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E D I Z I O N E
2011
ACIMAC
I QUADERNI DI
La
deoraz io ne
Le:
g
come
ottimizzare la
produzione
ceramica
E D I Z I O N E
2011
ACIMAC
I QUADERNI DI
© Copyright ACIMAC, Associazione Costruttori Italiani Macchine Attrezzature per Ceramica
Via Fossa Buracchione 84 • 41126 Baggiovara (MO) • Italy • Tel. +39 059 510 336 • www.acimac.it
Edito da S.A.L.A. srl • Via Fossa Buracchione 84 • 41126 Baggiovara (MO) • Italy • Tel. +39 059 510 108
In collaborazione con:
Finito di stampare nel mese di settembre 2011
Euro 10 - IVA assolta dall'editore
La
deoraz io ne
Le:
g
come
ottimizzare la
produzione
ceramica
ACIMAC
I QUADERNI DI
Premessa
Pietro Cassani
La collana di pubblicazioni tecniche
“I Quaderni di Acimac”, lanciata nel
2009 con la pubblicazione del primo
instant book sulle tecnologie di decorazione digitale, si arricchisce
quest'anno di due nuovi titoli: questo, dedicato a "La decorazione digitale: come ottimizzare la produzione ceramica", e "Tecnologie
verdi, risparmio energetico e riduzione dei costi in ceramica".
Entrambi, realizzati in collaborazione con la rivista Ceramic World Review e presentati al pubblico in occasione di Cersaie 2011, sono
peraltro già disponibili in formato
elettronico su www.tiledizioni.it, insieme all'intera collana di manuali
tecnici realizzata da Acimac nell'arco dell'ultimo decennio.
Lo spirito de "I quaderni di Acimac" è
di promuovere la diffusione della
“cultura ceramica” negli aspetti
tecnologici e di processo, affrontando le tematiche di maggiore attualità con un taglio divulgativo e snello,
ma il più possibile esaustivo e approfondito; in questo siamo stati sup-
Pietro Cassani
portati direttamente dal know-how
delle aziende fornitrici di tecnologia
ceramica, che sono le vere autrici
delle pubblicazioni.
L'attualità del tema "Decorazione
Digitale" è indubbia e sotto gli occhi
di tutti, tanto che fin dalla prima
edizione del "quaderno" nel 2009 era
evidente che almeno ogni due anni
avremmo dovuto procedere ad un
opportuno aggiornamento. Da un lato, perché la tecnologia digitale in
ceramica si sta evolvendo a ritmi impressionanti e ha visto la comparsa
sul mercato di nuovi operatori (costruttori di macchine, fornitori di inchiostri e di servizi); dall'altro, perché la diffusione già massiccia di
sistemi di stampa digitale in ceramica in larga parte del mondo impone
ora a molti produttori di piastrelle di
affinare le conoscenze sulle potenzialità delle tecnologie disponibili e
sulle possibilità di ulteriore ottimizzazione della produzione digitale ceramica.
Che vi sia grande sensibilità verso
questo tema e "fame di conoscenza"
Scatti dal convegno sulla Decorazione Digitale tenutosi a febbraio 2011
2
. I quaderni di Acimac - Edizione 2011
lo si è potuto constatare il 24 e 25
febbraio, in occasione del secondo
Convegno Tecnico sulla Decorazione
Digitale organizzato da Acimac a Modena, che ha visto la presenza in sala
di circa 450 tecnici e operatori
dell'industria ceramica italiana suddivisi nelle due giornate.
Questo nuovo "Quaderno di Acimac"
che vi apprestate ad aprire contiene
diversi degli interventi presentati al
convegno di febbraio e contributi
nuovi forniti direttamente dalle aziende impegnate in questo segmento nel
campo del Colour Management, della
fornitura di inchiostri digitali e nella
costruzione di macchine di stampa
inkjet.
Siamo certi che potrà fornire un nuovo valido contributo alle conoscenze
degli operatori del settore in Italia e
all'estero.
Uguale certezza vi è sul fatto che la
ricerca in questo campo continua in
maniera costante e che sarà in grado
di produrre ulteriori evoluzioni già nel
breve periodo.
Pietro Cassani
Presidente Acimac
La decorazione digitale: come ottimizzare la produzione ceramica
Indice
Colour management
Il controllo di qualità nel processo di stampa digitale su ceramica: un’utopia possibile
Alessandro Beltrami, In.Te.Sa ...........................................................................................................pag. 4
ColourService, il supporto alla stampa digitale e tradizionale
Colour Service ..............................................................................................................................pag. 10
Strumenti di visualizzazione, controllo, profilazione e gestione del colore
Marco Sichi, Euromeccanica ..........................................................................................................pag. 14
Inchiostri
Decorazione digitale: innovazione di prodotto o innovazione di processo? Rinnovare il
modello di business
Davide Corradini, Colorobbia ..........................................................................................................pag. 18
Gli inchiostri pigmentali ceramici
Daniele Verucchi, Maurizio Cavedoni, Inco .......................................................................................pag. 24
Smalti digitali per un processo di smaltatura e decorazione totalmente digitale
Esmalglass-Itaca Grupo ................................................................................................................pag. 30
La nuova gamma di inchiostri Smaltink
Mirko Marastoni, Smalticeram ......................................................................................................pag. 34
Macchine
Uno sguardo alla tecnologia inkjet per la decorazione di piastrelle ceramiche
Terry O’Keeffe, Bailey Smith, Henrik Lauridsen, Fujifilm Dimatix ........................................................pag. 36
Tecnologia Inkjet nella decorazione di piastrelle ceramiche
Davide Sorrentino, Mauro Bedini, In.Te.sa ........................................................................................pag. 48
Vantaggi della stampa digitale nel processo di decorazione ceramica
Alberto Ghisellini, Kerajet Italia ....................................................................................................pag. 56
Soluzioni innovative nelle macchine da stampa inkjet
Francesco Casoni, Siti B&T - Projecta ...........................................................................................pag. 66
Innovazione di processo: la vera chiave del digitale
Paolo Monari, System .................................................................................................................. pag. 72
L'evoluzione della tecnologia inkjet: flessibilità e produttività
Pedro Benito Alcántara, Cretaprint ............................................................................................. pag. 76
I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 3
Il controllo di qualità nel
processo di stampa digitale su
ceramica: un’utopia possibile
Alessandro Beltrami
L'autore:
Alessandro Beltrami è consulente
nella standardizzazione dei processi
di stampa e prestampa. Da più di
10 anni si occupa di problematiche
relative al colore nel settore
industriale, nella stampa offset e
digitale, nel restauro, nella stampa
di valori e prodotti ad alta sicurezza.
In ambito ceramico opera tramite
In.Te.Sa. del gruppo Sacmi. Ugra
Certified Expert, consigliere
di TAGA Italia, collaboratore
dell’Associazione Arti Grafiche di
Bologna e Associazione Poligrafici
Modenesi, è fondatore del progetto
di certificazione cmyQ™.
Fig. 1 - Altona Test Suite, utilizzato
da molti stampatori digitali per le
valutazioni visive
La decorazione digitale su ceramica
ha avuto una crescita esponenziale negli ultimi anni: nuove competenze tecniche sono richieste per poter
gestire con efficacia un processo che
presenta al suo interno molte variabili complesse. L’approccio sperimentale utilizzato da molti operatori porta a elevate inefficienze nella fase di
preparazione delle grafiche digitali e,
soprattutto, all’elevata dipendenza
da metodi approssimativi che male si
conciliano con un processo industriale che dovrebbe essere descrivibile e
ripetibile.
Quando si tratta di riprodurre un tono di una grafica ceramica, è importante che le persone responsabili della creazione dei file digitali, della loro
separazione, della staffettatura, della produzione e del controllo qualità
si siano tra loro accordati su un minimo insieme di parametri che definiscono in modo univoco le caratteristiche visive, oltre che quelle tecniche,
della ceramica decorata digitalmente.
Questi parametri dovrebbero essere
definiti in modo indipendente dal procedimento di stampa digitale utilizzato e concentrarsi soprattutto sul
prodotto finito.
La misurazione del colore su supporti
cartacei è ampiamente documentata
e trattata nell’ambito delle arti grafiche. Ancor più documentate sono le
tecniche di misurazione del colore in
ambito industriale su supporti ceramici con diverse caratteristiche superficiali. Tuttavia, sono ancora poche
le ricerche disponibili sulle tecniche
di caratterizzazione su supporti così
vari come quelli ceramici, che possono andare dai bianchi lucidi dei rivestimenti ai fondi strutturati e colorati
dei gres porcellanati.
La misurazione del colore inquadrata in un generico set di parametri di
qualità diventa non banale in quanto
strettamente correlata agli altri parametri dell’apparenza visiva, come
i diversi tipi di strutture superficiali (waviness, orange peel, …), il grado di lucido (gloss) o la velatura (haze). Al variare di questi parametri, la
percezione del colore viene enormemente influenzata e interpretata in
base alle condizioni di luce. Purtroppo gli strumenti per la misura del colore (spettrofotometri) si comportano in modo più selettivo e oggettivo
rispetto all’occhio umano, che interpreta la percezione visiva in base al
contesto e, appunto, ai parametri di
apparenza del materiale osservato.
Per questo motivo la ricerca di uno
“spettrofotometro perfetto” si rivelerà sempre una chimera, in quanto a
seconda dell’utilizzo sarà necessario
considerare o escludere alcuni di questi parametri superficiali.
Nel controllo di qualità della produzione digitale il metodo più efficace ed
efficiente è quello di utilizzare una forma test che permetta di controllare
contemporaneamente molteplici parametri, sia in modo oggettivo che
percettivo. La forma test rappresenta un “punto zero” al quale riferirsi
per valutazioni il più possibile oggettive e indipendenti dall’operatore. Non
esistendo uno standard per il settore ceramico, ogni azienda dovrà creare la propria forma test che possa
contenere i parametri di controllo necessari.
Se analizziamo Altona Test Suite (figura 1), una delle più famose forme
test utilizzate nel mondo delle arti
grafiche, vediamo come contenga diversi elementi che permettono di effettuare rapidi controlli strumentali
ma soprattutto visivi. Di seguito sono
elencati quei parametri che potrebbero essere utili in un controllo di qualità della stampa digitale su ceramica:
• Omogeneità
Lo sfondo della forma test è riprodotto con un grigio ottenuto
da C 25%,M 19%,Y 19%, K 20%.
Questa combinazione produce un
grigio neutro solamente in caso di bilanciamento cromatico degli inchiostri secondo le cromie
della stampa offset, molto difficile da ottenere in stampa digitale
su ceramica. Tuttavia, anche se
la sua riproduzione non si presenta come tonalità neutra, permette di valutare eventuali disuniformità nel processo di stampa con
un semplice colpo d’occhio.
• Sfumature dei grigi
Nella zona in alto a sinistra
si analizza la capacità di
riproduzione dei grigi ottenuti
come combinazione di C,M,Y. Il
nostro occhio è molto sensibile
4
alla variazione cromatica e
alla perdita di neutralità di
una tinta grigia, per questo
motivo è un punto di controllo
semplice e importante per
capire le variazioni cromatiche
indesiderate.
• Dettagli nelle tinte scure
Seconda immagine in alto e terza
immagine in basso.
La capacità di riprodurre dettagli
nelle tinte scure è un indicatore
di qualità molto importante in
quanto si rapporta alla corretta
calibrazione del sistema.
• Dettagli nelle tinte chiare e
pastello
Terza immagine in alto e prima
immagine in basso.
Se le tinte chiare non vengono
correttamente riprodotte
possiamo essere di fronte ad
un problema applicativo a volte
difficilmente visibile dai grafici
sintetici o dagli spettrofotometri.
• Color management
La forma test presenta diverse
“trappole” per verificare che il
color management dei programmi
“a monte” sia correttamente
impostato
• Potere risolvente effettivo del
sistema
Tramite la riproduzione di grafismi
soggetti ad effetto moiré o
particolarmente fini, viene
giudicata la capacità risolvente
effettiva dei dettagli.
Questi test permettono di
analizzare problematiche
applicative.
• Linearizzazione
Le sfere colorate, una per ogni
canale e una composta dalla
somma dei canali cromatici,
permettono di valutare eventuali
problemi di linearizzazione in
modo molto intuitivo.
Se un colore si sviluppa in modo
non lineare, queste appariranno
CALIBRAZIONE
non più “tondeggianti” ma con
evidenti scalini o mancanze
all’interno delle stesse.
• Scala di controllo
La scala di controllo
strumentale (MediaWedge)
permette di rilevare in
modo rapido i principali
riferimenti cromatici con uno
spettrofotometro.
Per capire come impostare il controllo qualità in un processo di decorazione digitale su ceramica occorre innanzitutto dividere i controlli e
i test che si effettuano in fase di
collaudo o di calibrazione rispetto a quelli da effettuare durante la
produzione. Spesso l’approccio alla
qualità fallisce in quanto si pretende
di effettuare le procedure di calibrazione durante le fasi di produzione:
errore ancor più grave che lavorare con un sistema non controllato,
in quanto si rischia di introdurre ulteriori variabili nel sistema.
PRODUZIONE
Verifica condizioni di stampa
Impostazioni controller
Calibrazione e linearizzazione stampante/supporto
Prima copia o staffettatura
Caratterizzazione e profilatura
Tiratura
Verifica risultati
Definizione istruzioni
Verifica condizioni di stampa
CALIBRAZIONE
Si tratta di quelle operazioni periodiche che permettono di allineare un
processo di stampa digitale a una resa grafica e cromatica desiderata e,
normalmente, valgono per uno specifico supporto o classe di supporti
che condividono lo stesso smalto e le
stesse applicazioni. La calibrazione,
per essere veramente efficace, dovrebbe sempre essere effettuata do-
po una calibrazione di base delle testine della macchina, relativamente
alla quantità di inchiostro depositata. Se la linearizzazione delle testine, intesa come omogeneità di riproduzione di ogni singolo canale dalle
minime alle massime intensità, non
è ottimale, tutte le successive operazioni verranno compromesse e saranno di difficile attuazione.
1. Impostazioni controller
Occorre fissare in modo univoco le
impostazioni relative alla risoluzione
e alla velocità di stampa, al tipo di retinatura, alle variabili applicative (fondo, smalto, cottura, …) e alla gestione cromatica, ai profili ICC assunti in
ingresso. I test di calibrazione si effettuano normalmente con una forma
www. intesa.sacmi.it
www.sacmi.com
QUALE PROFILO COLORE PER LA
COMUNICAZIONE DEI PROGETTI
GRAFICI CERAMICI?
test già separata per i canali del
dispositivo da controllare.
2. Calibrazione e linearizzazione
È uso comune degli studi grafici
utilizzare un flusso colore basato sulla
cromia ISO 12647-2 per la stampa
offset su carta patinata (ISOCoated v2 o
CoatedFOGRA39) anche nelle produzioni
digitali ceramiche.
Questo metodo di lavoro è sicuramente
quello più semplice, tuttavia il risultato
finale rimane sempre sensibile alla
costruzione del canale del nero.
La tentazione, per alcune aziende, di
trasferire i canali C,M,Y,K pensati per la
stampa offset direttamente alla digitale,
produce effetti indesiderati e cromie
fuori controllo. Già oggi molti studi grafici
digitali consigliano ai clienti la fornitura di
files RGB, per ribadire come la grafica in
essi contenuti non abbia relazione con la
separazione ceramica.
La scelta di quale profilo RGB utilizzare
è spesso derivata dal caso: sRGB
e AdobeRGB 1998 sono due profili
molto diversi tra loro, che presentano
un minimo comune denominatore
dannoso per il settore ceramico:
fissano infatti il punto di bianco a D65
(6500K). Nelle successive conversioni
colore, i software dovranno utilizzare
algoritmi di adattamento cromatico
per trasformare i dati pensati in D65
verso dati colorimetrici rappresentati
in D50 (5000K), standard per i profili di
separazione in quadricromia o multicolor.
L’adattamento cromatico è sempre
approssimativo, pertanto l’utilizzo di uno
di questi due profili introduce un errore
nelle fasi iniziali della conversione.
Molto meglio creare un flusso lavoro
basato su eciRGB v2, che presenta un
punto di bianco D50 e che permette una
maggior accuratezza nella conversione
cromatica delle tinte chiare.
Un approccio che si sta verificando
a livello internazionale è quello di
utilizzare profili colore ICC sintetici
che rappresentano alcune condizioni
di gamut colore virtuali da utilizzare in
fase di creazione dei progetti grafici.
L’approccio è interessante e potrebbe
essere utilizzato anche in ambiente
industriale per favorire l’interscambio di
dati tra studi grafici e aziende ceramiche;
se ne sta discutendo attivamente all’ISO
TC130 nella creazione dei nuovi standard
che riguardano la stampa digitale ISO
15311 e ISO 15399, ma occorrerebbe
la volontà delle aziende ceramiche di
standardizzare alcune fasi del processo
di decorazione digitale.
6
Si tratta di una procedura interna al controller o al RIP che pilota la stampante e che permette
di normalizzare la risposta tonale tramite la lettura con un densitometro/spettrofotometro di una
scala di retini 0%-10%....90%100%. Molti sistemi usano questa procedura anche per decidere
la quantità massima di inchiostro
da applicare per ciascun canale e
per limitare la copertura totale di
inchiostro (TAC) nell’utilizzo congiunto dei canali. E’ una procedura fondamentale per compensare
variazioni di risposta della macchina dovute al tipo di supporto, alla sua grammatura, alle condizioni
di temperatura o umidità. A livello
teorico, la linearizzazione dovrebbe avvicinare la risposta della macchina ai dati digitali in ingresso, al
fine di favorire la fase successiva
di profilatura; la mancanza di uno
standard di comunicazione dei dati ceramici pregiudica purtroppo
questo approccio. Purtroppo, pochissimi sistemi permettono di
modificare o di scegliere il target
di linearizzazione al quale riferirsi
e non è chiara la strategia utilizzata (massimo contrasto in ∆E, ∆
Densità o ∆L*, linearizzazione verso TVI ISO 12647-2 tipo A, verso
standard interno del costruttore,
verso una curva simile alla gamma
1,8/2,2 dell’RGB….). Pochi sistemi, inoltre, permettono la verifica del risultato di linearizzazione,
che dipendendo da una sola lettura
possono essere falsati da un errore dello spettrofotometro o da un
difetto di stampa.
Il consiglio è quello di valutare visivamente con una forma test adeguata il “prima” e il “dopo” della procedura di linearizzazione. Se
possibile, la verifica potrebbe avvenire anche strumentalmente con
uno dei tanti software presenti
sul mercato. In questa fase il controllo visivo è fondamentale: se si
notano delle imperfezioni di stampa tali da pregiudicare il proces-
so di calibrazione del sistema è inutile proseguire sperando in un profilo
ICC miracoloso, in particolare occorre verificare:
•
•
•
•
Il registro tra i canali di stampa
L’uniformità di stampa
Tutti gli elementi di resa del
fattore di risolvenza, dei fondi,
delle sfumature…
Il dettaglio nelle ombre e nelle
alte luci
Se, per esempio, dopo la linearizzazione non si percepisce dettaglio dal
75% in poi, significa che qualcosa
non ha funzionato: o il software è inadeguato o c’è stato un errore nella
procedura. In questi casi, proseguire con la caratterizzazione e la successiva profilatura ICC permette di
mascherare il problema, ma non di risolverlo in quanto la gamma tonale a
disposizione si è notevolmente ridotta. La qualità di stampa finale sarà
sicuramente limitata.
•
•
•
3. Caratterizzazione e profilatura
Dopo aver verificato che la linearizzazione della macchina sia adeguata
al flusso di lavoro, si procede con la
stampa delle testchart e la loro lettura con spettrofotometro. I diversi
software sul mercato hanno un funzionamento molto simile tra loro, ci
sono però alcuni aspetti che devono
essere verificati.
•
Utilizzare sempre testcharts
con distribuzione casuale
delle patches, adatte per lo
strumento a disposizione. La
IT8/7.4 (che è un’estensione
della ECI2002), comunemente
utilizzata nei processi a 4 colori,
è valida solo in caso di dispositivi
correttamente linearizzati
e che possono supportare
un’inchiostrazione massima
del 400%: condizione rara in
ceramica. Esistono software
avanzati che creano testcharts
basate su linearizzazioni non
omogenee e con forti riduzioni
di inchiostrazione. Software di
nuova generazione prevedono
testcharts più semplici ma
con affinamenti interattivi dove
•
una seconda testcharts viene
generata in funzione delle letture
della prima.
Leggere sempre almeno 2
testchart stampate in direzioni
diverse. Se la differenza tra le
due testchart è minima si può
procedere anche con una singola
lettura, altrimenti occorre
effettuare una media più accurata
di 3 o 5 piastrelle.
Leggere sempre le forme test
con spettrofotometri a scansione
automatica, in quanto più precisi
ed affidabili dei sistemi manuali,
che risentono della precisione
dell’operatore.
Valutare bene la tipologia di
spettrofotometro (45°/0° come ad
esempio X-Rite EyeOne, Barbieri
LFP o KonicaMinolta FD-7 oppure
a sfera di integrazione come
X-Rite SP62 o KonicaMinolta
CM-2600d) e la sua apertura
(2,4,6,8 mm). La configurazione
utilizzata per la caratterizzazione
dei dati potrebbe non coincidere
con quella da utilizzare per il
controllo qualità.
Sulla maggior parte dei sistemi
che lavorano con profili ICC di
uscita CMYK, è importantissimo
scegliere la giusta generazione del
canale del nero (GCR, UCR), che
dipende da parecchi fattori legati
alla resa del retino del nero, alla
presenza o meno di inchiostri con
cromie particolari, alla necessità
di limitare l’inchiostrazione ed
ottenere una stampa più stabile
oppure di ottenere i colori più
vivaci possibili. Le strategie di
generazione del nero (GCR = Gray
Color Removal, UCR = Under
Color Removal) e i parametri ad
essa collegati (spessore del nero,
massima percentuale di nero,
curva del nero, ecc.) derivano
dall’esperienza pratica degli
operatori. Erroneamente si pensa
che siano parametri ininfluenti
sulla resa finale, in quanto a
parità di resa colorimetrica
(ovvero a parità di L*a*b*) un
misurato utilizzo del canale del
nero comporta una certa pulizia
e gradevolezza di stampa. Il nero,
inoltre, quando sostituisce i
colori cromatici CMY permette di
•
risparmiare una certa quantità di
inchiostro, con diminuzione delle
problematiche applicative e con
un certo risparmio di materia
prima.
La scelta della strategia diventa
quindi un bilanciamento tra
fattori tecnici e risparmio da un
lato (utilizzo elevato del nero) ed
elevata qualità di stampa (utilizzo
leggero o medio del nero), il fatto
che il secondo parametro sia
soggettivo fa sì che non esistano
standard o linee guida in merito.
Alcuni software che generano
profili ICC permettono di
verificare la “bontà” del
risultato.
Ricordiamo che un profilo ICC
è buono nella misura in cui
descrive correttamente il
processo di stampa al quale si
riferisce: è importante quindi
che la tabella A2B coincida il più
possibile con la tabella B2A per
assicurarsi che le conversioni da
e verso CMYK non presentino
delle differenze cromatiche.
4. Verifica dei risultati
Il risultato finale può essere verificato con una forma test in modo visivo
e strumentale; entrambe le valutazioni devono avere la loro importanza.
E’ bene ricordarsi che la valutazione strumentale non deve basarsi,
in questa fase, solamente su semplici scale colore come Ugra/Fogra
MediaWedge; è sicuramente
da preferire un’analisi più accurata con un ECI2002 o un
IT8/7.4. Qualora esistano dati
di caratterizzazione disponibili (es. uno smalto di riferimento, una precedente produzione, …) l’analisi dovrà avvenire
su tutto lo spazio colore e
non solo, in modo limitativo
sul gamut. Il controllo effettuato solo sui colori con alto
croma (primari e secondari)
non fornisce sufficienti indicazioni sulle differenze cromatiche interne allo spazio colore.
Fig. 2 - Le curve tonali ISO 12647-2 relative alla stampa offset. La calibrazione delle stampanti
digitali normalmente avviene su curve simili a quella nera (TVI 40%=14%) oppure a quella
rossa (TVI 40%=17%).
5. Definizione delle
istruzioni
Una buona procedura di calibrazione non è completa se
non si raccolgono sistematicamente le impostazioni software/hardware utilizzate, le
forme test stampate nei vari
passaggi, i materiali utilizzati, le note soggettive. In qualsiasi momento l’azienda deve
poter riferirsi ad una situazione nota per verificare lo stato
del proprio sistema.
È un principio base dei sistemi
di gestione della qualità ISO
9001 ed è l’unico modo veramente efficace sperimentato
con successo in piccole, medie e grandi aziende del settore grafico.
Fig. 3 -Esempio di testchart per caratterizzazione stampa digitale su ceramica
Fig. 4 - Comparazione del risultato di una stampante digitale verso una caratterizzazione di
riferimento in forma grafica. Per ognuna delle 1617 combinazioni CMYK presenti nell’IT8.7/4
viene calcolato il ΔEab rispetto al riferimento. Le combinazioni con ΔEab superiori a 3 sono
evidenziate in giallo, quelle con ΔEab superiori a 5 in rosso. In questo esempio si può
evidenziare che ci sono problemi generalizzati sul Ciano con aree critiche sul Magenta al 100%
e su alcune zone scure.
PRODUZIONE
Il controllo in produzione deve essere snello e finalizzato a evidenziare i
problemi prima che questi abbiamo
un impatto sulla produzione. L’automazione software del controllo è
cruciale per poter rendere efficiente tutta la procedura. Un software
di controllo qualità permette inoltre il
calcolo della variabilità dello specifico
processo di stampa che, confrontato
con altre tecnologie, aiuta gli imprenditori nelle valutazioni tecniche ed
economiche tramite dati oggettivi invece che basate sulle sensazioni degli operatori.
1. Verifica condizioni
di stampa
Andrebbe effettuata giornalmente utilizzando una forma test che possa evidenziare gli elementi di difettosità
principali. La valutazione visi-
www.sacmi.com
Fig. 5 - Comparazione avanzata con distribuzione cumulativa di frequenza dei valori di
∆Eab. Si tratta di un’analisi statistica che suddivide le 1617 aree colore della tabella 7 in
classi di ∆Eab (in questo esempio larghe 0,5 ∆Eab) permettendo di vedere le percentuali
di aree che sono comprese nella rispettiva classe (distribuzione di frequenza). Si nota
che solo un 10% delle aree con ∆Eab <0,5 mentre la maggior parte (apice della curva
verde) ha un ∆Eab compreso tra 1,5 e 2,0. La curva blu è la vera e propria distribuzione
cumulativa di frequenza (CRF) ed è calcolata dalla distribuzione rappresentata dalla
curva verde. Per questo esempio avremmo preferito un maggior numero di aree colore
nelle prime 2-3 aree e quindi una curva blu con una rampa di salita più ripida che
significherebbe una maggiore fedeltà della copiatura (color matching) dei colori.
Fig. 6 -Ugra/Fogra Media Wedge v3
Fig. 7 -Scala di controllo EFI Color Verifier
Fig. 8 - Esempio di report di conformità relativo alla MediaWedge v3 verso una
caratterizzazione standard
Fig. 9 - Esempio di forma test utilizzata per il controllo della linearizzazione
8
Fig. 10 - Esempio di controllo su scala semplificata di una stampa digitale a solvente
(valori di destra - rossi) rispetto al riferimento post calibrazione (valori di sinistra - blu).
va dell’operatore dovrebbe essere incrociata con una semplice valutazione
strumentale utilizzando, ad esempio,
la MediaWedge di Ugra/Fogra oppure
una scala ancora più semplice. La fase di controllo deve comunque essere molto rapida ed automatica: solamente in questo modo l’azienda può
assicurarsi che venga effettivamente svolta con la dovuta frequenza. In
questo modo sarà possibile confrontare visivamente i risultati ottenuti
in una condizione nota (dopo la linearizzazione e prima della calibrazione)
e decidere se continuare comunque a
produrre oppure se effettuare interventi di manutenzione.
