان طرح های مختلفی مانند طرح مرمر و سایر سنگ های طبیعی را تولید کرد. و آنها می توانند این تولید را بر اساس تقاضا و در مقادیر اندک تولید کنند. با استفاده از تکنولوژی دیجیتال، یک کاشی سرامیکی منفرد می تواند با هزینه ی کمتری تولید شود. به جای مقایسه بر سر قیمت، این تولیدکننده ها، می توانند محصولات بدیع و جدیدی تولید کنند که خود آنها موجب ایجاد بازارهای جدید می شود.

وقتی اقتصاد جهانی بهبود یافت، این شرکت ها به خوبی توانستند سرمایه گذاری های مناسبی را جذب کنند.

اکنون ما در پی مشاهده تغییری هستیم که در حین تغییر تکنولوژی دکوراسیون از حالت سنتی به حالت دیجیتال در سایر مکان های دنیا، ایجاد می شود. مثلاً چین، برزیل و هند از جمله کشورهایی هستند که دارای خطوط تولید بزرگی با تکنولوژی سنتی هستند. این تکنولوژی ها رشد قابل توجهی به سمت دیجیتال شدن دارند. وقتی تولید جهانی کاشی های سرامیکی رشد کرد و در سال ۲۰۱۲ به مقدار ۱۱ میلیارد متر مربع رسید، این دیجیتال شدن، موجب ایجاد فرصت های مناسبی برای تولیدکننده های ادوات چاپ جوهر افشان و تولیدکننده های جوهرهای سرامیکی شد.

در این مقاله، در مورد چرایی و چگونگی این انقلاب در تکنولوژی چاپ، صحبت شده است. شما ممکن است یک تولیدکننده ی کاشی سرامیکی باشید که علاقه داشته باشید تا از مزیت های مربوط به دکوراسیون جوهرافشان، استفاده کنید. همچنین شما ممکن است یک تولیدکننده ی کاشی سرامیکی باشید که علاقه مند به ایجاد تنوع در محصولات و ایجاد طرح های جدید باشید. اگر این مسئله صحت داشته باشد، این مقاله می تواند به شما در مورد دکوراسیون جوهرافشان اطلاعات ارزشمندی بدهد. با داشتن اطلاعات مناسب، شما می توانید از این تکنولوژی به نحو احسن، بهره مند شوید. شما ممکن است همچنین فردی باشید که علاقه مند به دانستن در مورد تکنولوژی چاپ جوهرافشان باشید. پس این مقاله می تواند اطلاعات مفیدی به شما عرضه کند

بازار وفرایند تولید

در سال ۲۰۱۲، تولید جهانی کاشی های سرامیکی به ۱۱ میلیارد متر مربع رسیده است. این رقم رشدی ۶٫۳ % نسبت به سال ۲۰۱۱ داشته است. کشور چین بزرگترین تولید کننده ی این محصول است که در حدود ۴۶٫۵ % از کل تولید این محصول در دنیا می باشد.

مواد اولیه ی مورد استفاده به صورت پودری می باشد. این مواد اولیه قبل از مخلوط شدن در نسبت های مناسب، باید خوب آسیاب شده و در داخل تانک هایی ذخیره سازی شوند که در آنها آب به میزان مناسب، وجود دارد. مواد مایع حاصله را دوغاب می نامند. مرحله ی بعدی تبدیل دوغاب به شکل پودر می باشد. این کار در داخل یک تانک بزرگ انجام می شود که مجهز به وزش هوای داغ می باشد. وقتی دوغاب وارد منطقه ی وزش هوا می شود، به سرعت خشک شده و پودری ریز تولید می کند.

این پودر سپس آماده ی قالب گیری و تولید بدنه های کاشی سرامیکی می باشد. پرس های هیدرولیک بزرگ برای متراکم کردن این پودر تحت فشار بالا، مورد استفاده قرار می گیرد. این فشار می تواند تا ۴۰۰ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع نیز برسد. این مسئله موجب تشکیل حرارت قابل توجهی می شود. ترکیب حرارت و فشار بر روی کاشی سرامیکی موجب تشکیل بدنه ی خام کاشی سرامیکی می شود که به آن اصطلاحاً بیسکوییت می گویند. فشار همچنین موجب تعیین اندازه ی کاشی، شکل و در مورد کاشی هایی که با روش دیجیتال دکوراسیون می شوند، موجب تشکیل بافت در آنها می شود. کاشی بدست آمده ممکن است سپس خشک شود تا بدین صورت میزان رطوبت آن کاهش یابد و بدین صورت اطمینان حاصل شود که کاشی در راه ورود به کوره، پایدار است.