L’esperienza ci insegna che l’utilizzo
di lavori sempre diversi per verificare
la condizione di stampa di una macchina digitale non è la scelta migliore,
in quanto solamente l’utilizzo sistematico della stessa forma test permette all’operatore di valutare con
un’occhiata se tutto funziona correttamente, con la certezza che il file sia sempre lo stesso e realizzato a
regola d’arte. Un controllo fatto con
una foto di un onice che diventa troppo azzurro, da un file che non conosco, non mi permette di capire se è il
file ad essere sbagliato oppure se è la
calibrazione della macchina che è non
è più valida.
Dato che ad oggi non esistono standard ISO che definiscono tolleranze
di controllo per la stampa digitale, e
men che meno per la decorazione digitale su ceramica, ogni azienda deve
darsi le proprie tolleranze basandosi su una minima analisi della variabilità dei vari processi e adeguandole anno dopo anno. Gli standard ISO
per il controllo qualità di stampa digitale non saranno disponibili prima del
2013 e solamente nel 2015 ci sarà
la possibilità di avere i primi standard
per la stampa industriale.
2. Verifica della prima copia e
della tiratura
Il confronto tra la prima copia di
stampa digitale e il “visto si stampi”
fornito dall’operatore dovrebbe avvenire in condizioni di luce controllata di
tipo ISO 3664 P1 o almeno con neon
di qualità con sigla 950 e sufficiente intensità luminosa. In caso di dif-
ferenze, preferire sempre una correzione sul file che una correzione sui
canali della macchina, a meno che
questa non sia temporanea per quello specifico lavoro. Molti controller
memorizzano le variazioni dei canali, che sono comunque sempre “l’ultima spiaggia”, in modo permanente
nel flusso di lavoro esponendo l’operatore al rischio di applicarla anche ai
lavori successivi. Nelle stampanti digitali per ceramica, qualsiasi variazione di intensità legata ai voltaggi delle
testine introduce un allontanamento
dalle condizioni ideali di calibrazione
fornite dal costruttore, con risultati non sempre prevedibili.
3. Verifica finale
In caso di produzioni particolarmente
lunghe oppure in caso di analisi di una
macchina da stampa appena inserita in azienda, è buona prassi ripetere
il controllo effettuato a inizio giornata. In questo modo si possono ottenere le evidenze oggettive della stabilità della macchina in produzione,
sempre confrontando i risultati sia
visivamente che strumentalmente.
Il controllo qualità in stampa digitale può essere quindi razionalizzato
in poche operazioni specifiche. Il
0 255 0
grosso del lavoro deve essere effettuato nell’impostazione di un
sistema di gestione della qualità,
che possa fornire indicazioni certe agli operatori durante la fase di produzione e alla direzione
tecnica in fase di calibrazione
dei
255 0 0
sistemi di stampa. L’esperienza
sul campo ci porta ad affermare che la mancanza di riferimenti
standard non pregiudica lo scopo del controllo qualità.
E’ possibile definire in azienda
target diversi per ogni dispositivo, inserirli in un software e
controllare la stabilità di risposta dello stesso. L’obiettivo, infatti, deve essere quello di monitorare le variazioni giornaliere
del sistema workflow/macchina/
supporto rispetto ad una condizione nota. Le variazioni visive
verranno giudicate con un metro come quello proposto da TAGA in alcuni documenti: I= Insufficiente S=sufficiente B=buono.
Le variazioni strumentali sul colore saranno invece espresse in
forma di ∆E, lasciando per ora libera l’azienda di decidere la soglia di attenzione e la tolleranza
massima.
COMITATO TECNICO TAGA PER LA STAMPA DIGITALE
TAGA ITALIA (www.taga.it) è nata nel giugno 1983 ad opera
di alcuni membri Italiani di TAGA U.S.A. e da un gruppo di
persone desiderose di realizzare anche in Italia un sodalizio di Tecnici altamente
qualificati nei diversi settori della Comunicazione Grafica con l'intento di operare
insieme per stimolare la ricerca, l'istruzione, la conoscenza, secondo criteri operativi e
principi di etica professionale analoghi a quelli dell'omonima Associazione
Il comitato tecnico per la stampa digitale riunisce i principali esperti del settore ed è
aperto a tutti i soci. Scopo del comitato è quello di creare un documento che sia un
glossario e quadro riassuntivo dello stato della stampa digitale, definire una forma
test e dei parametri di valutazione oggettivi, sperimentare e analizzare le tecnologie
nascenti e quelle consolidate.
Il comitato tecnico della stampa digitale trae dal fatto che non esistono ancora delle
unificazioni e dei parametri specifici. Taga si è già occupata di stampa digitale con il
comitato tecnico della stampa digitale elettrofotografica ad alta velocità (TAGA DOC
12), con “Allineamento ISO” (TAGA DOC 15) sperimentazione realizzata dal ISSM,
e con lo studio presentato alla TAGA Conference del ’09 da Carlo Balestrini. Con il
proseguimento di queste iniziative, si vuole in questo modo abbracciare un vasto
campo produttivo che va dalla stampa di piccolo formato elettrofotografica al “wide
format” a getto d’inchiostro, alla stampa industriale.
Per aderire al comitato tecnico di stampa digitale è sufficiente registrarsi
gratuitamente a LinkedIn (www.linkedin.com) e ricercarlo tra i gruppi oppure
contattare i moderatori Alessandro Beltrami e Alessandro Mambretti. L’iscrizione a
TAGA come socio ordinario ha un costo di € 50,00 annuali e, oltre alla partecipazione
ai vari comitati tecnici, permette di consultare liberamente tutti i documenti TAGA.DOC.
L’IMPORTANZA DELLE CONDIZIONI
DI ILLUMINAZIONE
In ogni azienda grafica dovrebbe essere
analizzata e controllata la condizione di
luce del reparto grafico e del reparto di
stampa. La norma ISO 3664:2009 fornisce
indicazioni su due aree di illuminazione da
identificare all’interno dell’azienda: P1 e
P2. La zona P1 è quella per la valutazione
critica di uno stampato, tipicamente
riprodotta da un visore o da un tavolo di
controllo. La luce deve avere non solo
una temperatura di 5000K (D50) con
una intensità luminosa di 2000 lux sul
piano di lavoro, ma rispettare specifiche
caratteristiche di qualità (Color Rendering
Index - CRI>=90, Special Indices - SI
tutti>=80, Quality Grade - QG>=C, UV<1,5)
e presentare un’uniformità nei bordi pari
almeno al 75% rispetto al centro della zona
illuminata. La zona P2 è invece la zona
per valutazioni visive non critiche e può
coincidere con l’illuminazione dell’ambiente
di lavoro. La intensità luminosa sarà di 500
lux e la luce dovrà rispettare solamente la
temperatura di 5000 K e il CRI>=90. Per
ottenere una condizione P1 è necessario
dotarsi di un tavolo di controllo specifico,
mentre per ricreare la condizione P2
spesso è sufficiente inserire neon appositi
(esistono serie specifiche per la grafica
dai principali produttori, che garantiscono
un CRI elevato) che devono avere il
codice finale che termina con le cifre
“/950”. La misurazione delle condizioni
di illuminazione deve avvenire con uno
spettroradiometro e un software di analisi
specifico. E’ prassi comune utilizzare
X-Rite Eye-One (che in modalità di lettura
in trasmissione di luce è di fatto uno
spettroradiometro) con il software gratuito
Eye-One Share, oppure KonicaMinolta
FD-7, ma esistono altre strumentazioni più
specifiche come KonicaMinolta CS2000
appannaggio solo di laboratori specializzati.
Le misurazioni di temperatura e di intensità
luminosa possono essere, all’atto pratico,
effettuate anche con un colorimetro da
fotografo, più preciso dei colorimetri in uso
nelle arti grafiche per la misurazione dei
monitor.
Bibliografia:
- TAGA.DOC.12 - Stampa Digitale
- TAGA.DOC.13 - Color Management
- TAGA.DOC.15 - Allineamento ISO workflow per allineare e verificare la
stampa digitale alla norma ISO 126472:2004
-ISO 12647-1:2004, ISO 12647-2:2004,
ISO 12647-7:2007, ISO 3664:2009
- Schema di Certificazione CMYQ™ v 1.0
(TÜV Italia srl).
ColourService, il supporto alla
stampa digitale e tradizionale
Rappresentare, eseguire, aggiornare
e ottimizzare processi è oggi una necessità sempre più “impellente” per
qualsiasi azienda.
La tecnologia digitale è oggi la soluzione più evoluta e d’avanguardia per
la decorazione.
Sono noti infatti i molteplici punti
di forza di questa nuova tecnologia,
dalle nuove potenzialità decorative
offerte fino ai benefici in termini di risparmio nel consumo di materiali per
la decorazione (retini, basi serigrafiche, ecc..).
Tuttavia, per condurre un’analisi corretta e completa, occorre chiedersi
se la stampa digitale presenti dei
punti deboli o nasconda dietro di sé
delle minacce. Indagando più in profondità, infatti, ci si rende conto che
esistono effettivamente degli aspetti problematici ancora irrisolti, quali
le limitate potenzialità cromatiche,
l’impossibilità di “dare materia” sulla superficie delle piastrelle, fino alle
difficoltà operative legate al colour
management.
Gestire il color management è infatti
divenuta un’esigenza indispensabile.
Ma cos’è il colour management?
Colour management significa trattare immagini digitali mantenendo il loro
aspetto su diversi dispositivi, laddove
per aspetto si intende il colore per-
cepito in una determinata condizione
di illuminazione.
E’ un approccio sistematico che utilizza le informazioni colorimetriche
contenute nelle immagini (profili colore) per adempiere a queste funzioni:
• Visualizzare su monitor la grafica
originale
• Convertire la grafica originale per
poter essere stampata
• Visualizzare su monitor un’anteprima del risultato finale.
Il colour management si basa sulla
trasmissione di informazioni colorimetriche, dove il colore è descritto
in modo indipendente dal dispositivo.
IL COLOUR MANAGEMENT DALLA SCANSIONE ALLA STAMPA
La ceramica è per antichissima tradizione legata alle sue possibilità cromatiche brillanti e durature. Ma, al di
fuori dello stretto ambito artistico,
il colore diventa, per chi produce, un
parametro tecnico estetico da rispettare e da mantenere entro uno
stretto intervallo di variabilità.
L’obiettivo di rispettare il punto colore lungo tutto il ciclo produttivo
diventa quindi prioritario per chi è
responsabile della qualità e della produttività di un’azienda ceramica.
Il punto colore comincia a farsi sentire fino dalla sorgente, come schematizza l’elenco che segue:
1. materie prime per impasto;
2. preparazione e colorazione
dell’impasto;
3. ricerca e sviluppo nuovi articoli;
smalti;
inchiostri;
6. smaltatura e decorazione in
linea;
7. scelta e confezionamento;
8. sala mostra;
9. posa presso il cliente finale.
LO SVILUPPO DEL PUNTO COLORE
L’utilizzo corretto del colour management consente di padroneggiare il
processo di decorazione digitale dando luogo ad una ottimizzazione del
processo decorativo, dato che offre
la certezza di poter contare su un
parametro misurabile con valori numerici, e non derivati da impressioni
soggettive.
Il colour management solitamente
non funziona quando:
•
10
I profili colore delle immagini
fornite sono sbagliati;
•
•
•
Il monitor è calibrato male oppure
non è adatto ad effettuare
valutazioni cromatiche;
Il processo di stampa non è
sotto controllo ed è troppo
variabile;
Le condizioni di illuminazione non
sono corrette.
Il profilo colore del processo di
stampa è sbagliato o approssimativo
quando nel processo produttivo
dell’azienda ceramica sono presenti:
• Strumento di misurazione
•
•
(spettrofotometro) non
adeguato;
Tecnica di misurazione non
adeguata;
Software di creazione profili non
adatto o mal configurato.
Il profilo colore del processo di stampa dovrebbe essere gestito con la
stessa tecnologia di acquisizione in
modo da standardizzare le tecniche
di misurazione e evitare anomalie dovute ad utilizzo di strumenti di misura nei diversi processi produttivi.
SOLUZIONI E TECNOLOGIE PER IL COLOUR MANAGEMENT
La tecnologia digitale ha portato alla
luce in maniera preponderante le tematiche della gestione del colore.
La gestione del colore è un tema presente da sempre nelle tecnologie di
stampa digitali; la visualizzazione del
colore corretto, la linearizzazione e la
profilazione di un device di stampa e il
corretto colour management sono temi
da sempre all’attenzione di chi lavora
quotidianamente con i colori, siano essi
ceramici o tradizionali (fig. 1).
ColourService, da oltre 10 anni impegnata nella ricerca della padronanza
dell’aspetto colorimetrico, si propone al settore ceramico come partner
di complemento nel controllo e nella
gestione del laboratorio digitale ceramico. Affianca ed indirizza l’azienda
ceramica nella scelta delle tecnologie
migliori per il proprio business, pro-
ponendo servizi, hardware e consulenza per la gestione del colore e la
creazione dei file digitali e per sfruttare al meglio le nuove opportunità
della decorazione digitale.
Colourservice padroneggia infatti
le più avanzate tecnologie di colour
management; le esperienze pregresse, affiancate all’utilizzo di soluzioni
proprietarie ad alto livello tecnologico, la rendono il partner ideale per
supportare l’azienda ceramica in un
percorso di crescita che la porti ad
essere “padrona” essa stessa della
stampa digitale ceramica.
ColourService ha cercato di velocizzare e rendere sicura e governabile la
delicata fase della ricerca e del rinnovamento della gamma prodotti nella
produzione ceramica, sviluppando una
serie di soluzioni dedicate al segmen-
to del ciclo produttivo che va dalla
progettazione all’industrializzazione
e, a seconda dell’esigenza specifica,
ha cercato di proporre la soluzione
migliore, come descritto di seguito.
VISUAL COLOR VIEWING SYSTEMS
Il metamerismo è un’anomalia per la
quale un colore risulta visivamente
diverso a seconda della fonte luminosa alla quale viene esposto (fig. 2).
Può costituire un grave inconveniente in quanto un prodotto studiato e
visionato in laboratorio può essere
molto diverso in smalteria o in scelta,
o addirittura in sala mostra o presso
il cliente.
Il metamerismo si può scoprire a priori esaminando il tracciato della curva di riflettanza rilevata dallo spettrofotometro ed è anche espresso
da un parametro numerico, oppure,
visivamente, utilizzando gli appositi
box con illuminazione variabile di ColourService.
FIG. 2 - Esempio di effetto metamerico: al variare
dell’illuminante alcune tonalità presentano un viraggio
diverso rispetto ad altre.
FIG. 1 - Il workflow ideale secondo
Colour Service
FIG. 5 - Cabina monoluce per controllo produzione per reparto scelta
o laboratorio
È fondamentale, ad esempio, disporre di un luogo dove sia possibile valutare il risultato cromatico di una
piastrella o di altro oggetto decorato
senza interferenze ambientali particolari che possano falsare l’impressione visiva del risultato.
Colouroom 20 è uno dei modelli di
stazioni a luminosità controllata per
FIG. 3 e 4 - Cabina multiluce Colouroom 20 vista dall’interno: si può notare il confronto immediato e semplice tra prodotti
di diverse tonalità, realizzati su diversi materiali
www.colourservice.net
l’osservazione e la comparazione di
modelli e decori (fig. 3). È un box di dimensioni contenute, corredato da diversi tipi di fonti luminose (compreso
lo standard europeo) che consentono di giudicare il risultato cromatico
della ricerca in modo assolutamente
univoco e di scoprire immediatamente se ci sia un difetto di metamerismo da rimediare (fig. 4).
Anche il reparto scelta di una ceramica ha l’esigenza di fare confronti
fra prototipi e produzione o fra standard e produzione, o ancora decidere
cambiamenti di tono dubbi.
In ogni caso è di grande aiuto disporre di una lavagna o di un piano (tipo
Colouroom 10) con fonti di illuminazione standard che dia la possibilità
di decidere, senza influenze esterne,
che cosa fare (fig. 5).
LA SCOMPOSIZIONE DELL’IMMAGINE
FIG. 6 - Protojet 700, la stampante a
freddo fornita da Euromeccanica
ColourService ha poi
risolto all’origine il
problema della scomposizione dell’immagine da riprodurre su
piastrella in vari livelli, in modo quasi automatico, semplificando
anche questa delicata
operazione attraverso il suo scanner in
grado di dare la curva
spettrale di ciascun
FIG. 7 - Lo scanner iperspettrale Twinvision
pixel che forma l’immagine da riprodurre.
Un software dedicato consente di dividere l’immagine negli
“n” strati necessari
e sufficienti affinché
questa possa poi essere ricomposta con
“n” applicazioni di inchiostri di colore appropriato.
L’interfacciamento
con il software di Iride In Design consente di scegliere i colori necessari
dalla tavolozza del gamut disponibile;
al software sarà associata la ricetta degli inchiostri corrispondenti per
realizzare la piastrella prototipo o
per sistemi di decorazione a contatto o per sistemi di decorazione senza contatto. Il software di Iride In Design può inoltre essere interfacciato
al plotter o alla stampante inkjet già
in funzione presso l’azienda ceramica cliente, oppure alla stampante a
freddo fornita da Euromeccanica, e in
ogni caso permette una prototipazione rapida e fedele al ciclo di produzione successivo (fig. 6).
Il problema della riproduzione fedele del colore nella stampa assilla costantemente tutti quelli che hanno
come compito quello di riprodurre un
originale nel modo più esatto e ripetibile possibile nella produzione ceramica.
Nel caso delle piastrelle, questo è
ancora più complesso per il fatto che
l’oggetto da riprodurre/decorare viene cotto in forno a temperature che
variano dai 900° ai 1200°, mettendo
quindi in gioco fenomeni chimici poco
prevedibili e governabili.
Le soluzioni progettate da ColourService nascono specificatamente per la
ceramica e non rappresentano quindi una trasposizione di metodi e apparecchiature nati per altri mercati (carta o tessile), ma sono frutto
di anni di collaborazione con Università e partner leadear nel settore della visione.
DATI TECNICI TWINVISION (fig. 7)
• Max scan area: mm 700 x 700
• Max spessore: 50 mm
• Max. dimensione dell’oggetto:
750 x 750x 50 mm
• Max. velocità di scansione: 80
mm/sec
• Max risoluzione di scansione: µm
7,4 x 7,4
• Range spettrale: 400 – 700 nm
• Dimensioni dell’ unità: 1850 x
1240 x 1200 (l x l x h) mm
INFORMATION TECHNOLOGY
12
Una delle sfide più importanti
dell’Information
Technology
di
ColourService è quella di coniugare le
esigenze di business dell’azienda con
la propria infrastruttura produttiva
(fig. 8). Le infrastrutture e i sistemi
devono quindi essere al servizio di
processi di business che richiedono:
• continuità e disponibilità nel tempo
• agilità e flessibilità per adattarsi
ai cambiamenti
• time-to-market sempre più veloce.
Di contro, la complessità di
distribuzione ed accesso ai dati,
insieme all’efficienza dei costi di
produzione, mettono sotto pressione
il budget IT aziendale, chiedendo un
ritorno dell’investimento sempre più
rapido, certo e sicuro.
Con questa consapevolezza, le
soluzioni e i servizi sviluppati dai
professionisti
di
ColourService
consentono al produttore ceramico
di introdurre soluzioni complesse,
integrate
nel
proprio
sistema
produttivo. Dal semplice rinnovo
del proprio parco desktop, alle
architetture di “private cloud” più
complesse, ColourService affianca le
aziende con gradi di delega sempre
più crescenti, che arrivano fino ad
assumere la gestione di parte o
dell’intera infrastruttura ICT.
CONCLUSIONI
Le soluzioni e i progetti di ColourService vanno nella direzione di rendere sempre più affidabile il processo
produttivo per meglio raggiungere
i principali obiettivi aziendali come
il controllo dei costi e della qualità
produttiva del prodotto finito e contribuisce all’ottenimento di un prodotto ecocompatibile, ovvero una filosofia costruttiva a basso impatto
ambientale. L’impegno più gravoso e
pressante che ColourService intende
assumere per il futuro è per il servizio pre e post vendita che prevede
non solo l’affiancamento dei tecnici in
fase di studi preliminari o la risposta
pronta alle chiamate del cliente, ma
soprattutto la realizzazione di progetti costruiti su misura per le esigenze di ogni singola azienda.
FIG. 8 - L’installazione di monitor calibrati in un laboratorio
di ricerca grafica ha semplificato la ricerca riducendo i
tempi della stessa
FIG. 9 - Schematizzazione della gestione di progetti in entrata provenienti da differenti device, prodotti secondo la metodologia Colour Service
I SERVIZI DI COLOURSERVICE
ColourService mira ad essere il punto di
riferimento per le aziende ceramiche che
hanno intrapreso la strada della stampa
digitale, sia come semplice fornitore di
tecnologia che come partner nella fornitura
di servizi, tra cui:
•
•
Commercializzazione di scanner
spettrali con relativo software di
elaborazione e ripping proprietario
Acquisizione e preparazione dei file
conto terzi secondo le specifiche
produttive del singolo cliente
•
Affiancamento nell’ industrializzazione
del prodotto
•
Creazione di prototipazione ceramica
per fiere, presentazioni e meeting
commerciali
•
Consulenza e vendita su
apparecchiature informatiche
per il laboratorio digitale
(acquisizione, hardware di
gestione/elaborazione e stampa)
•
Consulenza e vendita di sistemi di
illuminazione a luce controllata per
showroom, laboratori e aree controllo
qualità
•
Calibrazione strumenti di lettura colore
(spettrofotometri)
•
Corsi e formazione su software ed
hardware.
Strumenti di visualizzazione,
controllo, profilazione e
gestione del colore
di Marco Sichi
Dal
1996
Euromeccanica
è
specializzata nelle tecnologie di
decorazione per il settore ceramico.
Fino all’avvento della decorazione
digitale, si è occupata di sistemi
di
decorazione
“tradizionale”
con retini piani e rulli siliconici,
proponendo sistemi di macinazione
e preparazione delle paste, sistemi
di dosatura e software, e applicativi
per la formulazione ceramica delle
paste serigrafiche.
Negli ultimi anni è poi entrata
nel segmento delle tecnologie di
decorazione digitale, fornendo alle
aziende ceramiche i software di
prototipazione che consentono di
verificare l’aspetto grafico della
piastrella senza i costi di impianto
per produrla.
Grande attenzione è stata rivolta
alla ricerca di soluzioni idonee nel
campo della colorimetria e della
gestione del colore ceramico, con
l’obiettivo di individuare quelle
soluzioni innovative che potessero
migliorare i sistemi esistenti,
addirittura semplificandoli laddove
possibile.
PERIFERICHE DI VISUALIZZAZIONE E CONTROLLO
FIG. 1 - Monitor
FIG. 2 - Monitor e sonda
La visione del colore corretto è da
sempre di fondamentale importanza
nel colour management. Se l’utente
non ha una rappresentazione corretta dei colori il risultato delle sue
elaborazioni e stampe saranno da
considerare poco più che tentativi
alla cieca.
Dopo una ricerca approfondita nel
settore, Euromeccanica ha stretto
rapporti di collaborazione e commercializzazione con la giapponese Eizo,
uno dei produttori di monitor specifici
per il colour graphic (foto 1 e 2).
Per visualizzare il colore corretto,
oltre ad un buon monitor è indispensabile che questo venga calibrato periodicamente per ottenere un profilo
che tenga conto delle caratteristiche
colorimetriche del monitor stesso e
dell’illuminazione dell’ambiente in cui
è installato.
Da sempre Euromeccanica è partner
di X-Rite, leader nella strumentazione per la misurazione e la gestione
del colore, collaborazione iniziata
con gli strumenti spettrofotometrici a sfera per il controllo qualità e la
formulazione del colore e proseguita
attraverso i sistemi di calibrazione
e visualizzazione. Euromeccanica è
distributore autorizzato di questa
strumentazione oltre ad essere certificato come training center e centro tarature strumenti.
Nel campo della visualizzazione, oltre
alla visualizzazione corretta dell’immagine a monitor è indispensabile anche la visualizzazione corretta in fase
di controllo sul pezzo finito. Non è più
possibile pensare che qualsiasi luce,
14 . I quaderni di Acimac - Edizione 2011 o una fonte di illuminazione empirica
(come quella di una finestra)
possano essere idonee per
confrontare o scegliere prodotti o tinte colore: oggi è
infatti indispensabile avere la
certezza del tipo di illuminazione scelto e del fatto che
si possa utilizzare per tutto
il ciclo di lavoro, in condizioni
ambientali, tematiche o geografiche diverse.
Scegliere il tipo di illuminazione (light source) ed utilizzarlo come riferimento per
tutto il ciclo ceramico (dagli
uffici grafici, alla scelta del
prodotto finito a fine ciclo
produttivo, fino agli showroom) è indispensabile per la
gestione corretta delle informazioni colore (fig. 3 e 4).
Esistono soluzioni, di cui Euromeccanica è distributore
ufficiale, che consentono di
“parlare lo stesso linguaggio” in qualsiasi fase del ciclo
ceramico ci si trovi: dalle cabine luce da tavolo
a quelle da laboratorio,
da quelle per i sistemi di
scelta ed il laboratorio
fino alla realizzazione di
harmony room per sale
mostra.
FIG. 3
FIG. 4
STRUMENTAZIONE PER LA VERIFICA DEI PROBLEMI DI STAMPA
La tecnologia ink-jet per il settore
ceramico è relativamente nuova e
come tale presenta alcuni difetti di
giovinezza che portano a problemi di
stampa.
Come per le problematiche precedenti, la risoluzione di un difetto attra-
verso correzione manuale non è più
concepibile, o quanto meno non è più
necessaria: sul mercato, infatti, esiste la strumentazione adatta a fornire dati certi per la correzione dei
difetti.
Esempio emblematico è il problema
del “bandeggio” che si può riscontrare in talune macchine all’avviamento
o in fase di cambiamento delle testine, risolvibile in maniera certa tramite l’utilizzo di un densimetro abbinabile ad un software per l’indicazione
immediata del dato da correggere.
SOLUZIONI SOFTWARE ED HARDWARE PER LA PROFILAZIONE
La profilazione è parte importantissima nella gestione del colore. Conoscere esattamente il gamut della
stampante e modificare i colori di un
progetto per farlo rendere al meglio in
certe condizioni di lavoro e al variare
delle stesse è indispensabile per evitare di lavorare per tentativi.
Le soluzioni software/hardware (strumento di misura e software) proposte
da Euromeccanica consentono di creare profili per caratterizzare i sistemi
di stampa sia in modalità tradizionale (partendo da colori RGB o
CMYK) sia con i nuovi plug-in multicolor, consentendo la profilazione
con i colori effettivamente presenti sulla stampante (fig 5 e 6).
UNA NUOVA SOLUZIONE COMPLETA
Valutando le esigenze della decorazione digitale ceramica, Euromeccanica
ha creato un nuovo sistema di scansione e gestione del colore specifico
per le stampanti digitali.
Una nuova soluzione che consente
l’acquisizione di grafiche ad alta risoluzione, ma soprattutto, grazie al
software proprietario a cui è abbinata, consente la profilazione di files
grazie all’utilizzo di gamut sviluppati
tramite testcharts create internamente.
È un progetto sviluppato principalmente per l’industria ceramica e consente:
• digitalizzazione di progetti realizzati in “tradizionale”;
• creazione di nuovi soggetti partendo da materie prime naturali
o altri materiali (stampe, tessuti,
ecc);
• profilazione di files provenienti da
periferiche di input diverse;
• riprofilazione di files al variare delle
caratteristiche diverse.
E’ una soluzione dedicata alla stampa digitale che permette all’utente di
sfruttare al meglio il gamut di stampa
della periferica stessa, consentendo
un confronto e una scelta rapida tra
tutte le tipologie di stampa possibili
(stampanti diverse, inchiostri diversi,
smalti, cicli di cottura ecc. ecc), in
maniera scientifica ma con un elevata
semplicità d’uso.
I vantaggi principali si sintetizzano in:
• metodo scientifico;
• semplicità;
• possibilità di conoscere immediatamente sia visivamente che statisticamente la percentuale di progetto riproducibile con il sistema
di destinazione;
• possibilità di un confronto immediato tra due diversi sistemi;
• possibilità di mantenere sotto
controllo il processo di stampa.
I componenti
I componenti principali del sistema
sono tre: lo scanner iperspettrale, il
FIG. 5
software di scansione ed il software
di elaborazione colori.
Lo scanner
Lo scanner iperspettrale (fig. 7) è il
frutto di una collaborazione con l’Università di Parma, realtà di eccellenza
nel settore della ricerca sul colore;
fonte ispiratrice di questa macchina
è stata una ricerca volta ad ottenere
informazioni colore precise nel settore del restauro di opere d’arte.
Lo scanner consente di acquisire l’informazione grafica e spettrale (nello
spettro dei colori visibili dai 400 ai
700 nm) su un’area di 700x700 mm
con tre tipi di risoluzione: low (160
dpi), med (320 dpi) e high (630 dpi). E’
composto da uno spettrofotometro di
trasmissione accoppiato ad un CCD
che consente acquisizioni ad altissima
risoluzione.
L’illuminazione del soggetto da acquisire (fig. 8) è ottenuta tramite lampade alogene illuminanti un cilindro a
sfera (illuminazione D/0°): questa tipo-
FIG. 6
www.euromeccanica.com
logia di illuminazione è stata scelta in quanto
utilizzata da sempre in tutti gli strumenti di
lettura del colore nel settore ceramico (spettrofotometro a sfera SP62), oltre che per il
fatto che è la migliore nell’evitare riflessi o
dispersione della luce nel caso di scansioni di
superfici lucide o strutturate.
Il software di acquisizione
FIG. 7 - Scanner iperspettrale
Lo scanner iperspettrale è abbinato ad un
software di acquisizione che consente:
• controllo dei parametri di scansione;
• calibrazione di bianco e buio;
• scelta del tipo di risoluzione;
• elaborazione e salvataggio dei dati;
• unione di più “fette” scansionate per realizzare ampie superfici.
Il software di elaborazione colori
FIG. 8 - Funzionamento dello scanner iperspettrale
FIG. 9/10 - Software di elaborazione colori: Fase 1
16
Terzo componente, vero cuore del sistema, è
il software di elaborazione colori, responsabile di tutte le seguenti funzioni:
• generazione e stampa delle pagine di
calibrazione;
• creazione del gamut delle stampanti di
destinazione;
• importazione del file, spettrale o grafico;
• verifica visiva e statistica del fuori gamut;
• confronto tra due gamut, visivo e statistico con possibilità di creare palette
colore per i colori comuni o diversi tra i
due insiemi;
• modifica dei colori del file acquisito;
• stampa dei files secondo le specifiche
richieste.
Funzionamento del software di elaborazione colori
Il processo si divide in due fasi, che possono essere viste anche come due applicativi
separati.
La parte riguardante la scansione di oggetti
ad alta risoluzione può essere un pacchetto singolo, cosi come l’utilizzo di scanner
e software per la profilazione (per l’utente
interessato solamente a questa specifica
funzione è stato creato un piccolo scanner
ad hoc).
FASE 1
La Fase 1 comprende la raccolta dei dati
sul sistema di stampa, la generazione delle testcharts e, dopo stampa e cottura, la
lettura delle stesse allo scopo di creare un
gamut contenente l’insieme dei colori riproducibili (figg. 9 e 10).
FASE 2
Nella Fase 2 si procede all’acquisizione del
soggetto originale oppure al caricamento
dell’immagine tramite un file tiff lab proveniente da periferiche diverse; si sceglie anche la stampante di destinazione.
Sarà immediatamente possibile avere una
rappresentazione grafica dei due gamut
FIG. 11/12/13 - Software di elaborazione colori: Fase 2
FIG. 14 - Software di elaborazione colori: Fase 2
(stampante ed oggetto) ed una rappresentazione visiva/statistica dei colori non riproducibili (figg. 11 e 12).
A questo punto, utilizzando la tecnologia degli intenti colorimetrici, si può
andare a “modificare” il file in modo da
riprodurre la maggior quantità possibile di colore. Il software propone
automaticamente l’intento reputato
migliore per il tipo di oggetto selezio-
nato (figg. 13 e 14).
Quando il risultato verrà reputato
corretto, sarà possibile inviarlo direttamente alla stampante o salvarlo in una cartella di scambio. Il file è
già pronto per il caricamento in macchina; risoluzione formato del file ed
eventuali separazioni dei piani sono
opzioni personalizzabili dal cliente in
fase di creazione della stampante.
NOTE
FIG. 15 - Esempio di laboratorio grafico ceramico
Decorazione digitale:
innovazione di prodotto o
innovazione di processo?
Rinnovare il modello di business
di Davide Corradini
Negli ultimi due anni l’adozione della stampa digitale, come ultima - e
forse unica - innovazione tecnologica all’interno dell’industria ceramica
italiana, ha avuto la sua definitiva affermazione. Si stima in 120 il numero
di macchine per stampa digitale oggi
presenti in Italia, numero destinato a
superare le 300 unità - sempre secondo stime - entro la fine dell’anno
in corso. Questa realtà impone all’industria ceramica italiana - in particolare ai diversi attori del distretto
di Modena e Sassuolo - un’attenta
analisi su quali debbano essere le
linee strategiche che guideranno lo
sviluppo di questa nuova tecnica decorativa, trattandosi di un’innovazione di processo che interessa tutti
gli attori della filiera, dai produttori
ai fornitori di impianti, materiali, software, progettazione. Per condurre
questa analisi occorre avere un quadro chiaro e ben definito dell’attuale
contesto produttivo italiano, in particolare analizzando le forze competitive in gioco al fine di individuare
le linee strategiche che le imprese
produttrici dovranno perseguire per
difendere la propria competitività.
IL CONTESTO PRODUTTIVO ITALIANO
FIG. 1 - Andamento della produzione di piastrelle in Italia dal 1994 al 2009
(fonte: Confindustria Ceramica - 2010)
I risultati economici degli ultimi anni
- 2008, 2009 - hanno evidenziato il
trend decrescente dei volumi produttivi e di vendita che contraddistinguono il settore delle piastrelle in
ceramica (Fig. 1).
Questa tendenza segna inequivocabilmente l’ingresso del settore in una
nuova fase del suo ciclo di vita.
Tale fase è caratterizzata dalle seguenti peculiarità:
• Decremento della domanda di
mercato
• Aumento della concorrenza portata da prodotti provenienti da altri
settori (legno, vetro,…)
• Ricerca di massima efficienza
produttiva
• Delocalizzazione produttiva verso
paesi con inferiori costi dei fattori
produttivi
• Chiusura/Riconversione degli impianti di produzione.
Questi sono i tipici tratti caratterizzanti una fase di declino, o di maturità molto avanzata.
Per poter difendere la propria competitività, le aziende sono chiamate a
perseguire una serie di obiettivi strategici, diversi per le varie fasi della
catena del valore, che possono essere suddivisi in funzione dello schema
porteriano della differenziazione o
della leadership di costo.
Di seguito viene rappresentato uno
schema di riepilogo di queste linee
strategiche:
TAB. 1 - STRATEGIE COMPETITIVE IN UN MERCATO MATURO
Fasi della catena di valore
Strategie di Differenziazione
• Delocalizzazione
• Rapporto con i fornitori
Input di processo
18
Strategie di Riduzione Costi
Produzione
• Differenziazione qualitativa
• Innovazione di prodotto
• Economie di scala
• Esternalizzazione
• Economie di varietà
• Innovazione di processo
Distribuzione e vendita
• Servizi ai clienti
• Integrazione a valle
Trasversale
• Comunicazione
• Diversificazione geografica
• Presenza sul mercato/Reputazione
• Gestione risorse umane
Quale può essere il ruolo della stampa digitale per supportare le imprese nel perseguimento dei suddetto
obiettivi?
Concentrandosi sulla parte produttiva, si può senz’altro affermare che
la tecnologia digitale costituisce una
innovazione di processo, funzionale al
perseguimento di obiettivi di riduzione di costo. Infatti, la stampa a getto d’inchiostro consente una serie di
vantaggi sotto questo aspetto, che
vanno dalla possibilità di diminuire il
numero di toni in produzione, alla ridotta complessità gestionale dei materiali per serigrafia, alla riduzione dei
tempi di sviluppo prodotto.
Un altro importante obiettivo strategico, che la stampa digitale è in
grado di stimolare, è lo sviluppo di
sinergie produttore-fornitori, sempre in un’ottica di riduzione dei costi di processo. La stampa a getto
d’inchiostro impone infatti una for-
te standardizzazione del processo
produttivo e dei materiali utilizzati,
o quantomeno questa è la tendenza
che ha caratterizzato e continua a
caratterizzare l’introduzione di questa nuova tecnologia decorativa. Di
conseguenza, si rende necessario un
rafforzamento dell’interazione tra il
produttore ceramico e i fornitori di
materiali, macchinari e servizi grafici
per far sì che i diversi componenti di
processo siano fra loro armonizzati e
concorrano alla riduzione complessiva dei costi di produzione.
Tuttavia, oltre alla riduzione di costo, vi sono le linee strategiche votate alla differenziazione di prodotto.
Sotto questo aspetto, la stampa a
getto d’inchiostro costituisce uno
strumento eccezionale per la realizzazione di proposte estetiche innovative.
Basti pensare all’elevata variabilità di grafiche realizzabili per singo-
lo prodotto, fino alla possibilità di
stampare senza contatto, abbinando
allo stesso tempo colore, grafica e
struttura secondo combinazioni fino
a poco tempo fa inimmaginabili.
Volendo riassumere in tre parole
chiave gli obiettivi da perseguire grazie all’introduzione della stampa digitale, esse sono:
• Efficienza
• Innovazione
• Competitività.
ANALISI SWOT DELLA TECNOLOGIA DIGITALE
Analizzando più da vicino la nuova
tecnologia che ci troviamo davanti,
secondo lo schema SWOT (Strength,
Weaknesses, Opportunities, Threats), è possibile da un lato evidenziare i punti di forza e le opportunità che
essa mette a disposizione, dall’altro
far emergere le debolezze e le minacce che si presentano e che vanno
accuratamente evitate per non trasformare il grande potenziale dell’inkjet in un motore di accelerazione del
processo di declino del distretto ceramico.
Di seguito si riporta un riepilogo
dell’analisi, in cui per brevità sono
elencati solo alcuni dei contenuti della matrice SWOT.
TAB. 2 - ANALISI SWOT DELLA TECNOLOGIA DIGITALE IN CERAMICA
Strength - Punti di forza
Weaknesses - Punti di debolezza
• Nuove potenzialità decorative
• Riduzione dei tempi di industrializzazione
• Riduzione dei costi di stoccaggio di materiali per decorazione
• Potenzialità cromatiche limitate
• Assenza di contenuto “materico”
• Introduzione di nuove problematiche operative
Opportunities - Opportunità
• Innovazione di prodotto
• Personalizzazione dei lotti di produzione
• Miglioramento del rapporto qualità/prezzo
Tralasciando la parte sinistra della
matrice, sulla quale già molto è stato
scritto ed è stato detto, diventa certamente più interessante analizzare
la parte destra, partendo dai punti di
debolezza.
Riguardo alle limitate potenzialità
cromatiche, se è vero che la stampa
digitale, supportata da un adeguato
sistema di gestione digitale del colore, permette di realizzare un’estesa
gamma di tonalità a partire da un limitato numero di inchiostri, è altrettanto vero che la gamma di colori
realizzabili (il GAMUT) non è infinita.
Inoltre, il GAMUT è limitato da una
serie di parametri che non riguardano soltanto i colori degli inchiostri,
ma anche gli smalti di fondo e le coperture, i cicli di cottura, il colore del
supporto, la macchina di stampa e il
sistema di profilazione e di gestione
Threats - Minacce
• Standardizzazione del prodotto finito
• Rischio di progettazione “ink-jet driven”, anziché “ink-jet added”
• Passaggio da un design ceramico a favore di un design grafico
del colore utilizzato. Di conseguenza,
il perseguimento della massima ampiezza del GAMUT richiede una standardizzazione elevata di tutte queste
variabili, a scapito della flessibilità
di processo. Viceversa, la ricerca di
una maggiore flessibilità comporta
complicazioni operative e gestionali,
come nel caso delle richieste di colori
personalizzati per soddisfare le esigenze di ogni singolo cliente, moltiplicando il numero di codici a magazzino
e il numero di profili colore da gestire.
Un secondo punto di debolezza riguarda l’assenza di “contenuto materico”. La stampa digitale, al contrario della serigrafia, non è in grado
di apportare materia sulla piastrella,
ma solo colore e grafica. Dunque, con
la sola stampa digitale viene a mancare uno dei contenuti essenziali del
prodotto ceramico, che non è soltan-
to un prodotto da guardare, ma anche e soprattutto da toccare.
Infine, non va dimenticato che la
stampa digitale introduce nuove problematiche operative, dal momento
che impone l’acquisizione di nuove
competenze e di nuovi strumenti,
come ad esempio quelli relativi alla
gestione digitale del colore. È vero
che la stampa digitale consente di
avere una maggiore uniformità dei
toni in produzione, ma è altrettanto
vero, come ricordato poc’anzi, che
sono tante le variabili di processo in
grado di influenzare il prodotto finito.
Parlando di minacce, inoltre, occorre
sottolineare alcuni punti importanti.
Dietro alla standardizzazione di processo, si nasconde l’insidia della
standardizzazione di prodotto. Il percorso è molto semplice: nel tentativo
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diversificazione, risulterebbe una minaccia più che un’opportunità, perché rafforzerebbe la competitività
dei paesi emergenti, a basso costo
dei fattori produttivi, in grado di replicare con relativa facilità i prodotti
made in Italy.
di stabilizzare le variabili di processo, per ottenere i suddetti benefici
di costo, le imprese razionalizzano i
materiali utilizzati per la decorazione, uniformano i cicli di cottura, con
il risultato però di realizzare prodotti
dalla ridotta complessità tecnologica, ossia, il cui “reverse engineering” appare semplice e immediato.
In sostanza, a differenziare i prodotti, dal lato estetico, rischia di rimanere solo il contenuto grafico, che è
sostanzialmente frutto del processo
di gestione digitale delle immagini
stampate.
In un simile scenario, è evidente che
l’innovazione di prodotto, ossia la
Come naturale conseguenza del tentativo esasperato di adattare il processo ceramico all’introduzione della
stampa digitale, un’altra pericolosa
minaccia è quella di un passaggio da
una progettazione di prodotto inkjet “added” ad una ink-jet “driven”.
Al di là dei neologismi, il pericolo è
proprio quello di assoggettare all’u-
so della stampa digitale tutte le attività aziendali, dalla progettazione
alla vendita. Il processo produttivo
deve avvalersi della stampa a getto
d’inchiostro, non esserne vincolato.
La progettazione estetica di prodotto ha a disposizione un nuovo strumento, non un solo strumento.
Così pure dal lato della vendita, occorre ricordare che una piastrella
realizzata con l’ausilio della stampa
digitale non diventa un nuovo prodotto, resta sempre una piastrella.
L’innovazione, è bene rammentarlo, è
di processo, e, riguardo al prodotto,
può esserci solo innovazione estetica.
BISOGNI EMERGENTI
Elencati i punti di forza, di debolezza,
le opportunità e le minacce, è evidente che per le aziende ceramiche nascano dei bisogni.
Questi bisogni derivano dalla necessità di coniugare punti di forza e opportunità, e parimenti evitare che, attraverso le debolezze, si manifestino
le minacce che abbiamo elencato.
È opportuno analizzare questi bisogni
alla luce delle tre parole chiave identificate in precedenza, a proposito delle strategie competitive: innovazione,
efficienza, competitività.
Posto che la stampa digitale è di per
sé un’innovazione di processo, per innovare l’estetica di prodotto le aziende hanno bisogno di creare soluzioni
di colore e di superficie mai realizzate
finora, badando però all’integrazione
della stampa digitale con le tecniche
decorative “tradizionali”.
Riguardo all’efficienza, le aziende mostrano l’esigenza di realizzare con la
stampa digitale prodotti già in gamma, per tentare di ridurne i costi
produttivi, ma hanno altresì bisogno
di risolvere rapidamente le nuove problematiche gestionali che la stampa
digitale, come detto, implica.
Riguardo alla competitività, un fattore decisivo per competere su scala
globale grazie ad un sapiente utilizzo del getto d’inchiostro è ridurre i
tempi di messa a punto di prodotto,
anticipando la concorrenza grazie ad
un’immissione rapida di nuove serie
sul mercato.
Naturalmente queste nuove proposte estetiche devono risultare complesse nella realizzazione e difficili da
imitare.
Riassumendo, le imprese necessitano di un sistema prodotto/servizio
caratterizzato da:
• Qualità, a supporto dell’innovazione
• Affidabilità, per cogliere i benefici
dell’efficienza di costo garantita
dal getto d’inchiostro
• Competenza, ossia la capacità
progettuale necessaria per conseguire un vantaggio competitivo
attraverso il digitale.
LA PROPOSTA DEL COLORIFICIO
L’offerta di un colorificio, che si candidi a divenire partner di riferimento
delle imprese ceramiche di fronte alla
sfida della stampa digitale, deve essere quindi caratterizzata da qualità,
affidabilità e competenza, sia nel prodotto che nel servizio.
La qualità dell’offerta si riflette dal
lato del prodotto nella messa a punto
di nuovi sistemi organico/inorganici,
20
che richiedono un processo produttivo complesso e ingenti costi di ricerca e sviluppo, dal momento che
un inchiostro non è una semplice
miscela di un pigmento tradizionale
stramacinato e qualche additivo organico. Come ormai è noto, gli inchiostri sono sistemi fisici assai delicati
e complessi, per la cui messa a punto
sono necessari diversi mesi, a cui se-
guono i vari percorsi di omologazione
presso i diversi costruttori di macchine. L’ottimizzazione deve tenere
conto di tanti vincoli, sia quantitativi
che qualitativi, che vanno dai parametri chimico fisici all’equilibrio cromatico, dall’ampiezza del GAMUT alla
durabilità, senza dimenticare il tema
dell’eco-compatibilità.
Sotto il profilo del servizio, invece, la
qualità dell’offerta passa attraverso
l’acquisizione, da parte del colorificio,
di nuove competenze nel campo del
colour management. È importante
sottolineare che non si tratta di un
processo immediato, sia perché la
colorimetria è una scienza complessa, sia perché sistemi di gestione
digitale del colore per ceramica sono
nati o stanno nascendo in questo periodo, e sono in continua evoluzione.
Parlando di affidabilità, essa si manifesta, dal lato del prodotto, nella
perfetta compatibilità chimico-fisica
degli inchiostri con gli apparati di
stampa, traducendosi in ridotti rischi
di guasto. Un servizio affidabile, invece, si caratterizza per un’assistenza tecnica riqualificata alla luce delle nuove competenze richieste dalla
tecnologia digitale.
La competenza, ossia la capacità
progettuale di un colorificio si manifesta in inchiostri che si integrino perfettamente con i materiali ceramici
tradizionali, consentendone un’ampia
versatilità di utilizzo nella realizzazione di diverse tipologie di superfici.
Questo know-how passa attraverso
una continua ricerca interna sulla combinazione degli inchiostri con
smalti, graniglie, serigrafie, e così
via. Infine, un servizio è caratterizzato da capacità progettuale se sa integrare le nuove competenze digitali
con il background ceramico, per assistere il cliente dalla progettazione
del prodotto finito fino alla sua industrializzazione.
CINKS: L’OFFERTA DI COLOROBBIA
Ad oggi, l’offerta di Colorobbia per la
stampa digitale si articola nel sistema di prodotto e servizio identificato
dal marchio CINKS.
I prodotti che costituiscono la gamma Cinks sono 8, in particolare:
• Ciano Al-Co (per pavimenti)
• Ciano Si-Co (per rivestimenti)
• Red-Brown
• Brown
• Beige
• Giallo
• Nero
• Rosa
In un’ottica di miglioramento continuo, la ricerca e lo sviluppo di questi
inchiostri si basa su 4 pilastri fondamentali che sono:
• la ricerca della massima ampiezza di GAMUT
• la massima flessibilità d’impiego
degli inchiostri, idonei per tutte
le tipologie produttive
• la stabilità nel tempo, di 6 mesi
dal momento della fabbricazione,
garantita dal perfetto equilibrio
della miscela organico/inorganica
• la sicurezza ambientale: il
rispetto della salute dell’uomo
e dell’ambiente è di fondamentale importanza per Colorobbia.
I prodotti CINKS non riportano
né etichettature di rischio, né
richiedono etichettature
ADR/IMDG/ICAO ai fini del trasporto.
Il servizio offerto da Colorobbia è
configurato all’interno di un sistema di customer relationship management. A partire dalle richieste del
cliente, il sistema di gestione della
commessa coordina internamente
diversi gruppi di lavoro per fornire
assistenza a 360 gradi, da un lato
sviluppando un rapporto di stretta
cooperazione nella progettazione e
sviluppo dei prodotti finiti, dall’altro
affiancandolo nella gestione dell’industrializzazione, grazie a un team
di assistenza tecnica dedicato alla
stampa digitale che lavora su scala
mondiale in stretta sinergia con la
FIG. 2 - Struttura del servizio CINKS, costruito intorno ai bisogni del cliente
www.colorobbia.com
ricerca e sviluppo, per garantire al
cliente soluzioni ad hoc per le proprie
esigenze.
Tradotta in termini di risorse umane
e strumentali, la struttura di assistenza alla progettazione si compone di una rete di laboratori distribuita su scala mondiale all’interno della
quale lavorano grafici e tecnici ceramici qualificati nella gestione digitale del colore. Un team di 12 tecni-
ci ceramici focalizzati sullo sviluppo
di nuove proposte di prodotto finito
e, per ciò che riguarda gli strumenti, 12 plotter, accompagnati da strumentazione hardware e software per
la prototipazione rapida di prodotti finiti.
Per quanto concerne l’assistenza
in fase di industrializzazione l’azienda ha costituito una task force di
20 tecnici ceramici dedicata all’assi-
stenza post vendita nel settore digitale, che può essere garantita su
scala mondiale dalla capillare presenza territoriale di Colorobbia, grazie a
14 filiali in tutto il mondo.
Questi numeri danno l’idea dell’investimento crescente che Colorobbia
sta effettuando per essere un partner di riferimento per i propri clienti in tutto il mondo nell’adozione della
stampa digitale.
FIG. 3 - Le risorse investite da Colorobbia per il servizio CINKS
CONCLUSIONI
22
Al termine dell’analisi dell’attuale panorama competitivo e di come
la stampa digitale si inserisca all’interno di questo contesto, si possono
trarre alcune importanti conclusioni.
Le imprese ceramiche italiane, duramente colpite dalla crisi del 2009
e pressate dalla forte competizione
internazionale, stanno ricercando il
proprio vantaggio competitivo attraverso azioni di riduzione dei costi industriali e innovazione (estetica) di
prodotto.La tecnologia ink-jet costituisce un’innovazione di processo in
grado di supportare il perseguimento
di tali obiettivi.
Tuttavia, accanto alle proprie opportunità e punti di forza, il getto d’inchiostro presenta anche una serie di
punti di debolezza e di minacce.
È dunque indispensabile un approccio
sistemico per l’introduzione di questa tecnologia, per evitare di enfatizzarne i potenziali rischi.
Un approccio sistemico presuppone una rafforzamento della relazione
produttore-fornitori, che devono collaborare alla progettazione congiunta del prodotto finito, puntando alla
massima efficienza produttiva e alla
realizzazione di prodotti inimitabili,
frutto della capacità innovativa tipi-
ca del made in Italy.
In un simile scenario, le caratteristiche che deve possedere un sistema
prodotto/servizio offerto da un colorificio sono qualità, affidabilità e competenza.
Colorobbia, attraverso il marchio
CINKS, garantisce un’offerta di prodotto e servizio di elevato standard
qualitativo, estrema affidabilità e
competenza proprie di un player storico nel mondo ceramico, candidandosi a partner di riferimento per supportare i propri clienti ad affrontare
la sfida dell’introduzione della tecnologia digitale.
NOTE
Gli inchiostri
pigmentali ceramici
di Daniele Verucchi e Maurizio Cavedoni
Il sentiero è ormai tracciato, nei
prossimi anni diventerà strada e molto probabilmente autostrada a più
corsie. La decorazione digitale, che
piaccia o no, è una realtà ceramica
che va compresa e utilizzata in tutti i
suoi aspetti.
I vantaggi sono ormai chiari e comunque superano largamente alcuni dubbi sulla gestione logistica dei prodotti
ed il limitato gamut cromatico.
•
•
•
•
ni, se non addirittura di pezzi singoli;
La riduzione dei tempi e dei costi di
progettazione dei modelli;
La riduzione delle scorte di magazzino dei prodotti di consumo e decorativi in genere;
La stampa su superfici strutturate
e su tutti i bordi del supporto;
L’eliminazione di tutte le rotture o
difetti estetici da decorazione a
contatto;
L’elevata “casualità” della grafica
ad alta definizione (Figura 1).
L’introduzione della decorazione digitale ha portato i seguenti vantaggi:
•
• La realizzazione di piccole produzio-
Tutti questi vantaggi fanno della tec-
nologia inkjet una vera innovazione.
È quindi naturale che INCO Industria
Colori abbia inserito nella propria
gamma di prodotti la nuova serie di
performanti inchiostri pigmentali.
Questo è stato possibile grazie alla
profonda conoscenza della materia,
mirati investimenti in ricerca, elevata
collaborazione con impiantisti ed alta
considerazione delle esigenze del
cliente.
Tuttavia, tutto ciò non avrebbe senso
se l’esperienza accumulata negli anni
non venisse condivisa con clienti ed
impiantisti aumentando la conoscenza sull’argomento.
Fig. 1
Flat silk-print: 127 DPI and just one face
Roto-print: 127/254 DPI and maximum three faces
Inkjet-print: 360 DPI several faces
COMPOSIZIONE DELL’INCHIOSTRO
Fig. 2 - composizione degli inchiostri
pigmentali ceramici
24
Un inchiostro pigmentale ceramico
è costituito da una fase solida (2045%) e da una fase liquida non acquosa perfettamente omogeneizzate tra
loro. La parte solida, che è composta
principalmente da pigmenti inorganici
appositamente studiati (zirconi, spinelli ecc…), ha la funzione di conferire la colorazione richiesta. La parte
liquida, che è composta da sostanze
polari, apolari, stabilizzanti, disperdenti ha la funzione di conferire all’inchiostro le caratteristiche di stabilità nel tempo contro la flocculazione e
la sedimentazione e determina le proprietà chimico fisiche (viscosità, tensione superficiale, conduttività) che
influenzano la formazione della goccia durante la stampa: infatti dimensione, velocità e stabilità della goccia
ad una determinata frequenza dipendono da queste proprietà (Figura 2).
Esistono due approcci nella sintesi di
nanoparticelle: il processo bottomup e il processo top-down.
Il processo bottom-up è un vero e
proprio processo di sintesi chimica
che prevede, attraverso differenti
tecniche (cooprecipitazione, processo sol-gel, processo idrotermale a
microonde ecc…) di formare/costruire nanoparticelle partendo dal basso,
atomo per atomo molecola per molecola e così via. Il processo top-down
invece prevede la preparazione di nanoparticelle attraverso la riduzione di
dimensione di particelle a più elevata granulometria attraverso differenti tecniche una delle quali è la macinazione ad alta energia con mulini
a microsfere. Questa è la tecnologia
che più comunemente viene utilizzata
nella produzione degli inchiostri ceramici in quanto il processo bottom-up
risulta essere particolarmente costoso per il settore ceramico e viene
prevalentemente utilizzato per sintetizzare nanoparticelle per coating e
elettronica (Figura 3).
IL PROCESSO TOP-DOWN
Vediamo nel dettaglio in che cosa
consiste il processo “top down” di
macinazione ad alta energia.
In questo processo, la miscela omogenea di fase liquida e pigmento viene fatta ricircolare attraverso una
camera di macinazione riempita al
80-90% di microsfere di ossido di
zirconio stabilizzato yttrio della dimensione di 0.20 , 0.8 mm.