رطوبت باقیمانده در پودر موجب می شود تا بیسکوییت اندکی استحکام داشته باشد اما همانگونه که از اسمش معلوم است، این بیسکوییت بسیار ترد است. بعد از اعمال لعاب، کاشی آماده ی دکوراسیون می شود. همانگونه که می دانید، چاپ سیلک اسکرین (مسطح یا غلطکی)، به صورت سنتی مورد استفاده قرار می گرفته است و در این روش، هر رنگی، در داخل یک غلطک مجزا قرار می گیرد. علاوه بر افزایش زیبایی کاشی، استفاده از لعاب موجب افزایش خواص دیگری از کاشی مانند دفع آب، افزایش دوام و خواص بهداشتی می شود.

مرحله ی آخر تولید، پخت کاشی در کوره می باشد. این فرایند موجب افزایش استحکام کاشی و نفوذ فریت در داخل لعاب و جوهر چاپ در داخل سطح و ایجاد الگوهای نهایی زیبا بر روی کاشی می شود. این کوره معمولاً گران بهاترین ابزار در کارخانه ی تولید کاشی می باشد و به صورت ۲۴ ساعته و ۷ روز هفته، کار می کند تا بتوان در مصرف انرژی صرفه جویی نمود. در کل، کار کردن مداوم این کوره، موجب صرفه جویی در مصرف انرژی می شود. به عنوان یک نتیجه، اغلب بیش از یک خط تولید در داخل یک کارخانه مشغول به کار می باشد.

کوره ها دارای طراحی های مختلفی است اما یک کوره ی با بستر غلطکی، از جمله مؤثرترین کوره محسوب می شود. این کوره می تواند چند صد متر طول داشته باشد. وقتی کاشی از میان کوره عبور می کند، دما به صورت گرادیانی افزایش می یابد و در مرکز کوره، این دما، به ۱۲۰۰ درجه ی سانتیگراد می رسد. بعد از این، کاشی قبل از خروج از کوره، سرد می شود. سپس کاشی ها طبقه بندی و درجه بندی می شوند و برای فروش، ذخیره سازی می شوند.

محدودیت های مربوط به فرایند سنتی

فرایند تولید سنتی دارای برخی محدودیت ها، می باشد. تنها در یک حالت، کوره دارای بازده بالاست. این زمان، وقتی است که مقادیر زیادی از کاشی به داخل کوره وارد شود. در زمان هایی که مقادیر اندکی کاشی نیاز باشد، این مورد مسئله ساز می باشد. به هر حال، ظریف ترین مورد، چاپ سیلک اسکرین غلطکی است که یک تکنولوژی چاپ تماسی است.

برای مثال:

• زمان اجرای طولانی: بزرگترین محدودیت مربوط به دکوراسیون معمولی، زمان مورد نیاز برای انجام دکوراسیون می باشد. از لحاظ سنتی، هر تغییر در طرح، نیازمند استفاده از توری ها و طراحی جدید یا استفاده از غلطک های جدید، می باشد. همچنین باید زمانی در حدود ۳۰ دقیقه را برای تغییر غلطک و شستشوی رنگ، صرف کرد.
• مدیریت رنگ مشکل است: باید اطمینان حاصل شود که رنگ ها تطابق داشته شود. تکرارپذیری در رنگ، مهم است مخصوصا در دکوراسیون کاشی سرامیکی. مشکل این است که رنگ کاشی قبل از پخت با رنگ کاشی بعد از پخت، یکی نیست. دماهای بالای ایجاد شده در کوره موجب می شود تا فریت در رنگ لعاب نفوذ کند و رنگ واقعی کاشی در این حالت تغییر می کند. هر تغییر در غلطکی، باید حداقل بوسیله ی یک تست پخت، مورد بررسی قرار گیرد و رنگ حاصله بعد از پخت، بررسی شود. این مسئله نیازمند زمان و هزینه های اضافی است.
• برنامه ریزی تولید بدون انعطاف: عدم انعطاف در برنامه ریزی تولید، موجب می شود تا برنامه ریزی تولید، بسیار مشکل شود. برای مثال، ترکیب مربوط به زمان بستن وسایل و آماده سازی آنها و مدیریت رنگ ها، بسیار مهم و پیچیده می باشد. همچنین باید در نظر گرفت که چه چیزی در انتهای هر شیفت کاری، در بخش دکوراسیون اتفاق می افتد و طرح های مربوط به روز دیگر، چیست. اول از همه، اپراتور غلطک را تغییر می دهد. بعد از آن، چند نمونه کاشی را چاپ کرده و نمونه ها را پخت می کند تا از مناسب بودن رنگ و چاپ اطمینان حاصل کند. این مسئله تقریبا دو ساعت طول می کشد. در صورت مناسب بودن رنگ، او کارش را خوب انجام داده است. اگر این نمونه ها مناسب نبود، تصحیح های لازمه در آنها انجام می شود و سیکل تکرار می شود.
• الگوهای تکرار شونده: محیط غلطک ها عامل تعیین کننده ی طول تصویری است که چاپ می شود. این مسئله بر روی کیفیت ابعاد چاپ، اثر مستقیم دارد. این مورد گزینه های طراحی را تحت تأثیر قرار می دهد از این رو، بر روی میزان خلاقیت در طراحی نیز اثرگذار است. قبل از ورود چاپ جوهرافشان دیجیتال، مهارت زیادی برای تولید کاشی های با کیفیت بالا و جذاب، مورد نیاز است. ایتالیایی ها و اسپانیایی ها، تخصص بالایی در این زمینه دارند و طرح های جالب توجهی تولید می کنند اما قیمت این محصولات معمولا بالاست.
• تنها کاشی های مسطح قابلیت دکوراسیون دارند: تکنولوژی تماسی نمی تواند بر روی ساختارهای غیر مسطح و سه بعدی استفاده شود. این تکنولوژی تنها برای کاشی های مسطح، قابلیت استفاده دارد. علاوه بر این، چاپ سیلک اسکرین نمی تواند گوشه های کاشی را چاپ کند بنابراین، گوشه های کاشی ها بدون چاپ باقی می مانند.
• شکست کاشی در این روش بیشتر است: چاپ در حالی انجام می شود که کاشی هنوز شکننده است و فشار غلطک بر روی بیسکوییت منجر به شکسته شدن آسان آن می شود. هر زمان یک کاشی بشکند، نه تنها بیسکوییت از بین می رود، بلکه همچنین لعاب و جوهر نیز از بین می رود. این مسئله به همراه خروجی پایین، موجب می شود تا هزینه های بالایی به این بخش وارد شود.
• موجودی انبار زیاد و کارهای نیمه تمام: نیاز به اینکه کوره به صورت ۷ روز در هفته و ۲۴ ساعت روز کار کند و همچنین فرایند طولانی دکوراسیون، موجب می شود تا میزان مرجوعی محصولات بالا رود. اگر یک سفارش تکراری بیاید، این بهتر است که سفارش از طریق موجودی انبار تأمین شود نه اینکه سعی کنیم همان رنگ و همان تولید را داشته باشیم. در واقع یک میزان اندک تغییر در رنگ، ممکن است در حین تولید دوباره، ایجاد شود. همچنین یکی دیگر از مواری که با آن روبرو هستیم، کارهای نیمه تمام زیادی است که در کارخانه، مشاهده می شود. مثلاً بچ های بزرگ از کاشی ها که در اطراف کارخانه قرار گرفته اند و منتظر پخت شدن می باشند.