All’interno della camera di macinazione un particolare rotore conferisce
alle microsfere una elevatissima velocità periferica che si trasforma in
energia trasmessa alla macinazione.
Il continuo passaggio dell’inchiostro
attraverso la camera di macinazione porta all’ottenimento della distribuzione granulometrica submicronica
voluta (Figura 4).
Tale processo porta a cristalli con
granulometrie molto piccole (0,2µm)
rispetto a quelle relative al pigmento
di inizio processo (3-5µm) (Figura 5).
Solo ossidi appositamente sviluppati per resistere ad una macinazione
così spinta possono mantenere una
elevata resa cromatica e stabilità nei
confronti della aggressione chimica
degli smalti e del ciclo di cottura.
Gli inchiostri preparati mediante questo processo di sintesi sono soggetti a fenomeni di instabilità propri delle
dispersioni submicroniche solido-solvente.
Tale instabilità spesso è causata da
due processi fisici combinati:
1. L’aumento della granulometria
(aggregati) dovuto a fenomeni di
flocculazione;
2. Lo spostamento di particelle
all’interno dei campioni, causa di
creaming o sedimentazione.
Queste destabilizzazioni possono
avere un grosso impatto sulla qualità
del prodotto finito, creando indesiderati fenomeni di “gradienti di concentrazione” e quindi di resa cromatica
e occlusione irreversibile degli ugelli di stampa.
Mantenere in sospensione la parte
Fig. 5 - confronto tra la distribuzione granulometrica di un pigmento
tradizionale per la colorazione smalti (Jet mill) e quella di un
inchiostro (High Speed)
pigmentale di un inchiostro in svariate condizioni di stoccaggio e utilizzo è quindi la sfida quotidiana dei
formulatori di inchiostri ceramici.
Per fare ciò vengono utilizzati vari
additivi che favoriscono la “bagnabilità” del pigmento e prevengono fenomeni di agglomerazione e sedimentazione (figura 6).
Il monitoraggio delle instabilità eventualmente presenti in un inchiostro
può essere effettuato mediante l’utilizzo di uno strumento chiamato
Turbiscan che ne mette in evidenza l’insorgere in poche ore o giorni
quando una analisi di tipo visivo potrebbe richiedere settimane.
L’utilizzo di tale strumento (in uso
presso i laboratori di ricerca e sviluppo INCO) permette di ottimizzare
le formulazioni in termini del migliore
additivo da utilizzare per aumentare
la stabilità dell’inchiostro, nonché
di effettuare un accurato controllo qualità sui vari lotti di produzione.
Fig. 6 - fenomeni di instabilità delle dispersioni solido/solvente
Fig. 3 - processo top down e
processo bottom-up
Fig. 4 - layout di produzione degli
inchiostri pigmentali ceramici
PRINCIPIO DI MISURAMENTO
Il corpo centrale dello strumento è
una testa di rilevazione che si muove verticalmente lungo una cella cilindrica di vetro con il fondo piatto
contenente l’inchiostro. La testa
contiene una sorgente di luce (vicino infrarosso) pulsata ( =850nm) e
due rilevatori sincronici. Il rilevatore
di trasmissione riceve la luce che attraversa il campione, mentre il rile-
vatore di retrodiffusione (backscattering) riceve la luce “scatterata”
indietro dal campione. La testa analizza il campione in tutta la sua lunghezza (intorno a 65mm), acquisendo
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dati di trasmissione e retrodiffusione ogni 40µm (ciò significa 1625 acquisizioni in trasmissione e retrodiffusione per ogni
scansione - figg. 7 e 8).
Fig. 7 - Turbiscan: retrodiffusione
backscattering
Fig. 8 - Turbiscan: trasmissione
Tale strumento effettua una
scansione a vari tempi programmati e sovrappone tutti i profili in
un grafico al fine di evidenziare le
destabilizzazioni.
Un prodotto stabile mostra un
grafico in cui tutte le acquisizione fatte, al variare del tempo, sono sovrapposte quasi in
una unica curva (Figura 9), mentre un campione instabile mostra una
variazione dei vari profili acquisiti (Figura 10).
In tali grafici in ordinata sono riportati i valori di trasmissione e
retrodiffusione, mentre in ascissa viene riportata l’altezza della
cella contenente il campione.
Le figure successive mostrano
un esempio di analisi turbiscan di
due campioni di inchiostro ad elevata instabilità.
La Figura 11 mostra che i livelli di backscattering aumentano
nella zona relativa al fondo della
cella contenente il campione (zona a sinistra nel grafico) a causa di una concentrazione di particelle
in questa zona della cella (sedimen-
tazione). Tale concentrazione è
identificabile mediante le varie
scansioni già durante le prime
ore di monitoraggio del campione nonostante non si noti su di
esso nessuna variazione attraverso una analisi di tipo visivo.
Se si osserva la parte destra
del grafico (che corrisponde alla zona superiore della cella)
si osserva una diminuzione del
backscattering a causa di un
fenomeno di chiarificazione del
campione in questa zona.
La Figura 12 mostra un classico comportamento di un campione nel quale le particelle hanno la tendenza a flocculare.
Si può notare come i valori
di backscattering diminuiscano progressivamente al variare
del tempo lungo tutta la cella a
causa di fenomeni aggregazione
delle particelle che rendono via
via il campione stesso sempre
più “trasparente” alla sorgente
luminosa.
Mentre il fenomeno di sedimentazione è reversibile, quello di
flocculazione non lo è e quindi
deve essere assolutamente evitato al fine di non causare l’occlusione delle testine di stampa
provocando le indesiderate “rigature” sulle piastrelle stampate.
Fig. 11 - fenomeni di sedimentazione e
chiarificazione
Fig. 12 - fenomeni di flocculazione
Fig. 9
Fig. 10
STABILIZZAZIONE DELLE PARTICELLE CONTRO LA FLOCCULAZIONE
26
Durante la macinazione, a causa
dell’elevata superficie specifica che
si genera e a causa di cariche che si
formano sulla superficie delle singole particelle, esse hanno la tendenza
a riaggregarsi formando degli agglo-
merati (si parla di flocculazione). Per
questo motivo è molto importante
durante la preparazione degli inchio-
stri con il processo top down stabilizzare le particelle onde evitare appunto fenomeni di flocculazione con il
passare del tempo.
La stabilizzazione delle particelle
contro il fenomeno della flocculazione
può essere realizzata attraverso due
differenti metodi: quello elettrostatico e quello cosiddetto di “stabilizzazione sterica”.
Il primo consiste nel ricoprire le particelle di cariche dello stesso segno
che quindi si respingono.
Tale metodo è abbastanza complicato
perché dipende fortemente dal pH e
dalla concentrazione degli elettroliti
che vengono messi in soluzione.
Il secondo metodo consiste nel ricoprire le particelle con catene polimeriche di appropriata lunghezza;
quest’ultime presentano un terminale affine alla superficie della particella del pigmento, alla quale si vanno
a legare, e una catena terminale che
funge da vero e proprio separatore/
distanziatore fisico tra le particelle.
Tale metodo è quello che viene più comunemente utilizzato nella preparazione degli inchiostri pigmentali ceramici (Figura 13).
L’ottenimento di prodotti con sempre
minore tendenza alla sedimentazione
e flocculazione è un obbiettivo qualitativo molto importante per i produttori di inchiostri in quanto ne determina il tempo di conservazione e
il buon comportamento nelle macchine di stampa dove l’inchiostro è mantenuto costantemente a temperatu-
Fig. 13 - Stabilizzazione sterica (a sinistra) ed elettrica
re tra 40 e 50°C (situazione di forte
stress che accelera i fenomeni di instabilità).
PROPRIETÀ CHIMICO-FISICHE DEGLI INCHIOSTRI PIGMENTALI CERAMICI
La decorazione ink-jet nel settore
ceramico utilizza, per la deposizione
dell’inchiostro, testine di stampa che
utilizzano prevalentemente la tecnologia “drop on demand” (DOD). Tale tecnologia permette di applicare,
sotto forma di gocce, precise quantità di un inchiostro funzionale mediante l’applicazione di un brevissimo pulso di pressione.
Il meccanismo di funzionamento del
getto della goccia comporta la generazione di onde di pressione in un
condotto riempito con l’inchiostro
dietro ad un orifizio. Alla fine del foro il menisco del liquido viene mantenuto dalla tensione superficiale. Un
sistema piezoelettrico induce l’onda di pressione che si propaga contro la tensione superficiale del fluido formando una piccola goccia che
viene espulsa dall’ugello. Sotto adatte condizione elettriche e idonee proprietà chimico-fisiche dell’inchiostro
il liquido espulso si sviluppa in una sola gocciolina.
Inchiostri con inappropriati parametri reologici porteranno a instabilità
di sparo e a gocce con una coda molto allungata: la lunghezza e il tempo
di vita della coda della goccia influenzeranno l’accuratezza della posizione
e quindi la risoluzione del processo di
stampa.
Dal punto di vista chimico-fisico svariate sono le proprietà che caratterizzano un inchiostro, alcune delle
quali influenzano in modo significativo
la “sparabilità” (velocità, dimensione,
costanza della goccia) attraverso le
testine che sfruttano la tecnologia
“drop on demand”.
Un primo parametro che contraddistingue un inchiostro pigmentale ceramico è la distribuzione granulometrica. Il valore medio delle particelle
degli inchiostri pigmentali ceramici è
solitamente attorno a 200-220nm
e il 100% delle particelle è sotto a
700-800nm.
Viscosità, tensione superficiale e
densità influenzano in modo più o meno significativo la formazione della
goccia.
L’onda acustica di pressione generata dalla deformazione del piezoelettrico, che fa sì che la goccia venga espulsa dall’ugello della testina, è
fortemente influenzata dalla viscosità. Inchiostri con comportamento il
più possibile Newtoniano e con valori compresi tra 8-14cP (alla temperatura di sparo) consentono una
ottimale formazione della goccia e
l’eliminazione delle indesiderate gocce satellite (gocce, attorno alla goccia principale, di dimensione molto
più piccola) che causano difettologie durante la stampa.
Anche la tensione superficiale ha una diretta influenza sulla formazione della goccia: valori elevati di
tensione superficiale fanno sì che sia necessario
un maggiore voltaggio per
ottenere una velocità costante mentre bassi valori possono causare la rottura del menisco all’interno
dell’ugello con conseguente inglobamento di aria.
Questo fenomeno può causare discontinuità nel fluire dell’inchiostro e quindi
rigature durante il processo di stampa. Valori compresi tra
22-35mN/m consentono una buona
gestione dell’inchiostro durante la
produzione.
La densità (valori compresi tra
1-1.5gr/cm3) non influisce direttamente sulla formazione della goccia
ma determina la velocità di propaga-
Fig. 14/15 - Sparabilità corretta
(in alto) e non corretta (in basso)
www.incolours.it
zione dell’onda acustica.
Una ottimizzazione dei vari parametri sopra descritti porta ad una corretta formazione della goccia co-
me mostra la Figura 14, nella quale
si possono osservare gocce regolari
e l’assenza di gocce satellite. La Figura 15 mostra invece un inchiostro
con un comportamento non ottimale
dove la dimensione delle gocce è piuttosto irregolare e vi è la formazione
di satelliti.
IL GAMUT COLORIMETRICO
Fig. 16
Nonostante tutti i progressi tecnologici, in ceramica è
difficile ottenere un gamut
ampio a tutte le temperature e, dove possibile, ad un
costo ragionevole.
Per ragioni meramente tecniche vi sono oggettive difficoltà ad avere tonalità rosse e gialle stabili ed intense
ad alta temperatura, il che
porta ad uno spazio colore
deformato, non omogeneo e
limitato.
Stiamo quindi vivendo, da questo punto di vista, un periodo preistorico.
Il gamut dell’epoca infatti non prevedeva tonalità fredde e precludeva
all’artista la gamma di tonalità dal
verde al blu; quindi la possibilità di descrivere alberi, cielo ed acqua.
Oggi, nel campo ceramico ed in particolare nell’ambito della decorazione
dei rivestimenti ad alta temperatura,
è evidente un vuoto nei toni rossi, lilla, viola e verdi squillanti.
La macinazione a valori submicronici necessaria per la produzione di inchiostri è la principale concausa di
questa limitazione.
I cristalli di giallo praseodimio hanno
normalmente dimensioni piuttosto
elevate ed è necessaria una loro riduzione dimensionale con il processo
top-down. Sfortunatamente questo
processo riduce e danneggia i cromofori responsabili della tonalità e
di conseguenza è necessario aumentare la quantità applicata, eventualmente con una doppia barra di applicazione.
I cristalli dei pigmenti ad inclusione,
rosso, arancio e rosa al ferro invece
non sopportano nessun tipo di macinazione. È noto infatti che il cromoforo, in questo caso, è “incluso” all’interno di una capsula dalle dimensioni
piuttosto generose e qualsiasi tipo di
riduzione meccanica ne porterebbe
alla distruzione ed alla sua dispersione nel substrato (smalto).
Anche le strutture spinello dei brown
e neri presentano elevate problematiche quando vengono macinate alle
granulometrie richieste dagli inchiostri. A tali granulometrie i brown assumono una tonalità molto aranciata
e poco rossa e i neri assumono un tono verde ben conosciuto dagli utiliz-
zatori. Per questo motivo, per ottenere un gamut colorimerico più ampio
e che consenta di sviluppare grafiche
e prodotti senza il rischio di viraggi
dei toni alle tonalità blu-verdastre,
è necessario utilizzare pigmenti appositamente progettati e sintetizzati per le macinazioni submicroniche e
non i pigmenti standard che quotidianamente vengono usati per la colorazione degli smalti e delle paste serigrafiche.
A causa di queste problematiche tecniche insite nei pigmenti inorganici,
Ciano, Magenta, Giallo, Nero (CMYK)
sono in realtà, nell’applicazione ceramica, approssimazioni. Per tale motivo il ciano è in realtà un blu, il giallo è molto tenue e viene sostituito da
gialli ocra o beige molto gialli. Il Magenta, se non si vuole usare pigmenti a base oro, è sostituito da brown
rossi o dal pink che in ogni modo è poco intenso e fortemente influenzato
dalla natura degli smalti.
Quello che ne risulta è un gamut colorimetrico molto ristretto e limitato nella zona dei rossi in confronto a
quello, per esempio, della stampa su
carta come mostra la Figura 17.
Fig. 17 - confronto tra gamut colorimetrico degli inchiostri
da stampa su carta e inchiostri pigmentali ceramici.
28
Infatti, un aiuto importante è possibile ottenerlo dallo smalto di fondo,
come anche dalla copertura protettiva. Entrambi gli smalti debbono, tramite la loro composizione, assicurare
un ambiente favorevole allo sviluppo
delle tonalità ceramiche.
Infatti, come è ben noto, i pigmenti
sviluppano al massimo le proprie tonalità, in presenza delle stesse materie prime costituenti la propria
struttura cristallina.
Va da sè che la presenza di calcio
carbonato e zinco ossido nei composti, dovrebbe favorire in modo autonomo inchiostri pigmentali pink e bruni.
Purtroppo, quando entrambe le materie prime appaiono in combinazione
per la creazione di fondenti eutettici
in smalti ad alta temperatura, l’ossido di zinco non crea un ambiente favorevole allo sviluppo del pink e nemmeno dell’ocra.
L’unica soluzione a portata di mano è
quella di non utilizzare zinco ossido libero, ma solamente all’interno di un
composto vetroso.
Una fritta allo zinco infatti, non precluderebbe un effetto eutettico con il
carbonato di calcio, ma praticamente
annullerebbe le controindicazioni evidenziate.
Nel solco della propria tradizione, INCO, ben consapevole delle problematiche cromatiche relative alla progettazione di inchiostri pigmentali
ceramici e forte di una più che ventennale esperienza nella sintesi di
pigmenti inorganici, ha provveduto a
sviluppare particolari cristalli atti alle macinazioni molto spinte necessarie alla produzione di inchiostri pigmentali.
Il risultato di tali ricerche sono inchiostri con elevata resa cromatica
e con parametri colorimetrici superiori che portano ad avere un gamut
colorimetrico più ampio rispetto a
quello che si ottiene utilizzando pigmenti tradizionali per la decorazione
di smalti ceramici.
INCO dispone ora di 10 inchiostri a
copertura di un ampio gamut, moltiplicati per tre linee reologiche specifiche per ogni tipo di testina utilizzata sulle macchine decoratrici
(testina XAAR 1001, Spectra Dimatix, Seiko).
Fig. 18 - Inco INX range - gamma inchiostri INCO INX
NOTE
Smalti digitali per un processo
di smaltatura e decorazione
totalmente digitale
di Esmalglass-Itaca Grupo
Con l’introduzione della tecnologia
digitale
inkjet,
la
decorazione
ceramica ha conosciuto una delle
principali
tappe
evolutive
nella
storia recente della ceramica piana
industriale.
Dopo
l’apparizione
dei
forni
monostrato a rulli e l’importantissimo
ingresso dei sistemi di decorazione
rotativa
con
cilindri
siliconici
incisi, siamo di fronte ora ad una
straordinaria innovazione del settore
ceramico.
La decorazione inkjet segna la storia
perché senza dubbio è una delle
poche innovazioni tecnologiche capaci
di aiutare il produttore di pavimenti
e rivestimenti ceramici a migliorare il
proprio posizionamento nel mercato
con un prodotto differenziato, che
permetterà, contemporaneamente,
sia una maggiore flessibilità e
produttività degli stabilimenti senza
aumentare i costi operativi, sia una
migliore gestione dei magazzini per
far fronte alla produzione di lotti più
piccoli e personalizzati, in sintesi
per poter modellare le strategie
produttive in funzione della richiesta
del mercato.
La tecnologia inkjet nasce negli anni
‘70 come sistema di stampa di marchi
e codici di prodotto. Con gli anni la
tecnologia si è evoluta ampliandosi ad
altri settori, specie nelle arti grafiche
e nel 2000 sbarca con il primo
prototipo di macchina industriale
anche
nel
settore
ceramico.
Nell’ultimo decennio l’evoluzione è
stata enorme. Il costante sviluppo
di testine, elettronica, software e
inchiostri ha permesso alla tecnologia
inkjet di consolidarsi nel settore
ceramico.
Negli ultimi 10 anni possiamo
distinguere due tappe fondamentali.
La prima, fino all’incirca al 2006, in
cui il sistema inkjet impiegava solo
inchiostri solubili. In questo periodo
si sono installate poche macchine,
dato che il sistema scontava
parecchi limiti, soprattutto per
quanto riguardava la cromaticità,
penalizzata proprio dagli inchiostri
solubili, che presentavano anche
difetti di instabilità, oltre che costi
elevati. A partire da quel periodo,
e con l’introduzione di inchiostri
pigmentati, il salto qualitativo è
stato molto importante.
Le stampanti inkjet erano già in
grado con questi set di inchiostri
pigmentati di stampare gran parte
dello spazio cromatico normalmente
utilizzato in ceramica e, inoltre, a
costi molto competitivi. L’evoluzione
è stata ulteriormente amplificata con
l’entrata di nuovi attori nello scenario
competitivo: nuovi produttori di
macchine e nuovi colorifici, tutti
accomunati dall’obiettivo di offrire
all’industria
ceramica
soluzioni
sempre più ottimizzate.
VANTAGGI E SVANTAGGI ATTUALI DELLA TECNOLOGIA INKJET
30
I vantaggi di questa tecnologia,
come la decorazione ad alta definizione d’immagine e senza contatto,
la possibilità di adattarsi a qualsiasi
tipo di formato e rilievo o di decorare il 100% della superficie, la grande
versatilità grafica dovuta alle maggiori dimensioni dei disegni, hanno
permesso senza dubbio di ottenere
miglioramenti molto significativi a livello estetico, permettendo la messa
a punto di linee di prodotto per il segmento più alto del mercato.
Questa tecnologia però non solo è
adatta a competere con prodotti
in grado di fare la differenza, ma ha
anche moltissimi vantaggi a livello di
processi interni.
Ad esempio, a livello produttivo, molto significativa è la riduzione dei costi
per lo sviluppo di nuovi prodotti: si
riducono il numero di prove, il tempo
investito e anche i costi di materiali di consumo tipici delle decorazioni
convenzionali. La tecnologia permette altresì una maggiore flessibilità e
rapidità nel cambio di modello, così
come una riduzione considerevole nel
numero di toni prodotti, il che velocizza l’intero processo produttivo.
Inoltre, secondo analisi condotte
presso differenti clienti utilizzatori
di questa tecnologia, tutti questi
vantaggi si ottengono senza incrementare i costi operativi per metro
quadrato e, in molte occasioni, riducendoli anzi notevolmente.
La semplificazione e riduzione dei
magazzini, grazie alla possibilità
di produrre praticamente “on demand”, così come il fatto di ridurre
le referenze per i toni, permettono
di migliorare notevolmente il capitale
circolante dell’azienda.
In definitiva, è una delle poche tecnologie in grado di soddisfare contemporanemante le esigenze di
tutta l’azienda e dei suoi manager,
dal direttore di produzione, al responsabile sviluppo nuovi prodotti, al
direttore commerciale, al direttore
finanziario fino allla Direzione Gene-
rale!
D’altra parte, la tecnologia digitale
presenta anche elementi di debolezza o svantaggi, come ad esempio un
minore range cromatico degli inchiostri rispetto ai sistemi di decorazione classici, la robustezza ancora
relativa di questi sistemi per resistere negli ambienti ceramici, o ad
esempio il fatto che non sia possibile
aumentare la produttività delle macchine se non perdendo in definizione
o attraverso investimenti notevoli,
duplicando le barre di stampa.
Lo sviluppo cromatico e il consumo di
inchiostro dipendono dalla composizione chimica dello smalto e dal ciclo
di cottura, per cui la composizione
degli smalti deve essere ottimizzata
e le variazioni in produzione devono
essere ridotte al minimo e controllate, per non dover continuamente
ritoccare gli archivi grafici.
Inoltre, fino ad ora gli inchiostri sviluppati per questa tecnologia sono
stati inchiostri pigmentati, che ave-
vano l’obiettivo di contribuire in forma
digitale alla grafica e all’estetica della
piastrella strettamente dal punto di
vista del colore, ovviamente fonda-
mentale per lo sviluppo del prodotto.
OBIETTIVO DEL LAVORO DI RICERCA ESMALGLASS-ITACA
La ceramica non è solo colore o grafica, è anche un gioco di materie,
contrasti, sensazioni tattili e visive,
brillantezza, texture, che ne permettono la differenziazione rispetto ad
altri rivestimenti.
Per cui, perchè non approfittare degli
enormi vantaggi della tecnica digitale nell’applicare materia e realizzare
così una linea di smaltatura comple-
tamente digitale?
E’ questo l’obiettivo del lavoro di ricerca descritto in questo testo,
che si propone lo sviluppo di smalti
da applicare con sistemi digitali, che
permettano di decorare e smaltare
contemporaneamente e persino in
modo sincronizzato, per apportare
effetti materici alla decorazione ceramica con tutti i vantaggi dei siste-
mi digitali.
Ma la vera innovazione che si vuole
conseguire è una innovazione di processo, dato che in questo modo si
riesce per la prima volta a produrre
una piastrella integralmente con tecnologia digitale, estendendo al resto
dei materiali ceramici gli stessi numerosi vantaggi che la digitalizzazione offre per il colore e la grafica.
RISULTATI DELLA RICERCA: GLI SMALTI DIGITALI DPG
Dopo vari anni di studi condotti da
personale esperto in iniezione e in
smalti nanometrici, EsmalglassItaca presenta la nuova famiglia di
Smalti Digitali DPG (Digital Printing
Glaze). Con questa rivoluzionaria soluzione digitale si riesce per la prima
volta ad avere una piastrella ottenuta integralmente con tecnologia digitale, a partire dall’engobbio iniziale,
passando per la decorazione, per
arrivare alla protezione finale della
piastrella stessa.
Questa famiglia di Smalti Digitali
DPG è stata progettata e sviluppata
in modo speciale per la sua applicazione digitale, attraverso testine di
iniezione DOD (Drop On Demand), offrendo nuove possibilità al processo
ceramico digitale.
Attualmente la famiglia è formata da
uno smalto digitale trasparente lucido o matt, uno smalto bianco opaco, e uno smalto brillante, validi per
tutte le tecnologie di fabbricazione
esistenti.
• Smalto Digitale DPG Trasparente Lucido o Matt. Progettato per
creare la protezione finale sulla
piastrella e creare per la prima
volta e in maniera totalmente
digitale un disegno di copertura
FIG. 1 - Distribuzione granulometrica di uno smalto DPG
perfettamente sincronizzato con il
disegno di base.
• Smalto Digitale DPG Bianco
Opaco. Progettato per due utilizzi
distinti: sia come inchiostro bianco
per creare decorazioni, ad esempio
venature su fondi scuri, sia come
base per la piastrella o per alcuni
inchiostri digitali per far risaltare
il colore.
• Smalto Digitale DPG Brillante.
Progettato per creare nuovi effetti decorativi con giochi di luce e
brillantezza.
Dal punto di vista tecnico la serie di
Smalti Digitali DPG contiene particelle nanometriche che, grazie ad una
distribuzione granulometrica strettamente controllata, presentano
un’eccellente stabilità fisica, oltre a
fornire prestazioni ottimali nelle testine di iniezione, variabili critiche in
questo lavoro di ricerca.
Allo stesso tempo, passando dalla
scala micronica a quella nanometrica, sono stati studiati approfonditamente i cambiamenti delle proprietà
dei materiali, di natura sia vitrea che
cristallina, così da progettare e ottimizzare composizioni innovative con
buone proprietà tecniche ed esteti-
FIG. 2/3 - Esempi di piastrelle realizzate con l’applicazione di Smalto
Digitale DPG Bianco Opaco.
www.esmalglass-itaca.com
che, richieste dai prodotti ceramici
decorati. Inoltre, si garantisce anche il massimo sviluppo cromatico degli inchiosti inkjet pigmentati
FIG. 4 - Distribuzione delle
applicazioni (da destra a sinistra)
dalla prima piastrella
DPG
Esmalte
digital
brillo
HCR
Tintas
digitales
DPG
Esmalte
digital
blanco
mate
Soporte
tierra
coloreada
grado di funzionare al meglio con le
specifiche delle stampanti ceramiche
industriali, e dall’altro rispettasse
l’ambiente.
VANTAGGI DELLA SMALTATURA DIGITALE E
DELLA DECORAZIONE CON SMALTI DIGITALI
Vantaggi Estetici
• Applicazione digitale senza
contatto per smaltare
bassorilievi
• Smaltare fino al bordo della
piastrella senza accumuli
• Versatilità nel disegno della
smaltatura
• Smaltatura con alta qualità di
stampa
• Riproducibilità di altre tecniche
(doppio caricamento, doppia
pressatura,...)
• Poca ripetitività nella smaltatura
di grandi formati
• Sviluppo rapido di modelli.
Questo permette:
• Alto grado di differenziazione
• Grandi possibilità di riproducibilità
• Nuove possibilità per i creativi
• Sincronizzare la smaltatura con
rilievi e disegni
32
Esmalglass-Itaca.
La formulazione degli Smalti Digitali
DPG è stata messa a punto in modo
rigoroso, perchè da un lato fosse in
Vantaggi Produttivi
• Eliminazione di colli di bottiglia
nella preparazione di smalti
• Uso garantito di smalti ad alto
sviluppo cromatico
• Eliminazione di fasi di
preparazione e controllo
preventivo di smalti
• Linee di smaltatura molto più
corte
• Eliminazione di problemi classici
dell’inkjet dovuti all’evaporazione
di acqua negli smalti
• Riduzione di tempi morti per
regolazioni e pulizie
• Riduzione della difettologia,
ottimo controllo reologico
• Eliminazione di picchi di
produzione di smalti
• Elevata flessibilità produttiva
• Aumento della produttività.
Vantaggi Logistici
• Possibilità di produrre lotti
coerenti con la domanda di
mercato
• Riduzione e semplificazione degli
stock
• Riduzione nel numero degli smalti
da utilizzare
Vantaggi Economici
• Eliminazione di materiali di
consumo
• Eliminazionei spazi occupati
(linea di smaltatura e reparto
preparazione smalti)
• Riduzione produzione di picchi di
smalti
• Riduzione costi di preparazione e
controllo degli smalti
• Miglioramento nell’efficienza
ed efficacia dello sviluppo del
prodotto
• Incremento delle percentuali di
prima scelta
• Maggiore produttività dovuta
all’eliminazione di colli di bottiglia in:
- Preparazione della linea
- Regolazioni della linea
- Riduzione dei tempi di pulizia.
CONCLUSIONI
Il gruppo Esmalglass-Itaca ha sviluppato una famiglia di smalti innovativi
che, applicati attraverso i sistemi digitali, permettono di innovare il processo produttivo della fabbricazione
di piastrelle ceramiche, integrando
l’attuale decorazione inkjet con la
smaltatura digitale.
Grazie a ciò, si ottiene per la prima
volta una piastrella prodotta integralmente con tecnologia digitale,
estendendo al resto dei materiali
ceramici gli stessi numerosi vantaggi che la digitalizzazione offre per il
colore e la grafica.
La tecnologia digitale inkjet rappresenta uno dei principali momenti di
innovazione nella storia recente della
ceramica industriale.
Nell’ultimo decennio si è sviluppata
continuamente, con importanti miglioramenti che ne hanno permesso
il consolidamento nel settore ceramico. I numerosi vantaggi della decorazione digitale industriale con inchiostri pigmentati, come l’aumento di
percentuale di prima scelta senza un
incremento di costi operativi per metro quadrato, e anzi spesso persino
con una riduzione degli stessi, hanno
portato conseguenze molto positive
alla gestione globale dell’impresa.
Gli inchiostri sviluppati per questa
tecnologia sono stati fino ad ora
inchiostri pigmentati, che avevano
l’obiettivo di contribuire in forma digitale alla grafica e all’estetica della
piastrella ceramica.
La ceramica però non è solo colore o
grafica, ma anche un gioco di materiali che le permette di differenziarsi
rispetto ad altri rivestimenti.
L’innovazione degli smalti digitali permette di decorare e smaltare simultaneamente e per di più in maniera
sincronizzata, così da poter apportare effetti materici alla decorazione
ceramica, e ottenere un maggior livello di differenziazione.
In questo modo si riesce a realizzare
una piastrella, a partire dall’engobbio
iniziale, passando per la decorazione,
per arrivare alla protezione finale della piastrella stessa.
Sono stati ottenuti risultati soddisfacenti per quanto riguarda la stabilità e il comportamento degli smalti,
grazie alla loro natura nanometrica,
per essere applicati nelle tecnologie
digitali di tipo inkjet.
Smaltare e decorare in maniera digitale per poter applicare colore, grafica e materia al prodotto ceramico,
non solo mantiene gli stessi vantaggi già conosciuti, ma ne apporta di
nuovi, come, tra gli altri, la sincronizzazione della smaltatura con rilievi
e disegni, linee di smaltatura molto
più corte e l’eliminazione dei classici
problemi dell’inkjet legati all’evaporazione dell’acqua negli smalti.
L’innovazione di processo presentata da Esmalglass-Itaca Grupo, che è
stata premiata con l’Alfa de Oro della
SECV nella sua edizione 2011, permetterà di utilizzare nuovi strumenti
nello sviluppo del prodotto, progettare nuovi layout delle linee di produzione e nuove strategie di gestione degli
impianti produttivi ceramici e della
logistica di commercializzazione.
In definitiva, porterà nuovi argomenti
per rendere il settore delle piastrelle
ceramiche più competitivo rispetto
ad altre tipologie di rivestimento di
superfici.
NOTE
La nuova gamma
di inchiostri Smaltink
di Mirko Marastoni
La stampa digitale nel settore
ceramico sta portando un incremento
tecnologico notevole, che apre nuovi
scenari nel campo della decorazione.
Grazie all’ esperienza maturata nella
produzione di coloranti tradizionali
Smalticeram ha sviluppato Smaltink,
una serie completa di inchiostri
per stampa digitale sui supporti
ceramici che si avvale di oltre 10
diverse tonalità per un gamut colore
estremamente ampio.
La genesi di Smaltink risale al
2007, quando Smalticeram, in
collaborazione con centri di ricerca
universitari, iniziò uno studio volto a
esaminare la possibilità di produrre
inchiostri ceramici per la decorazione
digitale con impiego di nanotecnologie.
Pur dando esiti positivi in laboratorio,
l’attività di ricerca si interruppe nel
2008 per l’assenza di tecnologie di
processo che potessero soddisfare
i grandi volumi richiesti dal mercato
ceramico. Pur facendo tesoro delle
conoscenze acquisite, occorreva
individuare
processi
produttivi
diversificati e alternativi per creare
sospensioni
submicroniche
di
pigmenti ceramici , quindi, l’azienda
allargò la sua attività di ricerca non
più solo allo studio di laboratorio, ma
anche alla progettazione, costruzione
e messa a punto di un vero e proprio
sistema produttivo che garantisse
un duplice obiettivo:
• produrre inchiostri ad elevato
contenuto tecnologico e con
caratteristiche superiori agli
standard già raggiunti nel 2008;
• mantenere l’intero processo
produttivo sotto il proprio
controllo, per essere in grado di
intervenire su un inchiostro in
qualunque fase del processo.
Tra i pochi produttori che producono
interamente in Italia, Smalticeram ha
quindi creato un reparto dedicato,
un laboratorio di ricerca con oltre
30 addetti di cui buona parte
impegnata nello sviluppo, controllo e
assistenza clienti della nuova gamma
di inchiostri per stampa digitale
Smaltink, presentati al mercato a
Cersaie 2009.
Dai 9 colori iniziali l’attuale gamma
Smaltink ne comprende ben 12 bianco, nero, giallo, gold, beige,
magenta, brown, dark brown, testa
di moro, ciano, light blue e blu.
Ognuno di essi è a sua volta suddiviso
in 4 serie: serie 1000, 2000, 3000
FIG. 1 - Distribuzione
granulometrica Inchiostro
Nero SJ 1030NE
34
e 4000, che si differenziano tra loro
per le caratteristiche chimico-fisiche
dell’inchiostro, oltre ad essere
specifiche per le diverse tecnologie
di stampa su cui saranno impiegate.
La gamma Smaltink offre, per
qualunque tipologia di stampa (in
tricromia, quadricromia o esacromia),
la possibilità di disporre di un gamut
colori molto ampio, oltre che di creare
nuovi colori a seconda delle esigenze
di ogni azienda ceramica: oltre alla
massima ampiezza del gamut,
Smaltink offre infatti la possibilità
di personalizzare un colore su
richiesta del singolo produttore di
piastrelle e personalizzare qualsiasi
condizione produttiva, intervenendo
sui parametri di viscosità, densità e
tensione superficiale, ma soprattutto
sul tono di colore in funzione del tipo
di stampante inkjet su cui l’inchiostro
dovrà essere impiegato.
E anche per questo aspetto, di
fondamentale
importanza
è
la
padronanza
della
tecnologia
e
dell’intero processo produttivo.
Tra le altre caratteristiche distintive
della gamma Smaltink figurano:
• Una granulometria più fine di
circa il 20-30% rispetto ad altri
materiali e, ciò nonostante, una
resa cromatica caratterizzata
da brillantezza e toni intensi
e puri. Smalticeram è stato il
primo colorificio a promuovere
la produzione del nero
(assolutamente neutro e puro),
del bianco (come promotore di
brillantezza e primo colore nella
stampa) e del gold (coprente
e intenso rispetto al giallo
tradizionale). Nella costante
ricerca di colori più vivi possibile
contribuisce, fra l’altro, il know
how aziendale maturato nella
produzione degli ossidi ceramici.
Come si può notare dalla fig.
1, i valori del d50 (0,026 µm)
e d90 (0,335 µm) risultano
essere molto al di sotto del
micron creando così stabilità
reologica nel tempo. Inoltre
la “gaussianità” della curva
permette di ottenere brillantezza
e sviluppo cromatico.
Grazie alla possibilità di
intervento dei parametri di
viscosità si ha la possibilità di
modificare parametri reologici
senza alterare rese cromatiche e
compatibilità chimica.
• Ottimo mantenimento delle
caratteristiche reologiche
e durata abbondantemente
superiore ai 4 mesi, sia in
condizione di stoccaggio del
prodotto, sia in fase di utilizzo.
La gamma Smaltink è stata
realizzata con valori di stabilità
tali per cui, in caso di fermo
macchina, interruzione
temporanea della produzione o
pause estive, non è necessario
svuotare la stampante, lavarla e
ricaricarla al rientro; al contrario,
lasciare gli inchiostri in macchina
risulta più vantaggioso non solo
in termini economici, ma anche
in termini di resa produttiva.
Fra l’altro, dalle esperienze
produttive di questi anni, emerge
con evidenza che le stampanti
inkjet offrono le migliori
prestazioni e consentono di
ridurre molte delle problematiche
di qualità di stampa quando
operano a ciclo continuo.
• Garanzia di un prodotto
rispettoso dell’ambiente:
i prodotti Smaltink
non sono etichettati
come materiali nocivi o
pericolosi e nel processo
produttivo vengono
impiegati i materiali
più ecologici possibile;
è inoltre garantita
ogni cura e rispetto
in materia di riciclo di
materiali e smaltimento
rifiuti.
• Compatibilità con tutte
le stampanti inkjet
attualmente sul mercato
ceramico; la gamma
Smaltink è già omologata
o in fase di omologazione
presso tutti i costruttori
di macchine di stampa
digitali.
IL LABORATORIO E I SERVIZI
Investimenti importanti sono stati
effettuati sulla strumentazione dei
laboratori per garantire il massimo
controllo dei parametri (resa cromatica, estetica, stabilità e brillantezza)
e per eliminare le problematiche riferite alla variazione di tono tra i diversi
lotti. Oltre agli strumenti tradizionali,
il laboratorio di ricerca Smalticeram
dispone di granulometri laser, micro-
viscosimetro, reometro, tensiometri
a bolla, conducimetri e turbiscan.
Oltre alla ricerca sugli inchiostri, il
laboratorio grafico Smalticeram, dotato di avanzati sistemi di colour management, si occupa di ricerca grafica
su nuovi prodotti. Questo avviene non
solo nella sede centrale di Roteglia
(Reggio Emilia), ma anche nelle quattro sedi estere del gruppo Smaltice-
ram attive in Spagna, Indonesia, Sud
Africa e Brasile. In ognuna di queste,
per fornire un servizio completo in
risposta alle diverse esigenze e condizioni operative delle singole aziende ceramiche, si effettuano prove su
tutte le tipologie di plotter esistenti
oggi sul mercato che impiegano testine di stampa diverse (Xaar, Spectra,
Seico).
MATERIE E SUPERFICI
La ceramica però non é solo colore,
è combinazione di elementi plasmati
con il fuoco, è fantasia dell’ uomo, è
design, ma soprattutto è materia. La
perfetta coesione tra preziose argille
e materiali vetrosi genera un manufatto prezioso e resistente che arreda e protegge le superfici sulle quali
si adagia.
Proprio per questo motivo Smalticeram non si è accontentata solo di
sviluppare una validissima gamma di
inchiostri, ma ha ripensato le materie
sulle quali questi inchiostri avrebbero
dovuto “scrivere”, ed è per questo
che è nata tutta una nuova generazione di prodotti appositamente studiati
per rendere al massimo la coesione
fra materia e colore digitale.
Basi serigrafiche, fondi neutri di preparazione,
coperture
protettive,
granulati e graniglie specificamente
concepiti per lo sviluppo cromatico di
Smaltink o in casi specifici per una deviazione pilotata delle tonalità.
Le già famose serie PS, PO, GF, GS,
MX, GR, si arricchiscono ulteriormente, per integrarsi nel modo migliore
con la nuova tecnologia Smaltink. Ne
nascono nuove superfici, sia naturali
che meccanicamente modificabili con
le più svariate tecniche di levigatura/
lappatura.
Uno sguardo alla tecnologia
inkjet per la decorazione di
piastrelle ceramiche
di Terry O’Keeffe, Bailey Smith,
Henrik Lauridsen
I metodi di stampa a getto
d’inchiostro per la decorazione
di
piastrelle
ceramiche
sono
relativamente nuovi ma sempre più
importanti.
Nel breve periodo saranno in funzione
circa 1.000 linee di decorazione
digitale a getto d’inchiostro.
Gli esperti del settore prevedono
una crescita rapida, stimando che
fino al 25% delle linee di produzione
di ceramica a livello mondiale saranno
convertite al digitale nei prossimi 5
anni.
Tra i fattori che accelerano l’adozione
di metodi di produzione a getto
d’inchiostro ci sono i tempi brevi dello
sviluppo e la rapida identificazione
e risoluzione di problematiche
specifiche del settore, tra cui:
• Lo sviluppo di inchiostri adatti
all’inkjet per soddisfare le
esigenze del mercato delle
piastrelle di ceramica;
• Testine di stampa in grado di
applicare questi inchiostri in
modo affidabile con un intervento
minimo da parte dell’operatore;
• Prestazioni delle testine uguali
o superiori alla velocità di
produzione del forno;
• Integratori di sistema con
il know-how necessario per
integrare l’inchiostro e le testine
in una macchina strutturalmente
robusta per ottenere prestazioni
di stampa affidabili;
• L’abbinamento tra ricette di
stampa e file grafici per aiutare
gli utenti finali a raggiungere i
loro obiettivi di qualità.
Queste sfide sono state superate
grazie allo sforzo comune di molti
partner.
Dimatix lavora a stretto contatto
con i suoi partner tecnici e
commerciali per garantire che
le proprie testine soddisfino gli
attuali criteri prestazionali ma con
uno sguardo attento al futuro.
In futuro prevediamo un aumento
di velocità e indirizzabilità con
ulteriori miglioramenti in termini di
affidabilità complessiva e semplicità
d’uso.
Ci aspettiamo che ciò porterà a
maggiori sviluppi tecnologici e ad
una progettazione innovativa delle
testine e dell’inchiostro.
L’AZIENDA
FUJIFILM Dimatix, Inc., interamente
controllata da FUJIFILM Corporation
e fornitore leader mondiale di prodotti a getto d’inchiostro piezoelettrici
drop-on-demand utilizzati per applicazioni industriali, è in prima linea nella
rivoluzione della tecnologia a getto
d’inchiostro, sviluppando una nuova
generazione di prodotti per la stampa, per la decorazione di prodotti industriali e per la deposizione di materiali.
FUJIFILM Holdings Corporation (con
sede a Tokyo) offre continue innovazioni e prodotti all’avanguardia a una
vasta gamma di industrie, tra cui
l’imaging elettronico, attrezzature
di stampa digitale, sistemi medicali,
scienze della vita, arti grafiche, materiali espositivi a pannello e prodotti
per ufficio, grazie ad un vasto portfo-
lio di tecnologie digitali, ottiche, chimiche e di rivestimento a film sottile.
Nell’esercizio chiusosi al 31 marzo
2011, la società ha registrato un fatturato globale di 25,8 miliardi dollari e
ha investito oltre 2,5 miliardi dollari in
ricerca e sviluppo.
L’azienda adotta le sue tecnologie a
getto d’inchiostro e tecniche di fabbricazione innovative nella progettazione e produzione di testine, progettate per veicolare una vasta gamma di
fluidi in quantità precise su tutti i tipi
di superfici, comprese le piastrelle di
ceramica.
I clienti comprendono costruttori
OEM, integratori di sistema e organizzazioni che utilizzano i prodotti per
costruire sistemi e applicativi innovativi in vari mercati di tutto il mondo.
FUJIFILM Dimatix investe molto nel-
la tecnologia a getto d’inchiostro e
dispone di uno dei gruppi di ricerca e
sviluppo di inkjet più ampi e strutturati al mondo, in cui oltre un terzo del
personale è impegnato attivamente
nell’ingegnerizzazione del prodotto.
Numerosi i brevetti ottenuti negli anni
dall’azienda che ha sviluppato diverse generazioni delle migliori testine a
getto d’inchiostro drop-on-demand.
Nata come Spectra, Inc. nel 1984,
poi rinominata Dimatix nel 2005 per
accompagnare l’espansione nel campo
della deposizione digitale di materiali,
è stata acquisita da FUJIFILM Corporation nel 2006.
FUJIFILM Dimatix ha sede a Santa
Clara (California) e dispone di strutture di sviluppo prodotto e impianti di
produzione a Santa Clara e a Lebanon
(New Hampshire).
LE TESTINE FUJIFILM DIMATIX: CARATTERISTICHE TECNOLOGICHE
36
Le testine di stampa a getto d’inchiostro piezoelettriche drop-ondemand di FUJIFILM Dimatix sono
riconosciute in tutto il modo per la
loro capacità di spruzzare inchiostro
e molti altri fluidi in modo sostenibile
e ad alte frequenze senza sacrificare
la precisione di posizionamento delle
gocce. Questa precisione a velocità
produttive permette ad ogni getto
sulla testina di unire alta produttività con una precisione eccezionale di
posizionamento della goccia.
Note per i cicli veloci di funzionamento e per la loro lunga durata, le te-
stine Dimatix supportano anche una
vasta gamma di tipi di inchiostro e
fluidi, consentendo la progettazione
di sistemi avanzati che sono precisi,
affidabili ed economici. Esse si distinguono per le seguenti principali caratteristiche tecnologiche:
• L’attuazione del materiale piezoelettrico in modalità di taglio con
pareti non condivise ci permette
di dedicare a ciascun canale un
attuatore piezoelettrico che è
fisicamente isolato dal percorso
fluido.
La separazione degli attuatori PZT dai fluidi inkjet spesso
aggressivi permette alle nostre
testine di gestire una più ampia
varietà di fluidi utilizzati nelle varie
applicazioni e mercati. Il crosstalk intrinsecamente basso permette a tutti i getti sulle testine
di stampa FUJIFILM Dimatix di
essere individualmente indirizzabili e quindi in grado di sparare
goccioline contemporaneamente
e ad alte frequenze diritto verso
l’obiettivo in modo preciso.
Queste differenze critiche di
progettazione permettono di ottenere sistemi di getto più veloci,
produttivi e affidabili.
• La nostra tecnologia di getto
VersaDrop™ consente a ciascuno
delle diverse centinaia di ugelli
disposti in una o più schiere di
testine di erogare da 10 a 200
picolitri (pl) in ogni goccia di
inchiostro. Nell’applicazione più
semplice, tutti gli ugelli di una
testina di stampa o di un modulo
getto potrebbero essere programmati in modo da sparare
gocce della stessa dimensione in
ogni ciclo, permettendo così che
un unico sistema possa gestire
una vasta gamma di risoluzioni di
stampa comuni.
La tecnologia VersaDrop™ supporta anche la funzionalità della
scala di grigi. Se si programmano
canali specifici in modo da sparare
gocce di dimensioni diverse in
momenti diversi, la tecnologia può
essere utilizzata per stampare
parti di un progetto che richiedono migliore espressione cromati-
Product Lines
Specialized
Generall
Purpose
ca oppure una risoluzione maggiore pur funzionando alla velocità
nominale della stampante.
• La nostra tecnologia Si-MEMS
utilizza tecniche di fabbricazione basate su sistemi microelettromeccanici (MEMS) per
sviluppare famiglie di testine di
stampa notevolmente più piccole e versatili. Queste testine
in silicio garantiscono un controllo più preciso della forma
degli ugelli, mentre la posizione
assoluta sullo stampo di silicio
permette una maggiore precisione del posizionamento goccia con
distanze maggiore di getto.
La robusta struttura in silicio si
presta a un funzionamento solido,
affidabile e di lunga durata, tutte
caratteristiche desiderabili per la
costruzione di nuove architetture
di stampanti e per lo sviluppo di
nuove applicazioni.
Printhead Attributes
Target Applications
Materials
D
Deposition
Individually tunable channels
Drop sizes down to 1 picoliter
Superb drop placement accuracy
Chemically resistant
Special nozzle coatings
Color Filters
Bio Medical
Printed Electronics
Laboratory and Development
Tools
S
Specialty
P
Printing
Application specific configurations
Special nozzle coatings
Large pigments jetting
High temperature operation
Tailored material set
Custom waveforms
Coding/Marking
Ceramics
Textile
Screen Masking
Industrial Decoration
3D Rapid Prototyping
High
Performance
P
G
Graphics
Versadrop™ capable
Exceptional image quality
High speed operation
Single pass and scanning
architectures
Wide Format
Labels
Packaging
U
Universal
G
Graphics
Broad range of native drop sizes
Repairable
Multiple ink types
Easy to integrate
Reliable performance
Wide Format
Mailing
Coating
FIG. 1 - La gamma di testine
Dimatix, caratteristiche e
applicazioni
ASPETTI APPLICATIVI
La qualità d’immagine può essere
definita come la valutazione visiva di
un oggetto stampato, considerata
la destinazione d’uso di un oggetto.
Per esempio: è previsto che l’oggetto stampato verrà guardato mentre
si passa in auto come nel caso di
un cartellone pubblicitario, oppure
verrà osservato da vicino e da fermo
come le piastrelle ceramiche?
La versatilità del getto d’inchiostro
consente di soddisfare facilmente
entrambi i requisiti, depositando
singole goccioline di inchiostro su un
supporto in posizioni predefinite, ossia una griglia di pixel, che possono
essere molto fini o molto grossolane
o una via di mezzo, ma in ogni caso
sono ottimizzate per le applicazioni
previste.
L’occhio dell’osservatore unisce
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queste goccioline o pixel per creare
una rappresentazione visiva dell’immagine originale.
La qualità del prodotto finale può essere ulteriormente influenzata da diversi altri fattori, tra cui il gamut cro-
matico dell’inchiostro, la struttura
superficiale del substrato o la stessa
progettazione della macchina.
LA QUALITÀ DELL’IMMAGINE INKJET NELLE ARTI GRAFICHE
Fig. 2: Immagine grafica con
gradazioni cromatiche fini,
colori decisi e testo di piccole
dimensioni
In generale, una qualità dell’immagine può essere migliorata aumentando l’indirizzabilità (ovvero la densità
delle gocce) e garantendo che vi sia
sufficiente copertura d’inchiostro
pur massimizzando la produttività.
Il successo dipende dalla capacità di
soddisfare criteri specifici, tra cui
(Figura 2):
38
1. che testi di piccole dimensioni
vengano resi correttamente
utilizzando piccole gocce e assicurando che siano posizionate in
modo preciso;
2. che gradazioni fini di colore e
transizioni cromatiche morbide
siano ottenute utilizzando gocce
di dimensioni variabili da piccole
a grandi (con impiego di testine
in scala di grigi o con dimensioni
gocce variabili) e/o utilizzando
molti colori diversi;
3. che colori decisi siano pienamente saturi utilizzando una corretta sovrapposizione di gocce per
garantire il 100% di copertura
del supporto.
Le immagini a getto d’inchiostro
vengono create depositando gocce
di inchiostro in punti specifici su un
supporto; se queste singole gocce
sono visibili all’osservatore si dice
che l’immagine ha un’indirizzabilità
bassa ovvero una bassa densità di
gocce per unità di superficie (Figura
3).
Di conseguenza l’immagine avrà un
aspetto granuloso, soprattutto
quando l’oggetto viene osservato a
distanza ravvicinata.
Per ridurre l’aspetto granuloso
dell’immagine, vengono utilizzate te-
Fig. 3: Gocce di grandi dimensioni per una
risoluzione più bassa
Lower Resolution
stine con gocce di dimensioni più piccole (Figura 4). In questo caso però
è necessario utilizzare un numero
maggiore di gocce per riempire campi
di colore uniforme e gli errori di posizionamento delle gocce saranno più
visibili. In genere le testine utilizzate
per gocce piccole devono avere una
precisione di sparo maggiore in modo
da migliorare la qualità delle immagini, ma il numero maggiore di gocce
necessarie per ottenere campi di
colore pieni incide sulla produttività,
rallentando la velocità complessiva di
stampa (un compromesso che tuttavia non interessa le testine abilitate
Dimatix VersaDropTM come descriviamo di seguito).
Fig. 4: Gocce di dimensioni inferiori per una risoluzione superiore
LA QUALITÀ DELL’IMMAGINE INKJET NELLA STAMPA SU CERAMICA
Nel caso della stampa a getto d’inchiostro sulle piastrelle di ceramica, si considerano principalmente le
gradazioni tonali fini e i colori decisi,
mentre la definizione di dettagli (quali testi di piccole dimensioni) è meno
importante.
La stampa di campi pieni non richiede
la copertura totale della piastrella,
bensì una copertura uniforme.
Ciò significa che è ammissibile intravedere un po’ di bianco della piastrella non decorata, o del colore di
fondo, purché questo sia distribuito
in modo uniforme attraverso l’intera
larghezza di stampa.
Tuttavia, le variazioni del quantitativo
di spazio vuoto possono essere facilmente percepite dall’occhio umano
anche in caso di piccole differenze,
mentre, nel caso limite, possono
produrre strisce o rigature orientate
nella direzione di avanzamento.
Oggi gli sviluppatori di sistema hanno a disposizione un numero molto
maggiore di possibilità, da testine di
stampa con dimensioni goccia diverse per maggiore flessibilità e migliori
prestazioni, all’utilizzo di sistemi a
multi-impulsi e in scala di grigi per
una migliore qualità dell’immagine.
La Figura 5 mostra la stampa di
un’immagine di tipo ceramico.
Questa immagine presenta variazioni
fini di colore (Zona 1) e aree con una
copertura di colore quasi uniforme
(Zona 2).
La sfida del progettista dei sistemi
di stampa è di garantire sia le prime
che le seconde alla piena velocità della
linea.
Higher Resolution
Fig. 5:Tipica immagine ceramica
Zona 2:
colori decisi
Zona 1: variazioni
fini di colore
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LA PROGETTAZIONE DI SISTEMI PER LA
STAMPA A GETTO D’INCHIOSTRO DELLA CERAMICA
Nella fase di progettazione di sistemi di stampa digitale, la scelta
delle caratteristiche delle testine
e il loro numero necessario sono
fattori determinanti, così come le
considerazioni sulla qualità dell’immagine e l’impatto dell’utilizzo di
testine con dimensioni di goccia diverse per ottenere maggiore flessibilità.
Di seguito alcune considerazioni e,
successivamente, anche come si può
calcolare il numero di testine necessarie per raggiungere la produttività
desiderata.
LA QUALITÀ DELL’IMMAGINE
La qualità dell’immagine nella decorazione a getto d’inchiostro delle piastrelle è determinata da:
• L’indirizzabilità o il numero di punti
di inchiostro da erogare per unità
di superficie (espresso in dpi).
• Il rapporto tra l’indirizzabilità e la
capacità della goccia di stendersi
sulla superficie della piastrella.
• La comprensione degli errori che
possono influenzare l’indirizzabilità e la creazione di un budget
errori.
• La velocità alla quale la testina
di stampa deve erogare le gocce
di inchiostro per raggiungere la
produttività richiesta.
• La scelta corretta di testina e
la definizione del punto finale di
esercizio.
• L’abbinamento ottimizzato di
testina di stampa e inchiostro
ceramico per un funzionamento affidabile al punto finale d’esercizio.
INDIRIZZABILITÀ VS. RISOLUZIONE
Indirizzabilità e risoluzione sono termini spesso utilizzati in modo intercambiabile per descrivere ciò che si
richiede dal sistema di stampa.
L’indirizzabilità descrive in generale ciò che si desidera ottenere dal
sistema di stampa al livello di pro-
Fig. 6: Dimensioni di goccia
diverse con griglia da 400 dpi
gettazione, mentre la risoluzione è
il risultato effettivamente ottenuto.
In alcune circostanze, questi valori
possono essere diversi a causa dei
seguenti fattori:
• La scelta di volumi di goccia molto
più grandi dell’indirizzabilità
Per esempio, con un’indirizzabilità
della stampante di 400 x 400 dpi, la
conseguente separazione tra gocce
è di 64 micron.
400 dpi = 1/400” tra gocce = 1/ (400) X 25.4 mm
= 0.064 mm o 64 micron (µm)
Se il volume scelto della goccia porta
a un’estensione della goccia di 200
micron, vi sarà una sovrapposizione
eccessiva e un conseguente calo di
indirizzabilità.