چاپ دیجیتال

این واضح است که صنعت کاشی های سرامیکی، نیازمند یک روش دکوراسیون می باشد که بر این مشکلات و چالش ها، فایق آید. چیزی که نیاز است، تکنولوژی چاپ دیجیتال می باشد. برخی از مزیت های این روش، عبارتند از شکسته نشدن کاشی ها، زمان تولید و نیروی کار حداقل، مدیریت مؤثر رنگ و تولید در مقیاس اندک، می باشد. از این روش می توان در تولید الگوهای شبه طبیعی استفاده کرد مثلاً ساختارهای بافت دار. با این کار، می توان خلاقیت در طراحی را افزایش داد. در نهایت، ما می خواهیم تمام این ویژگی ها را اجرایی کنیم و این تکنولوژی را با خط تولید کنونی، منطبق کنیم.

در بخش بعدی در مورد ایجاد همه ی این مزیت ها، با استفاده از روش چاپ جوهر افشان، صحبت خواهیم کرد.

مزیت های روش چاپ دیجیتال

چاپ دیجیتال از تکنولوژی های مختلفی که در اطراف خود بوده است، بهره برده است. اولین پرینترهای دیجیتال رنگی در سال ۱۹۹۳ بوسیله ی Indigo توسعه یافت و از آن زمان به بعد، تکنولوژی دیجیتال اثر قابل توجهی را بر روی صنعت چاپ داشته است. چاپ دیجیتال هزینه ها را کاهش می دهد، فرایند تولید را اصلاح و بهبود می دهد. همچنین چاپ دیجیتال محصولات جدید و مدل های تجاری مدرنی ایجاد می کند.

تاریخچه ی چاپ دیجیتال در تولید کاشی و سرامیک به سال های دور بر نمی گردد. به هر حال، اولین چاپگر دیجیتالی که از تکنولوژی جوهرافشان برای دکوراسیون کاشی استفاده کرده است، در سال ۱۹۹۹ و بوسیله ی KERAjet توسعه یافت. البته این تکنولوژی، موفقیت محدودی داشت. کاتالیزور مؤثر بر موفقیت این تکنولوژی، سری های چاپی بود که با نام Waar 1001 و سیستم گردش جوهری بود که به بازار عرضه شد. به این تکنولوژی، تکنولوژی TF می گویند. ما بعداً خواهیم گفت که چگونه پیشرفت های اخیر در زمینه ی این تکنولوژی، موجب شده است تا بر محدودیت های موجود، فایق آییم….