La Figura 6 mostra un’immagine che
richiede uno spazio tra i pixel. Con un
corretto volume della goccia, si riesce a rendere visibile questo spazio;
al contrario esso è completamente
coperto nel caso di gocce troppo
40
• Errori di posizionamento della
goccia grandi come l’indirizzabilità.
grandi (da 200 micron), o, nel caso
di gocce troppo piccole, si creeranno molteplici spazi vuoti nella stampa
finale, col rischio dell’indesiderabile
effetto di righe bianche.
Nell’esempio di figura 7 si nota che,
se tutti gli errori nel sistemi di stampa sono superiori a 1/2 pixel, anche la
risoluzione richiesta di 400 dpi sarà
degradata.
STIMA DELL’ESTENSIONE DELLA GOCCIA
Il fattore generalmente definito per
primo è l’indirizzabilità del sistema
di stampa, perché solitamente stabilita in base al costo preventivato
della testina. Più alta è l’indirizzabilità richiesta nella direzione trasversale all’avanzamento, maggiore sarà
il numero necessario di ugelli. Quindi
quando si sono stabilite l’indirizzabilità desiderata e una ragionevole assegnazione di budget errori, si
dovrebbe misurare l’estensione della
goccia di inchiostro sulle piastrelle da
decorare. Tale misurazione dovrebbe
essere effettuata stampando al dpi
desiderato nella direzione del processo di stampa, utilizzando molti
ugelli diversi e molti o preferibilmente
tutti i colori utilizzati dal sistema di
stampa. Questi test consentono di
ottenere una buona media statistica
della gamma di valori di estensione
della goccia, dalla più piccola alla più
grande.
Per semplicità, supponiamo circolari
le gocce di inchiostro depositate sulla piastrella (Figg. 6 e 7) e che sia
richiesta la copertura completa di
ogni pixel. La dimensione del cerchio
corrisponde alla radice quadrata di
2 moltiplicata per la dimensione dei
pixel, ossia circa il 40% superiore
alla dimensione del pixel. Un dpi di
400x400 corrisponde quindi ad una
spaziatura tra le gocce di 64 micron,
con il 40% di sovrapposizione, il che
significa una dimensione del punto di
Fig. 7: Errori di posizionamento delle gocce
90 micron. La dimensione dei punti e
la larghezza delle linee sono valori collegati, ma generalmente non uguali.
Tuttavia, nelle stime dell’estensione
della goccia, per ottenere la media è
meglio usare la larghezza della linea.
IL BUDGET ERRORI DELLA STAMPANTE
L’esempio appena descritto descrive
la dimensione minima del punto e la
larghezza della linea necessaria per
indirizzare pienamente tutti i pixel,
valori che danno per scontato che la
testina e il supporto siano perfetti e
senza errori.
Dato che questa condizione non è
sempre scontata, nel calcolo occorre prevedere gli errori del sistema di
stampa, che possono derivare da alcuni o tutti i seguenti fattori:
1. Gli errori di rettilineità o di
traiettoria della goccia sono
angolari e i consegruenti errori
di posizionamento aumentano
all’aumentare della distanza tra
testina di stampa e supporto
(figura 8).
Questo è importante nella decorazione delle piastrelle perché in
molti casi, per evitare che le piastrelle entrino in contatto con
la testina di stampa o quando si
applica un’immagine su piastrelle
con rilievi, la stampa avviene con
distanze di standoff relativamente alte (la distanza di standoff
è la distanza tra la testina e la
superficie del supporto). Nella
stampa grafica, una distanza
ideale di standoff è di circa 1
mm, mentre per la stampa su
ceramica può essere di 2-5 mm
e in alcuni casi arrivare a 10
mm.
Con un design ottimale, l’errore
di un singolo getto può essere
compensato dal sovra-indirizzamento di ugelli adiacenti, ma, in
generale, il guasto di due ugelli
adiacenti può creare problemi nei
sistemi di stampa single-pass
(striature nell’immagine) se non
si considera la ridondanza degli
ugelli.
2. Gli errori di allineamento delle
testine derivano da problemi di
allineamento delle testine stesse
all’interno di un cluster (Figura
9) e di allineamento tra cluster
adiacenti (Figura 10).
Le testine hanno tolleranze
specifiche e le procedure di
allineamento dovrebbero essere
basate sul principio del migliore
Fig. 8: Errori di
rettilineità della
goccia o di
traiettoria del getto
Fig. 9: Errore di
allineamento tra le
testine e tra cluster
di testine
adattamento.
Una volta allineate le testine, il
montaggio meccanico dovrebbe
essere stabile su tutto il range
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di temperature operative.
Fig. 10: Errori di
allineamento tra
testine all’interno
di un cluster
3. Molti dispositivi di trasporto di
materiali presentano un certo
grado di oscillazione meccanica che provoca un movimento
laterale delle piastrelle nella
direzione trasversale a quella di
avanzamento.
Questo è importante perché tutti gli ugelli adiacenti all’interno di
singoli colori e da colore a colore
sono distanziati nella direzione
di avanzamento, quindi i pixel
adiacenti su una piastrella sono
stampati in momenti diversi o
quando le piastrelle si trovano in
posizioni diverse sul dispositivo
di trasporto.
Se una piastrella si muove
trasversalmente, le gocce non
saranno più adiacenti.
L’entità del movimento oscillatorio dipende da molti fattori.
Si dovrà verificare se il movimen-
Fig. 11: Movimento oscillatorio e i
conseguenti errori
di stampa
Rettilineità del getto, 1 deviazione standard di 3 mRad
Errori di allineamento meccanico
Testa a testa
Errori di stitching
Stima dello scarto quadratico medio per tutti gli errori
Ciò indica che una stima ragionevole
dell’errore totale di 21/64 o il 33%
della spaziatura tra i pixel dovrebbe
essere gestibile e non visibile.
to è accettabile analizzando
l’immagine, ma diventerà critico se lo spostamento laterale
massimo corrisponde a una
qualunque delle distanze tra
testine adiacenti.
Indipendentemente dalla precisione di allineamento delle
testine, sarà difficile risolvere
le imperfezioni causate dal
movimento delle piastrelle, se
non regolando il dispositivo di
trasporto o addirittura riprogettandolo qualora l’errore
causato risulti inaccettabile.
È importante capire il contributo di
ogni fonte di errore e assegnare a
ciascuna un budget massimo preventivo, utilizzando un approccio
matematico e statistico.
Prendiamo l’esempio seguente di
stima degli errori di rettilineità,
allineamento meccanico e oscillazione:
= 15 micron a una distanza di standoff di 5 mm
=
=
=
=
10 micron
10 micron
√ (152 + 102 + 102)
21 micron
Se prevediamo una ragionevole stima dell’errore di oscillazione di 50
micron (dando per scontato che le
testine adiacenti corrispondono al
periodo dell’oscillazione), allora abbiamo:
Stima dello scarto quadratico medio per tutti gli errori = √ (152 + 102 + 102 + 502) = 54 micron
Come mostra questo calcolo, uno
spostamento meccanico laterale
relativamente piccolo causato dal
dispositivo di trasporto può rapidamente monopolizzare l’intero budget errori e arrivare a oltre l’84%
della spaziatura tra i pixel.
Questo potrebbe essere molto evidente sulla piastrella stampata.
La stima dello scarto quadratico
42
medio è la parte finale dell’equazione che si aggiunge al calcolo dell’estensione delle gocce, poiché l’estensione deve essere sufficiente
per coprire il fabbisogno di dpi e per
compensare tutti gli altri errori.
La creazione di un semplice sistema di calcolo che permette variazioni nel processo e nell’indirizzabilità
nella direzione trasversale e l’aggiu-
stamento di ciascuna delle stime di
errore può essere molto utile per
esaminare il livello di riempimento
solido.
All’esempio di prima, aggiungiamo
ora la stima dello scarto quadratico medio dell’errore al calcolo
dell’estensione della goccia:
Distensione necessaria della goccia
Si noti che nell’esempio si considera
un obiettivo di zero spazio bianco per
le aree di copertura totale.
=
=
=
=
=
DPI richiesto + stima dello scarto quadratico medio dell’errore
90 micron + 21 micron senza oscillazione
111 micron
90 microns + 54 micron con oscillazione
144 micron
Se una certa quantità di spazio bianco è accettabile, questi numeri saranno diversi.
Bisogna costruire budget effettivi degli errori in base al modello previsto di
immagine e all’analisi delle immagini.
L’OBIETTIVO DI PRODUTTIVITÀ
Per la stampa ceramica, la produttività viene definita dalla velocità del
passaggio delle piastrelle nel forno. La richiesta che si avanza ai sistemi di stampa è di non ridurre o
compromettere la velocità generale
della linea. In genere si misura la pro-
duttività in m2/ora. Si calcola come
il prodotto tra la velocità lineare (definito in m/h) e la larghezza di stampa. Tipicamente, le linee di stampa di
piastrelle ceramiche hanno larghezze
nell’ordine di 500, 700 o 1.100 millimetri.
Una volta stabilite la produttività e
l’indirizzabilità, questi valori vengono
usati in combinazione per definire la
velocità del getto delle testine e possono essere di aiuto nella scelta delle
stesse. La velocità di getto è definita
nel seguente modo:
Velocità di getto o numero di gocce al secondo da ciascun ugello = (Indirizzabilità) x (velocità lineare)
Dal momento che l’indirizzabilità è tipicamente definita in punti per pollice
(dpi) e la velocità lineare in metri/mi-
nuto, per far sì che il calcolo funzioni
correttamente è necessario adottare un’unità di misura comune. Utiliz-
zando l’esempio di 400 dpi con una
velocità lineare di 50m/min., questi
valori vengono convertiti come segue:
400 dpi = 15748 gocce/m
50m/min = 0.83m/s
Frequenza di getto della testina in gocce / s = 15748 gocce x 0.83m = 13071 Hz o gocce/secondo
Ms
Per completare l’equazione, dobbiamo abbinare la frequenza di getto con
la dimensione goccia selezionata con
il calcolo dell’estensione della goccia.
Supponiamo per questo esempio che,
in base alla nostra analisi di immagine, per ottenere un’estensione della
goccia di 111 micron è necessario
avere una goccia da 80 ng. Moltiplicando questi due valori, otteniamo
l’obiettivo di produttività, che può
essere espresso in unità di ng-kHz.
Produttività della testina = 13.071 kHz * 80 ng = 1046 ng-kHz
Un altro calcolo utile è quello di stimare la quantità di inchiostro depositato per unità di superficie. Questa
viene espressa di solito in grammi/
m2. I valori importanti in questo cal-
colo sono la massa depositata di ogni
goccia e la densità dei punti o il numero di gocce depositate per m2.
Nel nostro esempio, la massa depositata è di 80ng o 80 x 10-9g, con
4002 gocce per pollice quadrato.
Quest’ultima cifra viene convertita in
m2 che quindi corrisponde a un totale
di 15.7482 gocce/m2 o 248 x 106
gocce/m2.
La quantità totale di inchiostro depositato è quindi: 80 x 10-9 x 248 x 106 g/m2 = 19.8 g/m2
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LA SCELTA DELLE TESTINE
Ci sono diverse considerazioni da
fare per quanto riguarda la scelta ottimale delle testine. Tornando
all’esempio di Figura 5 (zona 2), una
testina con dimensione goccia di 80
picolitri (pl) potrebbe essere adatta
per ottenere un’alta densità di colore su una piastrella, ma potrebbe
non essere adatta per ottenere gra-
dazioni di colore più fini (zona 1). Al
contrario, un sistema di stampa con
una testina da 30pl potrebbe fornire
la gradazione di colore desiderata, ma
potrebbe non raggiungere l’alta densità d’inchiostro richiesta senza aumentare l’indirizzabilità oppure i dpi.
L’aumento di indirizzabilità potrebbe
a sua volta incidere sulla produttività
della stampante, che dovrebbe rallentare per gestire la più alta densità
di punti. Per raggiungere i requisiti di
produttività, bisogna o scegliere una
testina ad alta produttività, oppure
aumentare il numero di testine nel
sistema, potenzialmente aumentando i costi: compromessi che devono
essere sempre valutati.
LA STAMPA VERSADROPTM DI PIASTRELLE DI CERAMICA
Fino a poco tempo fa, i costruttori di
macchine da stampa dovevano trovare un compromesso tra qualità d’immagine e velocità di produzione.
Ora le testine Dimatix, in particolare la famiglia Q-Class, abbinate alla
tecnologia di getto VersaDrop™, assicurano un getto a goccia variabile
di elevata precisione senza compromettere la produttività.
Utilizzando l’esempio della Figura 5,
una goccia da 30 pl è necessaria per i
dettagli fini della zona 1, ma la copertura richiesta per la zona 2 potrebbe avvicinarsi a 20 g/m2, richiedendo
quindi una quantità molto maggiore di
inchiostro. Utilizzando la tecnologia
di getto VersaDrop™ di Dimatix, una
testina Q-Class è in grado di soddisfare entrambi i requisiti contemporaneamente erogando gocce da 30pl
per i dettagli di colore più fini e gocce
Fig. 12: Funzionamento VersaDrop in scala di grigi
grandi da 80pl per i colori forti.
Un vantaggio di VersaDrop è che non
è soltanto in grado di funzionare simultaneamente con diverse dimensioni di goccia, ma possiede anche
una capacità unica di produrre gocce
con diverse dimensioni fisse (piccole,
medie e grandi) in modo binario, unendo diverse goccioline all’ugello per
formare la goccia intera.
La modalità binaria permette di utilizzare gocce di un’unica dimensione
per una data immagine e, nel contempo, di cambiare la dimensione della
goccia per diversi lavori di stampa in
base agli attributi desiderati di qualità d’immagine o di supporto.
Ciò permette al sistema di stampa di
operare prima in modalità “alta qualità” con dimensioni goccia piccole e
poi di passare alla modalità “alta produttività” con una velocità superiore
e una risoluzione inferiore utilizzando
dimensioni goccia più grandi. I metodi
di funzionamento di VersaDrop includono:
•
Binary Single Drop: Tutti gli ugelli
utilizzano lo stesso voltaggio a
singolo impulso e espellono una
sola goccia di fluido.
•
Binary Multi-Drop: Tutti gli ugelli
utilizzano lo stesso voltaggio ma
con multi-impulsi per aumentare
la dimensione delle gocce di un
fattore di circa 2 o 3.
•
Grayscale Mode: Ogni ugello
utilizza un 1X, 2X, 3X, o numero
maggiore di impulsi di voltaggio
per ottenere gocce piccole, medie o grandi da ogni ugello.
Fig. 13: Disposizioni dei punti nelle due modalità binarie e nel funzionamento in scala di grigi
Grayscale
Lower Resolution
44
Higher Resolution
VersaDrop aiuta a ottimizzare l’indirizzabilità del sistema di stampa
e quindi la sua produttività.
Con una testina standard con di-
mi tipici delle gocce e la gamma di
indirizzabilità relativa alla decorazione di piastrelle di ceramica.
mensioni singole di goccia, l’estensione dell’inchiostro sul supporto
determina l’indirizzabilità.
La seguente tabella mostra i volu-
TABELLA 1: SCHEMA DI RIFERIMENTO PER LE TESTINE
Testina di stampa o
unità di getto
NOVA
Numero di ugelli
256
Compatibilità
dell’inchiostro
Binario (B), multigoccia (MD) o Scala
di grigi (GS)
Dimensione goccia
(pl)
Gamma di indirizzabilità consigliata in
ceramica
B
80
100 - 300
UV, a solvente, ad
acqua e ceramico
GALAXY
Galaxy 30
256
UV, a solvente, ad
acqua e ceramico
B
30
300 - 500
Galaxy 50
256
UV, a solvente, ad
acqua e ceramico
B
50
200 - 400
Galaxy 80
256
UV, a solvente, ad
acqua e ceramico
B
80
100 - 300
S-CLASS
SL
128
UV, a solvente, ad
acqua e ceramico
B
80
100 - 300
SM
128
UV, a solvente, ad
acqua e ceramico
B
50
200 - 400
SE
128
UV, a solvente, ad
acqua e ceramico
B
30
300 - 500
Q-CLASS
Sapphire Scala di
grigi
QS-10
256
UV, a solvente, ad
acqua e ceramico
B, MD & GS
10, 20 & 30
400 - 700
QS-30
256
UV, a solvente, ad
acqua e ceramico
B, MD & GS
30, 50 & 80
300 - 500
QS-80
256
UV, a solvente, ad
acqua e ceramico
B, MD & GS
80, 150 and 200
100 - 300
EMERALD GRAYSCALE
QE-10
256
UV, a solvente, ad
acqua e ceramico
B, MD & GS
10, 20 & 30
400 - 700
QE-30
256
UV, a solvente, ad
acqua e ceramico
B, MD & GS
30, 50 & 80
300 - 500
QE-80
256
UV, a solvente, ad
acqua e ceramico
B, MD & GS
80, 150 & 200
100 - 300
PQ-15
512
UV, a solvente, ad
acqua e ceramico
B & MD
15, 25 & 35
400 - 700
PQ-35
512
UV, a solvente, ad
acqua e ceramico
B & MD
35, 55 & 85
300 - 500
PQ-85
512
UV, a solvente, ad
acqua e ceramico
B & MD
85, 155 & 200
100 - 300
POLARIS
Si noti che:
1. Il modo più comune per indicare
la dimensione della goccia della
testina è la massa della goccia,
ma dal momento che il peso
specifico degli inchiostri ceramici
varia tipicamente da 1,1 a 1,4
g/cc e che le testine di stampa
sono a tutti gli effetti dispositivi di pompaggio volumetrico,
la massa effettiva della goccia
è maggiore e si estende su una
gamma più ampia.
2. Tutte le testine Sapphire e Emerald hanno 3 dimensioni indicate
di goccia perché sono state
progettate per la stampa Ver-
www.dimatix.com
saDrop a 4 livelli. L’ultimo livello
non indicato in tabella 1 è pari
a zero, indicando che nessuna
goccia viene espulsa; è un livello
richiesto in qualsiasi operazione
di stampa.
3. L’indirizzabilità viene definita
come una gamma dal momento
che i diversi tipi di piastrella
reagiranno in modo diverso con i
diversi inchiostri, il che porta a
gradi diversi di estensione della
goccia.
4. Le testine in scala di grigi sono
di solito basate sulla dimensione
più grande della goccia in modo
da soddisfare il requisito di
riempimento solido. In alcuni casi
possono anche essere associate
con la dimensione successiva in
ordine di grandezza in modo da
consentire una maggiore copertura per i colori chiari come il
giallo, il rosa e il bianco, che in
genere richiedono una copertura
maggiore.
Per esempio, se il sistema di stampa utilizza una QE-30 funzionando
in modalità binaria a singolo impulso a 40pl, l’indirizzabilità richiesta
dovrebbe essere più vicina a 300 500.
Tuttavia, utilizzando VersaDrop,
la dimensione massima del volume
goccia di 80pl determina l’indirizzabilità, che si traduce in un valore tra
100 e 300 dpi. Questa flessibilità
riduce il numero richiesto di testine.
DETERMINAZIONE DELLA TESTINA DI STAMPA OTTIMALE
Il prossimo passo nel processo è
l’individuazione della testina ottimale.
In base agli esempi visti finora e utilizzando i valori della Tabella 1, possiamo
ora stabilire il concetto costruttivo
del sistema inkjet per la decorazione
delle piastrelle nel modo presentato
in tabella 2.
TABELLA 2: SOLUZIONI PER TESTINE PER LA DECORAZIONE INKJET DELLE PIASTRELLE DI CERAMICA
Stampante
Direzione di
avanzamento
(dpi)
Direzione
trasversale
(dpi)
400
400
Velocità lineare
Scala di grigi o
dimensione variable della goccia
Sì / No
Dimensioni
gocce richieste
Possibili
testine
dpi nativi
50m/min
Sì
30, 50 e 80
QS-30
QE-30
PQ-35
100
100
200
OTTIMIZZAZIONE DELL’INCHIOSTRO
L’ultima fase del processo è quella di
garantire che l’abbinamento scelto di
formulazione dell’inchiostro ceramico
e le testine funzionerà secondo i re-
quisiti richiesti. Essendo questo un
altro fattore critico di successo, Dimatix lavora a stretto contatto con
i costruttori di sistemi e produttori
di inchiostri per concentrare gli sforzi
nello sviluppo delle forme d’onda, l’analisi avanzata dei materiali e il supporto tecnico.
SVILUPPO DELLA FORMA D’ONDA
46
La forma d’onda è il segnale elettrico
che aziona il cristallo piezoelettrico in
modo da sparare il getto.
Diverse forme d’onda corrispondono a diverse dimensioni e velocità di
goccia.
Ottimizzare una forma d’onda per
ogni applicazione garantisce il massimo successo e, per svilupparla, che
sia per il binario a goccia singola, il
binario a gocce multiple fisse o per la
scala di grigi, è necessario disporre
di informazioni sul processo da eseguire.
Tra le considerazioni principali:
•
La modalità di uscita: binario a
•
•
•
goccia singola, binario a gocce
multiple o scala di grigi.
Il volume (o volumi) richiesto.
La frequenza di getto della testina, definita dalla velocità lineare e
l’indirizzabilità.
I parametri operativi dell’inchiostro, come la temperatura di
getto.
•
Il ciclo di lavoro, definito come il
tempo medio per il quale ciascun
ugello è in funzionamento su un
ciclo produttivo.
Per la decorazione di piastrelle,
questo potrebbe essere soltanto
il 10-20%, ma potrebbe anche
raggiungere il 60-70% nel caso
di immagini più dense.
L’abbinamento di frequenza di
stampa e ciclo di lavoro è un
aspetto importante perché
determina l’ambiente in cui le
testine devono operare, ed è il
modo più corretto per testare
l’insieme di testina e inchiostro
ceramico.
Le testine Dimatix sono dotate di
un’architettura aperta che consente ai costruttori di utilizzare forme
d’onda progettate autonomamente
e che non limita la formazione del
getto a forme d’onda fisse per gli
inchiostri che potrebbero essere in
fase di sviluppo.
Il personale tecnico Dimatix offre
formazione base nelle tecniche di
sviluppo delle forme d’onda ai produttori di inchiostri per consentire
una loro totale autonomia quando
vengono effettuate modifiche alla
formulazione dell’inchiostro, al sistema di stampa o al processo.
Si può iniziare una nuova formulazione dell’inchiostro usando un
set di forme d’onda di riferimento
fornite da Dimatix, che possono
quindi essere adattate o ulteriormente migliorate per soddisfare
nuove proprietà e requisiti.
COMPATIBILITÀ TRA MATERIALI
Per garantire una lunga durata della
testina di stampa in condizioni operative, è fondamentale che tutti gli
inchiostri e fluidi utilizzati dal sistema
di stampa siano compatibili con la testina selezionata.
Dimatix fornisce kit di prova di materiali, costituiti da componenti della testina con dimensioni adatte allo
svolgimento di prove di immersione
inchiostro.
Normalmente, a conclusione dei test,
avviene l’ispezione dei componenti
della testina, seguita da prove di forza a trazione.
I test di compatibilità possono essere eseguiti direttamente dal costruttore del sistema e dal produttore di
inchiostri o con il supporto dei laboratori analisi Dimatix.
I componenti utilizzati all’interno del
sistema di erogazione dell’inchiostro
devono essere verificati anche a livello
di compatibilità, per garantire che non
si decomporranno o gonfieranno, causando blocchi o perdite nel circuito di
erogazione dei fluidi.
Con una distanza di standoff maggiore, la nebulizzazione dell’inchiostro
può causare un accumulo di inchiostro intorno alla testina di stampa e
ai materiali circostanti.
Per riassumere, il processo di scelta della testina di stampa ottimale
richiede la conoscenza dell’applicazione, dell’indirizzabilità, delle stime di
estensione della goccia, nonché una
comprensione del budget totale degli
errori. Si conclude con lo sviluppo di
forme d’onda e test di compatibilità
dell’inchiostro in modo da garantire
che la combinazione di testina e inchiostro soddisfi tutti i requisiti.
IL FUTURO DELLA DECORAZIONE DI PIASTRELLE CERAMICHE
L’adozione della stampa a getto
d’inchiostro per la decorazione di
piastrelle di ceramica è aumentata
esponenzialmente negli ultimi anni,
grazie ai vantaggi riconosciuti, offerti solo da soluzioni digitali, come i
tempi di consegna più rapidi, produzioni più corte, personalizzazione e
possibilità di riprogettare la supply
chain.
Lo sviluppo deriva da uno sforzo coordinato tra produttori di inchiostri,
costruttori di sistemi di stampa e
produttori di testine per rispondere
rapidamente alle esigenze attuali ma
con uno sguardo al futuro.
E proprio guardando al futuro, è naturale chiedersi: come si evolverà il
mercato della ceramica?
Tre aree sono molto promettenti: il
continuo miglioramento della produttività del sistema; l’operatività; e la
maggiore flessibilità offerta da nuove
formulazioni di inchiostri.
Nel tempo, gli attuali compromessi
tra velocità della linea e saturazione
dei colori diventeranno meno accettabili, così come i lunghi tempi di av-
viamento e le procedure continue di
manutenzione che incidono sulla produttività.
Man mano che questa applicazione
maturerà oltre la semplice decorazione per arrivare anche alla smaltatura a punti con l’utilizzo di inchiostri
a pigmenti più pesanti, saranno necessari sviluppi tecnologici continui.
Fujifilm Dimatix continuerà a mettere
a disposizione la sua notevole esperienza e ampie risorse per assicurare
il futuro successo di questo importante mercato.
Tecnologia Inkjet
nella decorazione di
piastrelle ceramiche
Davide Sorrentino e Mauro Bedini
In questo momento della storia della
ceramica si sta vivendo un’importante “rivoluzione” tecnologica nella decorazione su piastrella.
Come già avvenuto nell’industria tessile ed in quella della carta stampata, anche in ceramica si è arrivati alla
messa a punto e all’utilizzo di decoratrici digitali a getto d’inchiostro:
stampanti ceramiche capaci di assecondare e gestire le problematiche
tipiche della tecnologia nonché di fornire numerosi vantaggi ai produttori.
Questa stampa non a contatto garantisce, oltre a decorare superfici
particolari, una gestione più flessibile della produzione nonché una logica
di stoccaggio dei materiali completamente diversa e più consona ad assecondare le richieste del mercato.
Però, a differenza di quanto accade
nelle altre tecnologie, in ceramica il
supporto da decorare è soggetto a
temperature elevate, evaporazione,
variazione dimensionale e soprattutto ad un ciclo termico di cottura che
ne varia completamente le caratteristiche.
Allo scopo di interpretare i recenti e
i futuri sviluppi nella decorazione ceramica e di fornire le soluzioni tecnologiche più adeguate e rispondenti
alle richieste produttive sempre più
orientate verso il mondo digitale, Ingegneria Ceramica, uno dei maggiori
produttori di sistemi per smaltatura
e decorazione, e Sacmi, il riferimento di settore per la produzione di impianti ceramici, hanno deciso di costituire In.Te.Sa.
Il primo passo di In.Te.Sa. è stato quello di creare la propria decoratrice digitale chiamata Colora Hd,
una stampante ceramica ad alta definizione caratterizzata da dimensioni compatte e ridotte per facilitare
l’installazione nelle linee ceramiche e
permettere una consegna della macchina completa e pronta per l’uso.
Nello sviluppo di Colora Hd sono stati
adottati criteri progettuali tesi a risolvere le problematiche tipiche della stampa a getto d’inchiostro in ambiente ceramico, quali, ad esempio,
condensa, presenza di vapore, polveri, ugelli intasati, sedimentazione degli inchiostri, ecc…
Colora Hd utilizza testine Xaar 1001,
funzionanti secondo tecnologia Drop
on Demand.
CARATTERISTICHE GENERALI DELLA TECNOLOGIA
Fig. 1
La stampa Ink Jet è una tecnologia non a contatto che realizza la
decorazione del supporto mediante l’emissione di gocce di inchiostro
(6-42-80-200 pl, 1 pl=10¯1² l) attraverso piccolissimi fori chiamati
ugelli presenti sulle testine. Questa
stampa può essere realizzata attraverso metodi differenti, in modo Continuo o in modo Drop On Demand (figura 1).
La modalità che ha ottenuto i migliori risultati nell’industria ceramica è
quella Drop On Demand.
La suddetta tecnologia Drop On Demand, capace di generare gocce solo a richiesta, può essere realizzata secondo differenti modalità: per
calore, piezoelettrica, elettrostatica e acustica. In ceramica, la modalità che si è affermata è quella con
Fig. 2
48
attuatori piezoelettrici: un elemento
piezoelettrico (Piezo in greco significa “Pressione”) è un materiale capace di espandersi o contrarsi quando viene sottoposto ad un’opportuna
sollecitazione elettrica. Il movimento che ne consegue permette di creare ed espellere le gocce di inchiostro. Uno dei materiali piezoelettrici
più utilizzati è lo zirconato titanato
di Pb, Pzt.
Interessante è considerare che è
molto diffuso l’utilizzo di materiali ceramici nella realizzazione di piezoelettrici (figura 2).
A seconda della modalità richiesta
per la creazione della goccia esistono diversi tipi di testine di stampa.
Si possono individuare quattro categorie: Squeeze-tube, Bend, Push e
Shear (figura 3).
Le sollecitazioni ai piezoelettrici avvengono secondo metodi e sequenze differenti che agiscono in modo
da realizzare la goccia sempre e solo
quando viene richiesta.
A) Nel caso Squeeze-tube la goccia
è generata mediante la sollecitazione di due piezoelettrici che
deformano un condotto opportunamente sagomato (tube);
B) Nel caso Bend la goccia è generata mediante la sollecitazione
del piezoelettrico che compie la
sua deformazione ad arco espellendola;
C) Nel caso Push la goccia è generata mediante la sollecitazione
del piezoelettrico che, deformandosi, spinge la goccia attraverso
l’ugello;
D) Nel caso Shear il materiale viene
polarizzato in modo differente rispetto al caso precedente con la
conseguenza che la sollecitazione elettrica produce una deformazione cosiddetta di “taglio”.
Nella modalità Shear questa condivisione avviene mediante un posizionamento sequenziale degli ugelli sul plate della testina. La stampa di una fila
di ugelli (row) avviene in tre momenti differenti. Per semplificare questo comportamento riportiamo uno
schema del funzionamento condiviso
indicando come A, B e C le tre fasi di
emissione (figure 4 e 5).
Quest'ultimo caso è quello delle testine Xaar 1001 in uso su Colora Hd.
Una considerazione importante va
fatta in merito all’alimentazione d’inchiostro prevista per la testina di
stampa.
Alcune testine prevedono al proprio
interno delle camere di accumulo,
chiamate damper, che permettono
di aver sempre a disposizione la corretta quantità di inchiostro durante
il loro utilizzo. Questo tipo di testine, che solitamente hanno una buona
frequenza di sparo e volumi di goccia
di buona entità, hanno però il difetto di soffrire della limitatezza posta
dalla capacità definita del serbatoio e
della tendenza degli inchiostri a base
solvente utilizzati in ceramica a sedimentare durante le fasi di non utilizzo. Per evitare questo inconveniente
è necessario che le testine vengano periodicamente assoggettate a
cicli di stampa non produttiva (purge) per assicurare la loro efficienza.
Altre tipologie di testine presentano invece una costruzione che permette il ricircolo continuo dell’inchiostro all’interno della loro
struttura. In questo modo si evitano le sedimentazioni e, assicurando al sistema una coerente e costante alimentazione di inchiostro
nel tempo, si elimina anche la limitatezza della presenza di un damper
interno. Per contro, per funzionare
correttamente queste testine hanno la necessità di essere alimentate mediante un sistema più efficiente dotato di un circuito di mandata
e ritorno che permetta non solo di
muovere con continuità l’inchiostro,
ma anche di garantire le giuste
pressioni, portate e temperature
necessarie per ottenere la corretta
generazione della goccia.
Oltre alle grandezze sopra menzionate, il circuito di alimentazione
deve anche controllare il Menisco
(figura 6), ovvero la posizione dell’inchiostro nella zone degli ugelli.
È infatti necessario che in questa
zona, per evitare problematiche di
stampa, la pressione dell’inchiostro sia accuratamente controllata, ad un valore leggermente negativo. Un eccesso di pressione può
portare ad una non corretta formazione di goccia, con frammentazione della stessa durante l’emissione
e con conseguente deposito indesiderato sulla superficie delle testine
e del piano di stampa.
Nel caso contrario, ovvero di pressioni eccessivamente negative, si
può presentare una difficoltà nella
creazione della goccia che può portare alla presenza di righe e a fenomeni di forte perdita di dettaglio
dell’immagine.
La soluzione proposta da Colora Hd
è basata sulla progettazione di un
circuito modulare capace di assicurare nel tempo la corretta alimentazione di inchiostro e dotato di
una interfaccia utente di facile utilizzo e parametrizzazione (figure 7
e 7 bis). Al sistema di alimentazio-
Fig. 3
Fig. 4
Fig. 5
Fig. 6
ne inchiostro è demandato anche
il controllo accurato delle temperature di esercizio (normalmente
comprese fra i 37 e i 45 °C).
L’inchiostro deve poter essere rapidamente riscaldato e mantenuto
a temperatura costante nel tempo. Temperature inadeguate possono causare problemi di stampa
dovuti sia ad una non corretta formazione della goccia che alla variazione delle caratteristiche reologiche dell’inchiostro stesso.
Inoltre, una non corretta temperatura di esercizio può favorire
la tendenza alla sedimentazione
all’interno del circuito.
Per questa ragione Colora Hd è
stata progetta con l’intento di impedire questi problematici fenomeni di sedimentazione: serbatoi
o distributori squadrati, mancan-
Fig. 7
Fig. 7 bis
www.sacmi.com
za di agitazione degli inchiostri sono
stati accuratamente evitati.
Ma tutto ciò non è sufficiente e si
deve aggiungere l’importanza della
collaborazione fra fornitori di inchiostri ed impiantisti nella messa a punto delle reciproche specialistiche attività.
Ad oggi esistono tre principali famiglie di inchiostri che, semplificando,
divergono fra loro per le miscele organiche che le compongono e che ne
stabiliscono le caratteristiche reologiche assieme agli additivi e alle miscele di pigmenti utilizzate.
L’importanza del controllo e della gestione dei parametri funzionali degli inchiostri da parte dei rispettivi
produttori risulta fondamentale per
la qualità, la stabilità e la continuità
della stampa.
Per ottenere una corretta qualità di
stampa ed una buona produttività, gli
inchiostri ceramici devono possedere
le giuste caratteristiche in termini di
densità, viscosità e tensione superficiale. E’ molto importante che queste caratteristiche rimangano costanti nel tempo ed al variare della
temperatura (figura 8).
Fig. 8
Per queste ragioni risultano necessari la conoscenza, il controllo e l'assoluta collaborazione fra impiantisti
e fornitori di inchiostri per ottenere
Fig. 9
un binomio produttivo capace di risolvere tecnicamente le problematiche
che possono presentarsi nelle diverse condizioni applicative ceramiche.
La realizzazione di una decoratrice
digitale richiede un’accurata scelta
dei materiali costruttivi.
Le testine di stampa possono essere
utilizzate solo con gli inchiostri certificati dall’azienda produttrice o da
chi se ne fa garante mentre tutti gli
altri materiali costruttivi, parte della
struttura della macchina, devono essere verificati mediante idonee procedure di compatibilità chimiche.
Allo scopo, gli impiantisti sono soliti
redigere opportune procedure, che
possono occupare alcuni mesi prima
di essere completate, e che si concretizzano con il caricamento degli
inchiostri in macchina e con le conseguenti verifiche in termini di qualità,
stabilità e produttività del binomio.
Queste procedure, realizzate in pieno
accordo tra colorificio e impiantista,
sono fondamentali e sono alla base
della soddisfazione del cliente e della
riuscita di un avviamento produttivo.
Per questa ragione In.Te.Sa. ha realizzato il proprio protocollo di omologazione e segue con attenzione
queste fasi delicate precedenti alla
messa in opera della decoratrice (figura 9).
COLORA HD
Sistema di gestione della stampa
Il sistema di gestione della stampa
sviluppato su Colora Hd utilizza tecnologia Xaar.
50
I componenti principali utilizzati sono
i seguenti (figura 10):
• PSU: Alimentatore (4) dell’unità
Xusb;
• Xusb: unità di pilotaggio (1) che ha
la funzione di memorizzare l’immagine grafica da realizzare, sincronizzarla ed inviarla alle schede di
pilotaggio delle testine;
• Personality Card: unità (2) che ri-
ceve i dati di stampa dal Xusb e
genera i segnali di pilotaggio delle
testine;
• Testina Xaar 1001: unità di stampa (3).
Il progetto di stampa, opportunamente creato ed elaborato dal software Colora (figura 11), viene inviato
mediante una specifica connessione
(5) agli Xusb (1), i quali interpretano
e suddividono le informazioni inviandole alle diverse personality card (2).
Le informazioni vengono poi elaborate
in segnali specifici capaci di generare
le corrette sollecitazioni per le testine di stampa (3).
Gli Xusb, inoltre, gestiscono anche la
temporizzazione della stampa basandosi su segnali di sincronismo opportunamente generati da sensori che
comunicano l’esatta posizione dei
pezzi sul trasporto (6).
Quest'ultimo deve essere opportunamente progettato e realizzato per
garantire che le informazioni sopra
citate corrispondano esattamente
alla reale posizione del pezzo.
Per questa ragione Colora Hd, nella
realizzazione del trasporto, utilizza
cinghie dentate che garantiscono la
precisione meccanica necessaria per
ottenere una stampa di alta qualità.
Fig. 10
Forma d’onda e formazione
della goccia
La realizzazione della goccia avviene,
come detto, mediante sollecitazione
dei piezoelettrici utilizzando un’opportuna forma d’onda.
Una forma d’onda (waveform) è la variazione nel tempo della sollecitazione elettrica della testina. In generale esistono molteplici tipi di forme
d’onda, ad esempio sine wave, square, ramp, sawtooth e triangular (figura 12).
Una forma d’onda di frequente utilizzo è la square nella quale il segnale
assume un valore positivo per un determinato tempo e nullo per un intervallo di tempo identico al precedente.
In questo caso si dice che il ciclo utile (Duty Cycle) è del 50%. Questo tipo di forma d’onda è molto utilizzata
nei circuiti elettronici come segnale
di temporizzazione (Clock).
Nel caso in cui il Duty Cycle non sia
pari al 50%, ovvero quando la durata
del segnale positivo è diversa da quella del segnale nullo, si dice che la forma d’onda è rettangolare.
Una variazione di queste due forme
d’onda è quella chiamata ad impulso,
nella quale ad un breve intervallo con
segnale positivo si alterna un intervallo di durata maggiore con segnale
nullo (figura 13).
Questi esempi sono alla base delle
forme d’onda che vengono generate
dall’elettronica di comando per il pilotaggio dei piezoelettrici delle testine.
Attraverso questi impulsi si possono
ottenere volumi di goccia differenti e
Fig. 11
adatti alle diverse formulazioni degli
inchiostri utilizzati.
Uno dei maggiori sforzi di tutti i soggetti coinvolti nella messa a punto
di sistemi per la decorazione digitale è appunto quello di individuare forme d'onda capaci di generare correttamente la goccia.
Risulta opportuno ricordare che
mentre le testine che lavorano in binario generano un solo tipo di goccia di grandi dimensioni, le testine
che lavorano in scala di grigio modulano la frequenza di emissione in modo che dalla somma di diverse gocce
base si possa ottenere una goccia di
maggiori dimensioni. Per esempio le
testine Xaar 1001, utilizzate in Colora Hd, partendo dalla goccia base
di 6 pl, realizzano i diversi livelli, otto
considerando la non emissione, sommando queste gocce in aria fino ad un
totale di 42 pl (figura 14).
L’utilizzo del corretto numero di livelli di grigio richiede un processo di ottimizzazione che deve tener conto di
variabili quali la qualità di stampa, le
intensità desiderate e la produttività.
Per queste ragioni nel setFig. 14
tore ceramico questi temi
sono stati sviluppati in collaborazione con i produttori di inchiostri in modo da
realizzare le forme d'onda adatte a ottimizzare la
produzione. Questa scelta
è motivata dalle caratteristiche tecnologiche della ceramica: il processo di
cottura porta spesso al-
la scomparsa delle intensità inferiori
costituite da gocce di volume basso;
inoltre la tendenza di queste stesse
gocce ad essere molto volatili ne rende difficile un utilizzo continuo.
A ciò si aggiunga che sviluppando
forme d'onda appropriate si possono semplificare questioni importanti,
quali la stabilità d’esercizio al variare del voltaggio applicato: una forma
d'onda corretta può permettere ad
un inchiostro di lavorare alla medesima qualità con un range di voltaggio
anche di + o - 3 volt. Inoltre, l’utilizzo
di livelli alti della scala di grigio, corrispondenti a volumi di goccia ridotti, può essere origine di fenomeni che
pregiudicano sia la qualità di stampa
che la stessa produttività del binomio decoratrice-inchiostro.
Lo studio di questi fenomeni
risulta fondamentale.
Normalmente lo strumento
idoneo ad osservare questo
fenomeno è il Drop Watcher
(figura 15), ovvero un microscopio con stroboscopio
che permette di fotografare
Fig. 12
Fig. 13
www.sacmi.com
Fig. 16
Fig. 15
le gocce durante il loro tragitto e di determinare la frequenza di sparo, l’angolo di
espulsione e il volume effettivo. Grazie a questo strumento si ottengono informazioni
importanti in merito alla corretta formazione della goccia (volume desiderato, traiettoria corretta, assenza di
difetti quali satelliti o myst
che produrrebbero difetti di
stampa ecc…).
Come abbiamo già detto la
formazione di una goccia in
scala di grigio avviene durante il tragitto in aria.
Le gocce base si uniscono nel loro percorso formando una goccia unica di dimensioni maggiori (figura 16). Ad
un certo punto queste gocce
assumono la loro forma definitiva e, nel caso in cui abbiano problemi di formazione, si
possono generare delle scie
indesiderate, con gocce che
finiscono fuori traiettoria, e
fenomeni di forte riduzione
della qualità.
Queste gocce prendono il nome di satelliti (figura 17).
Il primo passo è quello di analizzare la stampa dei diversi
inchiostri per individuare la linearità, l’uniformità dimensionale e la presenza di satelliti modificando i parametri
applicativi quali forme d'onda
e tensioni a parità di temperatura o menisco applicati (figura 18).
52
Il
corretto
comportamen-
Fig. 17
Fig. 18
Fig. 19
to degli inchiostri si evince anche
dall’osservazione di file specifici creati allo scopo di rendere noto all’utente la disposizione dei punti nonché la
realizzazione della scala di grigio.
Questi stessi file vengono normalmente utilizzati a livello industriale per osservare la difettologia tipica
della tecnologia: righe per assenza,
ugelli intasati, deviazioni e problemi
più importanti all'elettronica di comando (figura 19).
E sempre questo tipo di file, unito alla
stampa delle grafiche di produzione,
ci può fornire lo strumento per livellare l’intensità di stampa delle diverse barre colore (figura 20).
Dithering e qualità di stampa
Altro aspetto di fondamentale importanza per ottenere la corretta qualità di stampa è che la gestione dei
punti depositati avvenga in modo opportuno.
Per questa ragione le immagini vengono rielaborate per aumentare la risoluzione percepita dall’occhio umano
e, specialmente in casi come quello
ceramico in cui la definizione effettiva non è altissima, rendere le immagini realizzate più gradevoli in termini di sfumatura e di passaggio tonale.
Queste elaborazioni chiamate dithering, o diffusione d’errore, in generale ottengono le immagini da stampare mediante una ridistribuzione dei
pixel rispetto alla loro posizione originaria (figura 21).
Esistono diversi tipi di dithering, il più
diffuso dei quali è l’algoritmo di Floyd
Steinberg. Data l’importanza di questo aspetto per la resa effettiva di
quanto realizzato in termini di qualità di stampa, In.Te.Sa. ha sviluppato
il proprio dithering applicabile anche
in modo indipendente ai diversi canali.
Grazie a questo accorgimento Colora Hd permette di abbinare i vantaggi forniti da un algoritmo di dithering all’utilizzo di diverse modalità di
stampa, da binary fino a otto livelli della scala di grigio, per i singoli canali; in questo modo i colori ceramici
meno performanti, come ad esempio i gialli, o colori utilizzati per fornire particolari, come i bianchi o i neri, possono essere utilizzati in binario
e abbinati ad altri colori utilizzati in
scala di grigio.
Anche questi accorgimenti hanno
la finalità di migliorare la produttività della decoratrice digitale nonché
di agevolare il lavoro dei tecnici nelle
fasi di sviluppo dei nuovi progetti. Si
tratta quindi di un altro passo in direzione di una maggiore versatilità delle decoratrici digitali. Considerando
infatti la limitatezza del gamut cromatico ad oggi realizzabile dalla tecnologia, molti produttori di piastrelle richiedono di utilizzare un maggior
numero di colori e di poterli gestire in
modo indipendente. Nonostante ciò
alcune decoratrici producono solo in
binario o alcune aziende non abbandonano l’impostazione in CMYK, accostandovi al massimo un bianco come quinto colore. Sarà il tecnico che
grazie alla propria sensibilità imparerà ad utilizzare questo genere di
strumenti per ottenere il miglior risultato possibile (figura 22).
Fig. 20
Colora Hd è progettata per assecondare le esigenze del cliente in termini
di semplicità di utilizzo e di manutenzione nonché di gestione dei colori.
La macchina ha una struttura flessibile e modulare costituita da moduli colore estraibili il cui numero, a seconda delle esigenze del cliente, può
variare fino ad un massimo di otto.
Il sistema autocentrante delle barre
permette un’estrazione rapida delle
stesse e assicura il loro riposizionamento corretto in macchina dopo le
operazioni di manutenzione: la ripartenza in produzione avviene così più
rapidamente (figura 23).
Fig. 21
Fig. 22
Fig. 23
www.sacmi.com
La fase produttiva
Fig. 24
Fig. 25
Fig. 26
Fig. 27
Fig. 28
54
La qualità di stampa in ceramica subisce l’influenza delle
particolarità tecnologiche tipiche della
materia.
I supporti che devono essere decorati
presentano caratteristiche che possono
renderne molto difficile il trattamento.
Ad esempio, le piastrelle verdi, in uscita dall’essiccatoio,
raggiungono temperature di circa 100110°C che tendono a ridursi durante
il loro avanzamento sulla linea: l’applicazione di smalti,
decorazioni serigrafiche e gli stessi sistemi di trasporto
rendono necessarie
queste temperature onde evitare che i
supporti si rompano
durante il loro transito.
Normalmente
la
macchina di stampa digitale viene collocata in una zona dove le piastrelle
raggiungono
temperature comprese
tra i 50 e i 60°C: tali
temperature non sono ottimali per una
buona condizione di
stampa, in quanto
capaci di generare,
dopo pochi minuti di
produzione, gravi fenomeni di condensa
o, ancora peggio, di
contaminazione del
nozzle plate.
Tutti i produttori di
decoratrici digitali consigliano di impostare la linea affinché i supporti
arrivino in ingresso macchina a temperature dell’ordine
di 45°C, questo per ridurre notevolmente il ∆t tra pezzo e piano di
stampa. Controllare la temperatura
del piano di stampa e dell’inchiostro,
grazie alla sensoristica presente nel
circuito di mandata, di ritorno e nel
piano di stampa, come avviene in Colora Hd, permette di gestire e ottimizzare al meglio le performances
della macchina.
A ciò si aggiunga che le applicazioni
tradizionali utilizzate per la decorazione vedono la presenza di acqua in
formulazione (per es, engobbi, smalti, serigrafie ecc…).
Quest’acqua è soggetta ad evaporazione che, considerando la natura apolare degli inchiostri ceramici
nonché la natura stessa delle testine di stampa, può dare origine a problematiche quali righe, interruzioni di
stampa o danneggiamenti dell’elettronica, ecc…
Evitare l’evaporazione diventa così
una necessità.
Ventole, aspirazioni, regolazioni della
temperatura in uscita dall’essiccatoio, sono strumenti importanti che
possono aiutare a ridurre questo genere di problema (figura 24).
Inevitabilmente durante le fasi produttive, con il trascorrere del tempo,
impurità tendono a depositarsi sul
piano di stampa fino a compromettere la qualità della decorazione. Tali
impurità devono quindi essere rimosse mediante opportune procedure di
pulizia. Colora Hd propone un sistema completamente automatico, parametrizzabile dall’utente, che permette l’ottenimento dello standard
qualitativo desiderato dal cliente (figura 25).
Con la medesima finalità l’apporto degli additivisti in questo campo
ha portato alla messa a punto di primer capaci di interrompere temporaneamente l’evaporazione dei pezzi.
Inoltre, alcune aziende hanno proposto strumenti di abbattimento di varia natura (aria condizionata, acqua,
ecc…) capaci di ridurre temporaneamente la temperatura superficiale
dei supporti.
Un altro aspetto fondamentale per
ottenere le giuste condizioni applicative, nonché per preservare la funzionalità della decoratrice digitale nel
tempo, è quello di controllare l’ambiente in cui la macchina è posizionata.
La decorazione digitale soffre l’influenza di polvere e umidità: la polvere
perché può occludere esternamente
gli ugelli delle testine e causare problemi all'elettronica di stampa; l’umidità per l’incompatibilità tra inchiostri, testine e acqua (figura 26).
Proprio per queste ragioni, condizioni ambientali corrette sono fondamentali e l’unico modo per preservarle è quello di inserire la macchina
all’interno di una struttura apposita (cabinet). L’ambiente all’interno di
questo sistema è preferibile sia condizionato, per garantire temperature ed umidità ottimali, e pressurizzato, ad una lieve pressione positiva
che impedisca alla polvere di entrare
nel cabinet.
Questo tipo di soluzione ha trovato
un largo impiego nelle realtà produttive di tutto il mondo (figura 27).
A bordo macchina risultano anche
utili accorgimenti quali sistemi di
aspirazione nel piano di stampa.
L’obiettivo è sia quello di “isolare” le
barre colore tra di loro, per evitare
contaminazioni di colori incompatibili, sia di evitare che tutti i vapori/inchiostri nebulizzati si depositino sul
piano di stampa fino a formare gocce
che possono essere causa di interruzioni produttive.
Colora Hd è dotata di un proprio sistema di aspirazione tra le barre
espressamente progettato per minimizzare i problemi sopra citati.
Il contatto indesiderato dei pezzi con
le testine può causare deformazioni e/o occlusioni degli ugelli, capaci
di deviare irreversibilmente la traiettoria delle gocce di inchiostro. (figura 28). Accade di frequente che in
produzione si verifichino sovrapposizioni di pezzi che, avanzando, possono danneggiare il piano di stampa.
Per questa ragione diversi costruttori includono degli specifici sistemi
di protezione. Con la medesima finalità, Colora Hd è dotata di un sistema
di individuazione di piastrelle sovrapposte che può determinare il solle-
Fig. 29
vamento temporaneo del gruppo di
stampa in caso di necessità senza
interrompere la produzione.
Un corretto avviamento parte da
una corretta collocazione in linea della decoratrice digitale. In.Te.Sa. è in
grado di assistere il cliente in tutte
le fasi di inserimento di Colora Hd nel
processo produttivo.
Rispondere alle esigenze del mercato significa anche decorare supporti
di grande formato. Per questa ragione, Colora Hd è disponibile anche con
fronte di stampa 900, 1400 e 1700
(figura 29).
La gestione della produzione passa
anche attraverso l’utilizzo di sistemi
di colour management che supportano il cliente in tutte le fasi del ciclo
produttivo, a partire dalla ideazione
fino al controllo della qualità. In que-
sto ambito In.Te.Sa. propone il proprio sistema chiamato CRONO.
A questo proposito si rimanda all'articolo pubblicato a pagina 4.
Vantaggi della stampa digitale
nel processo di
decorazione ceramica
di Alberto Ghisellini
L’introduzione della stampa digitale
nella decorazione ceramica ha portato diversi benefici. Se in un primo
momento sono stati apprezzati i risultati estetici ottenuti, ora il vero
punto di forza rappresentato da questa innovazione tecnologica è il contenimento dei costi, raggiunto grazie
al controllo della produzione e alla
flessibilità.
Ma quali sono i vantaggi della stampa digitale, rispetto alla decorazione
tradizionale?
Stampa senza contatto: questa caratteristica consente infatti di poter
stampare su superfici strutturate,
e su precedenti applicazioni, senza
tenere in considerazione la tipologia
delle stesse e/o l’umidità della superficie da decorare.
Qualità digitale delle immagini:
grazie all’introduzione di sistemi di
stampa sempre più performanti e
nuovi inchiostri, in grado di ampliare
lo spazio colore disponibile, la riproduzione di soggetti, quali pietre naturali, legni o altro è divenuta sempre
più realistica.
Sviluppo grafico: possibilità di creare un notevole numero di immagini
per singolo progetto, unicità dei prodotti, caratteristica impossibile da
raggiungere con la tecnologia tradizionale.
Rapidità dello sviluppo e riproducibilità dei prodotti realizzati, impensabile sino all’introduzione di questa
tecnologia.
Stabilità del tono che comporta la
riduzione delle giacenze a magazzino.
Semplificazione della logistica sia
degli smalti sia delle paste serigra-
fiche utilizzate in precedenza, sostituite da 3/4 o 5 colori base. Per non
parlare dei retini, rulli o di tutti i trasduttori, normalmente utilizzati per
il trasferimento delle immagini nella
tecnologia tradizionale, portando ad
un beneficio, non solo logistico, ma
anche economico, data l’assenza di
usura di questi ultimi o lo spreco e
l’obsolescenza delle paste serigrafiche utilizzate in passato.
Rapidità di cambio prodotto: infatti,
con questi sistemi di stampa si è in
grado di cambiare tipologia di prodotto in meno di due minuti, naturalmente a patto che non si debbano modificare altre applicazioni sulla linea. Ne
consegue una riduzione dei lotti minimi da realizzare, senza sostenere
maggiorazioni dei costi di produzione.
Ottenendo così il massimo della flessibilità dall’impianto produttivo.
Maggiore produttività dovuta alle
caratteristiche intrinseche della tecnologia di stampa, quali rapidità, riproducibilità, stabilità. La percentuale di prima scelta raggiungibile con
questa tecnologia è estremamente
elevata. Naturalmente la scelta del
sistema di stampa deve considerare
la velocità sostenuta sulla linea di decorazione, per non perdere produttività.
Costi di esercizio contenuti: l’utilizzo del sistema di stampa, secondo le
specifiche del costruttore, consente
di mantenere la massima efficienza
produttiva ed un costo di manutenzione contenuto. In particolare, la
temperatura del pezzo da stampare
deve rientrare nel range previsto. In
questo modo si possono evitare un
numero eccessivo di fermate per ripristinare il sistema. Inoltre, la formazione di condensa nella parte inferiore del piezoelettrico, dovuta al
differenziale di temperatura esistente tra unità di stampa e piastrella,
può con il trascorrere del tempo danneggiare gli ugelli del piezoelettrico.
Anche l’igroscopicità degli inchiostri
deve essere considerata, visto che la
tendenza degli inchiostri ad inglobare
acqua può causare seri problemi, di
conseguenza temperatura e vapore
devono rientrare nei valori specificati
dal costruttore.
Consumo di inchiostro contenuto:
con l’ausilio dei corretti sistemi di
gestione del colore si possono ottimizzare i consumi per realizzare i
più svariati prodotti utilizzando pochi
grammi di inchiostro al mq.
Kerajet, da oltre dieci anni si occupa
dell’inserimento della decorazione digitale nel processo produttivo ceramico. Il know how trasmesso ai propri
clienti nasce dalla ricerca costante
in tutte le componenti coinvolte nel
processo di stampa digitale, sistemi
di stampa, inchiostri, software per la
gestione del colore assistenza tecnica e grafica.
L’esperienza e la competenza maturate consentono all’azienda di sviluppare soluzioni proprie e o integrate
all’insegna della massima libertà e
personalizzazione, fornendo soluzioni flessibili che rispondono alle reali
esigenze produttive. Le 270 installazioni digitali all’attivo, sono la dimostrazione dell’efficacia delle soluzioni
proposte.
LA GESTIONE DEL COLORE
Fig. 1
56
La gestione del colore è un aspetto di
primaria importanza per la stampa. A
differenza però del tradizionale sistema di stampa su carta, la decorazione ceramica prevede una fase di cottura che può modificare il rendimento
cromatico degli inchiostri pigmentati.
Di conseguenza, lo spazio colore disponibile per riprodurre un’immagine
risulta molto limitato.
In figura 1 sono rappresentati due
“GAMUT”. S RGB è lo spazio colore
più ampio, normalmente utilizzato
nelle arti grafiche, mentre quello notevolmente più ristretto è un gamut
di un profilo ceramico in tricromia.
In figura 2 il gamut di un profilo ceramico in multicolor (C Br P Y Bg) risulta molto limitato, se paragonato allo
spazio colore Adobe RGB.
In figura 3 paragonando lo spazio colore CMYK disponibile nella stampa
su carta con una tricromia in ambito
ceramico, risultano palesi i limiti di
riproducibilità di taluni colori.
Inoltre, come se non bastasse, nel
ciclo produttivo ceramico entrano in
gioco numerose variabili che ostaco-
lano la riproducibilità fotografica.
Tali variabili sono riconducibili alla
difficoltà in ceramica di mantenere
costanti alcuni fattori, come la composizione del supporto, la formulazione e la quantità di smalto, il ciclo di
cottura.
SUBSTRATO
Tutti i materiali contenuti nel supporto sono difficili da controllare per
natura, caratteristiche e quantità e,
anche operando un severo controllo,
risulta difficile avere una costanza
dello stesso a distanza di tempo,
pregiudicando la riproducibilità dei
prodotti (Fig.4) .
APPLICAZIONI PRE-STAMPA
Anche in questo caso, è difficile
mantenere una costanza nella loro
formulazione, spesso sia per ragioni
tecniche che commerciali cambiano
le componenti, e una variazione di
queste applicazioni influisce notevolmente sul risultato finale di stampa
(Fig. 5).
CICLO DI COTTURA
Questa fase ha una notevole importanza per lo sviluppo cromatico degli
inchiostri utilizzati nella decorazione
digitale e variazioni anche minime di
temperatura o tempi di cottura generano notevoli variazioni tonali (fig.
6).
A queste variabili vanno a sommarsi,
qualora vengano modificate, configurazione e sequenze colori, fornitore
di inchiostri, velocità della linea di
smaltatura, parametri di stampa.
Per riuscire ad intervenire efficacemente su tutte queste variabili
è necessario identificare correttamente la situazione in cui si opera,
associando ad un dato momento, un
preciso profilo.
Il profilo ceramico è quindi una fotografia di un data situazione, che tiene
in considerazione tutte le variabili citate in precedenza (Fig. 7).
Il profilo viene generato stampando
una chart (composta dai colori base
e dalle loro combinazioni) che rispet-
ta sequenza colori, velocità del nastro e gli altri parametri di stampa.
Tale stampa deve essere effettuata
utilizzando supporto, smalto, engobbio effettivamente utilizzati in quel
dato momento e applicando il reale
ciclo di cottura.
Le patch che compongono la chart
vengono successivamente misurate
attraverso l’utilizzo di uno spettrofotometro, e i dati colorimetrici rilevati, sono elaborati da un software che
consente di generare un profilo ICC.
Il profilo ICC del file RGB (Es: File di
una pietra da riprodurre) e il profilo
generato vengono elaborati da un’ulteriore software “convertitore” il
quale fornisce anche una preview del
risultato ottenibile.
A questo punto il grafico può intervenire apportando, se necessario, le
modifiche attraverso Photoshop per
cercare il risultato voluto.
Evitando così numerose e dispendiose prove .
WORKFLOW
Fig. 2
Fig. 3
Fig. 4
L’utilizzo del corretto flusso di lavoro
Fig. 5
Fig. 7
Fig. 8
(Fig. 8), degli strumenti e dei software dedicati alla gestione del colore,
unitamente a stampanti performanti
e affidabili consentono a Kerajet di
garantire qualità di stampa e riproducibilità, ma anche:
Fig. 6
• Linearizzare i diversi formati,
• Linearizzare i diversi prodotti
(bicottura, monocottura, gres
porcellanato),
• Linearizzare le diverse tipologie di
stampanti,
• Sostituire il fornitore inchiostri,
• Incrementare i moduli colore
• Limitare il consumo degli inchiostri per l’interpretazione della
medesima grafica.
www.kerajet.it
LE PROPOSTE KERAJET PER LA GESTIONE DEL COLORE
Con i sistemi di gestione colore di
Kerajet-ColorStore è possibile ridurre drasticamente i tempi, le risorse e i materiali finora usati per
le prove.
Bastano poche azioni ed è possibile
mandare un set di immagini grafiche
in produzione.
Questo grazie soprattutto all’affidabile sistema di prova colore: quello che viene visualizzato a monitor o
stampato su carta, è molto simile al
risultato finale dopo la cottura.
Basta quindi affidarsi alla prova colore per eventuali correzioni sulla
grafica, senza dovere ogni volta de-
corare e cuocere.
I sistemi di gestione colore di Kerajet-ColorStore permettono:
• di sfruttare al massimo le proprietà cromatiche degli inchiostri,
• un sensibile aumento della qualità,
• un totale controllo dei colori,
• un aumento della produttività,
• un’elevata rapidità esecutiva e
versatilità (print on demand),
• una notevole riduzione tempi di lavorazione e dei materiali di scarto,
• la riduzione delle prove di stampa
e delle relative cotture,
• la riduzione consumi inchiostri,
• la riproducibilità dei prodotti,
• la garanzia di un corretto utilizzo
del proprio sistema di stampa,
senza approssimazioni, grazie ad
una tecnologia di gestione colore
professionale,
• il controllo e la gestione della produzione.
Solo in questo modo è possibile sfruttare al massimo le caratteristiche di
velocità, produttività e versatilità tipiche di un sistema digitale e quindi
dei sistemi Kerajet. Il sistema è applicabile a tutti gli inchiostri, supporti,
smalti ecc.
KERAPROFILER E KERACONVERTER
Fig. 9
Fig. 10
58
KERAprofiler e KERAconverter sono
software per la creazione di profili
colore specifici per sistemi di stampa inkjet ceramici, e per la relativa
conversione e separazione delle grafiche utilizzate nel
settore
ceramico.
K E R A profiler
e KERAconverter
offrono la
possibilità
ad aziende
ceramiche, studi grafici
ceramici
e colorifici
di
creare profili
colore in
modo completamente indipendente
e in totale autonomia.
I software
sono
sviluppati
sulla base
di librerie
colore create esclusivamente con
inchiostri ceramici per macchine di
stampa Kerajet utilizzando un esclusivo motore di conversione.
Ciò permette di fornire la massima
qualità in termini colorimetrici, durante la separazione delle grafiche
destinata alla stampa su ceramica.
I profili colore sono basati su standard ICC per poter sfruttare al meglio i vantaggi offerti da questo standard, come: la fedele simulazione sia
su monitor che su carta, il risultato
finale post cottura, la possibilità di
effettuare ulteriori correzioni cromatiche sulle grafiche già separate,
la sensibile riduzione delle prove di
stampa, ecc.
I principali vantaggi di KERAprofiler
sono:
• creazione profili colore in modo
indipendente ed autonomo,
• massima resa cromatica degli
inchiostri utilizzati,
• migliore separazione cromatica
delle grafiche,
• profili colore di elevata qualità,
• possibilità di simulare fedelmente a
monitor (soft-proofing) e su carta
(hard-proofing) il risultato finale
post cottura,
• possibilità di effettuare ulteriori
correzioni/aggiustamenti cromatici
direttamente sul file grafico separato, con l’ausilio della simulazione
post cottura,
• sensibile riduzione di materiali e
tempo necessari durante le prove
intermedie.
I principali vantaggi KERAconverter,
invece, sono sintetizzabili in:
• possibilità di riconversione di precedenti produzioni, eseguite anche
con sistemi tradizionali, in produzioni con sistemi digitali (previo
verifica file grafici originali),
• impiego di un motore di conversione ed intenti di rendering proprietari, specifici per sistemi inkjet
ceramici.
Gestione profili
Con KERAprofiler è possibile generare profili colore basati su standard
ICC, per diverse tipologie di stampa:
• Tricromia
• Quadricromia
• Multicolor (con e senza nero come
colore base, e solo per il modulo
Multicolor RIP Tiffout).
KERAprofiler permette anche di generare profili colore prevalentemente di quadricromia, partendo da dati
spettrali ricavati da software terze
parti; oppure da profili colore ICC generati con altri software.
In quest’ultimo caso KERAprofiler
non effettua un’azione di editing del
profilo già esistente, ma si limita a
estrapolare solo ed esclusivamente i
dati spettrali presenti all’interno del
profilo ICC, per poi generarlo secondo
i propri algoritmi di calcolo (Fig. 9 e
10).
Testchart e lettura testchart
KERAprofiler utilizza principalmente
testchart proprietarie per la lettura
dei dati spettrali.
Queste testchart, sono state sviluppate principalmente per sistemi
di lettura X-RIte EyeOne iO® e sono
disponibili sia per la lettura a singola
patch, sia per la lettura in modalità
strip. Quest’ultima modalità rappresenta un’importante innovazione, in
quanto permette la lettura di una testchart in meno di 3 minuti.
Va ricordato che questa funzione è
disponibile solo per testchart ColorStore dedicate, incluse nel software
(Fig. 11).
Librerie colore
KERAprofiler prevede l’utilizzo di diverse librerie colore a seconda del
tipo di grafica da riprodurre e dal colore e tipo di smalto di base. Come
noto infatti, una delle caratteristiche
principali nella stampa ceramica, è
quello di utilizzare smalti base di diverso colore e intensità, a seconda
del tipo di prodotto da realizzare.
Ciò crea seri problemi di qualità cromatica, in fase di conversione delle grafiche quanto più il colore dello
smalto di fondo si discosta da un teorico “bianco carta”.
KERAprofiler, grazie ad alcuni settaggi specifici, personalizzabili durante
la generazione del profilo, tiene conto
di tutti i fattori che potrebbero influenzare la qualità finale del risultato
al fine di garantire la massima fedeltà
cromatica, in funzione degli inchiostri
e dello smalto di base utilizzato (Fig.
12).
Generazione canale del nero (K)
Come tutti i software di generazione dei profili colore di quadricromia,
anche KERAprofiler ha le funzioni e i
parametri necessari per la generazione del canale del nero (K). Sono
disponibili quindi i comandi classici
quali: K-Max, K-Min, TAC, GCR, ecc.
per poter gestire l’inchiostro nero
(Fig. 13).
Fig. 11
Gestione conversioni
Con KERAconverter, è possibile
gestire al meglio tutti i parametri
necessari per eseguire una conversione di colore, da uno spazio di
origine RGB o CMYK ad uno spazio
di uscita CMY o CMYK. Tra questi:
• Nome configurazione
• Percorso cartella salvataggio
grafiche convertite
• Definizione spazi di origine RGB
e CMYK
• Mantenimento eventuali profili
incorporati
• Definizione spazio di uscita
• Compensazione punto nero
• Incorpora profilo
• Intento di rendering.
Fig. 12
I file grafici convertiti vengono automaticamente salvati all’interno
di una cartella definita dall’utente.
È possibile creare un infinito numero di configurazioni di conversione
e disporre di 8 slot di conversione
nella finestra principale.
Riconversioni prodotti
Una delle importanti funzioni di KERAconverter è quella di poter riconvertire o adattare prodotti già
eseguiti con altre tecnologie inkjet.
Ciò è molto utile quando si cambia
fornitore di inchiostri o a fronte di
un cambio di tecnologia di teste di
stampa, (come ad esempio da binaria a gray scale), oppure quando c’è
la necessità di ripetere un prodotto realizzato in precedenza con una
macchina completamente diversa
da quella che si vuole utilizzare per
la nuova produzione.
Questa funzione è subordinata ad
alcuni vincoli che vanno tenuti in considerazione: modello colore, grafi-
Fig. 13
Fig. 14
www.kerajet.it
che originali, differenza tra inchiostri
vecchi e
nuovi, differenze
tra macc h i n a
vecchia
e
nuova
(Fig. 14 e
15).
Fig. 15
RIP Tiffout
Rip Tiffout è un rip postscript studiato da ColorStore esclusivamente
per il settore della stampa inkjet ceramica che permette di generare file
retinati a 1 Bit da utilizzare esclusivamente con stampanti plotter
Kerajet. Grazie a retini proprietari,
per una corretta definizione di stampa, Rip Tiffout converte i file grafici
a tono continuo, in file retinati ad 1
Bit per le diverse soluzioni di stampa
Kerajet.
Rip Tiffout è un rip di tipo modulare,
ovvero offre la possibilità di avere
più moduli da integrare alla versione
base, a seconda delle specifiche esigenze di ciascuna azienda.
Alcuni di questi moduli sono soluzioni
innovative per il
settore
ceramico,
come ad
esempio
il modulo
Multicolor, o il
modulo
Tone Tuner
(Fig. 16).
Fig. 16
Multicolor
60
Il modulo Multicolor del rip rappresenta un’importante innovazione nel
settore della stampa inkjet ceramica
per quel che riguarda la stampa multicolor.
Il vantaggio principale di questo modulo è quello di poter gestire una multicromia in macchina, mantenendo i
file grafici in modalità CMY o CMYK:
non utilizza infatti una modalità di
tipo Spot Color o Multicanale, in
quanto in queste modalità la gestio-
ne colore diventa un elemento decisamente problematico.
Il modulo Multicolor sfrutta la stessa
tecnologia dei driver di stampa delle
comuni stampanti inkjet per carta o
plotter. Esse infatti dispongono da
5 a 12 cartucce di colore, ma i file
grafici vengono mantenuti in RGB o
in CMYK: questo grazie al driver di
stampa che si occupa della separazione dei diversi colori. Questo è un
aspetto fondamentale in un flusso di
lavoro per sistemi di stampa inkjet
ceramici: mantenendo i file grafici in
CMY o CMYK, non si perdono tutti i
benefici ed i vantaggi di un sistema di
gestione colore basato sui profili ICC.
Inoltre, il fatto di stampare ad esempio con 6 inchiostri, non comporta
nessuna modifica da parte dell’operatore, sia nella generazione dei profili,
sia nella gestione delle grafiche.
L’unica differenza per l’operatore
grafico, è quella di disporre di uno
spazio colore decisamente più ampio,
con più ampi margini d’intervento in
fase di correzione cromatica dei file
grafici convertiti e una maggiore libertà espressiva.
Linearizzazione
Il modulo di linearizzazione è presente
all’interno di alcuni driver di stampa
per stampanti Kerajet. È un tool per
la calibrazione della stampante o dei
plotter ceramici ed è fondamentale
per l’ottimizzazione della stampante
stessa e del flusso di lavoro, in quanto è possibile, attraverso questo
strumento, riportare la stampante
ad una condizione nota e ripetibile.
Un aspetto non trascurabile, per il
mantenimento della stabilità del processo, riconversione e Remote Proofing.
Remote Proofing
La funzione Remote Proofing, che fa
sempre parte del modulo di linearizzazione, viene utilizzata per uniformare due o più stampanti tra di loro;
ad esempio per far sì che due o più
stampanti, possibilmente con le medesime caratteristiche, forniscano lo
stesso risultato cromatico in fase di
stampa o per uniformare due produzioni della stessa stampante.
Cost Manager
Cost Manager è un modulo che permette di calcolare prima della stampa il consumo di inchiostro e il costo
al m/q relativo a qualsiasi progetto.
Il modulo Cost Manager tiene conto di tutti quei parametri impostati
dall’utente, necessari per il calcolo
(numero dei colori, risoluzione, costo
del colore al Kg, ecc.).
Tone Tuner
Principalmente pensato per la produzione, Tone Tuner permette di ovviare
in tempi brevi alle variazioni di tono
che possono manifestarsi durante
una produzione. Basta infatti stabilire un valore di correzione, e il rip
genera 11 versioni differenti in termini di tono della grafica che si sta
producendo.
La modifica di tono, che corrisponde
al riferimento, viene applicata a seconda delle esigenze ad una singola
faccia o a tutte le facce del progetto.
Questo modulo è molto utile anche
per gli operatori grafici, nella fase di
prove intermedie per indirizzare velocemente alla centratura cromatica
di un determinato campione di riferimento oppure per avere un riscontro
immediato in un processo di variantatura tonale.
KERAverifier
Il modulo è uno strumento prezioso
per la verifica della stabilità del processo produttivo (cottura, smalto,
ecc.). La procedura è breve: la lettura di due piccole strip di controllo,
per verificare eventuali variazioni nel
flusso produttivo. Il modulo KERAverifier fornisce tutti i dati colorimetrici necessari e i relativi scostamenti
cromatici. in questo caso si può individuare facilmente cosa è cambiato
da una stampa a un’altra, o da una
produzione a un’altra.
KERAproofer
KERAproofer permette di eseguire,
attraverso l’uso di un comune plotter o di una stampante inkjet tradizionale, una stampa su carta del
file grafico destinato alla stampante
inkjet ceramica. Il tutto simulando
con estrema accuratezza il risultato
finale della cottura e il colore esatto
dello smalto di base.
Questo modulo rappresenta uno
strumento fondamentale per gli operatori grafici, in quanto permette di
risparmiare il tempo dedicato alle
prove di stampa intermedie e alle re-
lative cotture.
Non sempre, infatti, vi è la disponibilità della stampante inkjet ceramica,
dei supporti smaltati o del forno per
la cottura.
Solo quando la stampa su carta simula correttamente il risultato desiderato, si può eseguire la stampa
inkjet direttamente su supporto ce-
ramico.
Il modulo KERAproofer è disponibile
per i diversi formati di stampante o
plotter, a partire dal formato 17”, indipendentemente dal tipo di marca.
Inoltre, è disponibile anche in modalità Stand Alone, solo per la prova
colore su carta, per aziende che non
utilizzano stampanti Kerajet.
SISTEMI DI STAMPA KERAJET
• K700X: stampante industriale
“single step” per la decorazione
di pavimenti e rivestimenti ceramici.
• K700S-K1000S: stampante industriale “single step” per la decorazione di pavimenti e rivestimenti
ceramici.
• Pk200: plotter “multi pass” per
la decorazione di fondi, pezzi speciali e la generazione di prototipi.
• KF 1200 S: stampante industriale single step e multi pass per
grandi formati.
• SIDE PRINT: stampante industriale “single step” per la
decorazione, in verticale di pezzi
speciali.
• TEST JET: strumento da laboratorio per controllare l’operatività
degli inchiostri.
La principale differenza tra i sistemi
di stampa “single pass” presentati
risiede nell’utilizzo di unità di stampa
differenti: XAAR 1001 e SEIKO GS II.
Tale differenza deve essere tenuta in
considerazione, per operare la scelta
del sistema di stampa più congeniale
alle esigenze produttive dell’acquirente.
Se da un lato alcune caratteristiche
sono similari - ingombri, software
utilizzati, opportunità di interpretare
una grafica sia in modalità binaria o
gray scale, qualità di stampa, inter-
faccia utente, stampa in doppia fila
e funzionalità generiche -, dall’altro le prestazioni nella decorazione
di molti prodotti sono differenti: in
particolare ove sia richiesta una
capacità di deposizione d’inchiostro
elevata o per velocità sostenuta
sulla linea di smaltatura, o per la necessità di interpretare un prodotto
particolarmente intenso.
Ne consegue che il sistema di stampa più performante, non solo risulta
una scelta particolarmente indicata
nella produzione di piccoli formati,
ma offre un grado di libertà e opportunità maggiori anche nella decorazione di grandi formati (Fig. 17
e 18).
Fig. 17
Fig. 18
www.kerajet.it
STAMPANTE K700X
La stampante K700X è il sistema di
stampa indicato per le installazioni ove
la velocità di decorazione sulla linea di
smaltatura sia moderata e non sia richiesto un elevato scarico colore.
Caratteristiche Tecniche:
Tecnologia di stampa: DOD (drop
on demand)
Volume di goccia variabile: Da 6 a
42 pl utilizzabile in modalità binaria
(scegliendo un dato volume di goccia
per interpretare una grafica) o a 4
livelli di grigio in funzione dell’intensità del file sorgente
Fronte di stampa variabile: Da 282
mm fronte di stampa minimo costituito
da 4 US per modulo colore, a 705
mm fronte di stampa massimo costituito da n. 10 US per modulo colore
Configurazioni possibili: Da 3 a 6
moduli colore indipendenti con relativi circuiti di alimentazione e ricircolo
che permettono l’utilizzo di 6 colori
diversi
Gestione grafica: Tricromia, quadricromia, multicolore in funzione
dei moduli colore installati a bordo
macchina
Lunghezza massima di stampa:
54.000 mm corrispondente alla
capacità di memoria grafica
Definizione di stampa trasversale:
360 dpi per ogni modulo colore
Definizione di stampa longitudinale:
variabile in funzione della velocità di
ingresso del pezzo
• 864 dpi - 10 m/min in modalità
binaria 42 pl o GS 4 (scarico massimo)
binaria 42 pl o GS 4
(scarico massimo)
Spessore massimo del pezzo da
stampare: 40 mm
Tempo di caricamento immagini:
inferiore ai 2 min per un file di 10 m
di lunghezza, da intenderesi come
tempo di cambio prodotto qualora
non cambiassero le applicazioni sulla
linea di smaltatura
Pulizia e recupero inchiostri:
• Sistema automatico di pulizia
standby delle unità di stampa con
mantenimento in ricircolo degli
inchiostri
• Sistema automatico di pulizia onrun delle unità di stampa inferiore
ai 20 secondi
Inchiostri utilizzati: Inchiostri
pigmentati e sali solubili di diversi
fornitori preventivamente omologati
Dimensioni: 1.700X1.470X3.700 mm
STAMPANTI K700S - K1000S
Le stampanti K700S e K1000S (unità di stampa SEIKO GS) permettono
produzioni ad elevata velocità e consentono uno scarico colore tale da
realizzare prodotti particolarmente
intensi.
Caratteristiche Tecniche:
Tecnologia di stampa: DOD (drop
on demand)
Fig. 19
62
Fronte di stampa variabile: Da
287 mm fronte di stampa minimo
costituito da n ° 8 US per modulo
colore, a 1077 mm ”K1000” fronte
di stampa massimo costituito da n
° 30 US per modulo colore
Configurazioni possibili: Da 3 a 5
moduli colore indipendenti con relativi circuiti di alimentazione e ricircolo
che permettono l’utilizzo di 5 colori
diversi
Gestione grafica: Tricromia, qua-
dricromia, multicolore in funzione
dei moduli colore installati a bordo
macchina
Lunghezza max di stampa: 54.000 mm
corrispondente alla capacità di
memoria grafica
Definizione di stampa trasversale:
360 dpi per ogni modulo colore
Definizione di stampa longitudinale:
variabile in funzione della velocità di
ingresso del pezzo
• 762dpi - 31 m/min in modalità
Velocità max di stampa: 70 m/min
stampare: 40 mm
Tempo di caricamento immagini: inferiore ai 2 min per un file di 10 m di
lunghezza, da intenderesi come tempo di cambio prodotto qualora non
cambiassero le applicazioni sulla linea
di smaltatura
Pulizia e recupero inchiostri:
standby delle unità di stampa con
mantenimento in ricircolo degli
inchiostri
• Sistema automatico di pulizia on-
run delle unità di stampa inferiore
ai 15 secondi
Inchiostri utilizzati: Inchiostri pigmentati e sali solubili di diversi fornitori preventivamente omologati
Dimensioni:
• 1.700x1.470x3.700 mm versione
K700S
• 2.100x1.470x3.700 mm versione
K1000S
Fig. 20
Fig. 21
Fig. 22
Fig. 23 - Pk200S, unità di stampa Seiko GS II
Fig. 24 - Plotter PK 200S
PLOTTER PK200S
Il plotter Pk200S è la soluzione ideale
per la produzione di pezzi speciali e
decori; inoltre è in grado di simulare
fedelmente le condizioni di lavoro delle
stampanti “single step”, dimostrandosi uno strumento importante nella
fase di ricerca e sviluppo dei prodotti
di qualsiasi genere.
CARATTERISTICHE TECNICHE
Formato massimo stampabile: 800x
1980 mm versione standard; personalizzabile con piano di stampa fino a
1200x3600 mm
Configurabilità: 6 unità di stampa,
con relativi circuiti di alimentazione
e ricircolo che permettono l’utilizzo
di 6 colori diversi
Gestione grafica: Tricromia, quadricromia, multicolore in funzione del
numero di colori installati a bordo
macchina
Produttività: Variabile in funzione
qualità di stampa desiderata; es:
360dpix508 dpi qualità standard,
25 mq/h
Tempo di caricamento immagini: 1
min per un file di 1980x800 mm
Pulizia e recupero inchiostri: Sistema automatico di pulizia standby
delle unità di stampa con mantenimento in ricircolo degli inchiostri
stampare: 150 mm
Inchiostri utilizzati: Inchiostri
pigmentati e sali solubili di diversi
fornitori preventivamente omologati.
Dimensioni: 3.200x1.800x1.200 mm.
www.kerajet.it
COMPARAZIONI PRODUTTIVE
Di seguito, sono riportati esempi
puramente indicativi dei diversi pro-
dotti ottenibili con i diversi sistemi di
stampa a varie velocità di linea, e il
relativo scarico colore richiesto per
la loro realizzazione.
SISTEMI DI STAMPA UTILIZZATI
Stampante
K700X
K700S - 1000S
Risoluzione
360 dpi
360 dpi
Unità di stampa
Xaar 1001
Seiko GS
Configurazione
4 moduli colore
4 moduli colore
Fig. 25 - Esempi di prodotti ottenibili con una velocità di 20 metri al minuto sulla linea di
smaltatura
smaltatura
smaltatura
smaltatura
NOTE
64
Soluzioni innovative nelle
macchine da stampa inkjet
di Francesco Casoni
Projecta Engineering ha sviluppato
un’intera gamma di prodotti destinati
alla
decorazione
digitale,
con
l’obiettivo di esplorare tutti i nuovi
orizzonti creativi che tale tecnologia
ha aperto nell’ambito dello sviluppo
estetico dei prodotti.
A tal scopo, ad eccezione della
testa di stampa digitale, tutte le
componenti meccaniche, elettriche
ed
elettroniche
sono
state
progettate, realizzate e sviluppate
internamente. Questa è la migliore
opzione per avere il controllo totale
sul processo di stampa e sulla
gestione degli inchiostri e fornisce
la chiave tecnologica per sviluppare
sistemi in grado di operare su
qualsiasi tipo di prodotto ceramico,
di struttura e di formato.
Il cuore del sistema è la testa digitale
di stampa Xaar 1001 a 2 vie, prodotto
di eccellenza tecnologica mondiale:
la scelta è caduta su di essa in primo
luogo per il sistema di ricircolo del
colore di cui ha esclusiva dotazione,
in seconda battuta perché dispone
della migliore risoluzione grafica per
veicoli destinati alla decorazione
ceramica (360dpi).
Il suo impiego, abbinato ad un
sistema di alimentazione proprietario
e brevettato che permette di
sfruttare la suddetta prerogativa
per il ricircolo degli inchiostri,
elimina tutte le problematiche che
gravano sul funzionamento degli
ugelli e i conseguenti difetti sulle
superfici decorate: in tal modo
vengono infatti eliminate sia le
impurità (particelle non filtrate)
che i vuoti di alimentazione (bolle
d’aria), assicurando un processo di
alimentazione dinamica ed un flusso
illimitato di colore, utile soprattutto
nel caso in cui la testa di stampa sia
sottoposta a “stress di continuità
operativa”, ad esempio la stampa di
campi pieni.
Anche il software di gestione del
modulo di comando della stessa testa
digitale è proprietario: ciò consente
di specializzarne ed ottimizzarne le
performance in ambito ceramico.
La macchina è in grado di lavorare
con gocce a volume variabile
(modalità “scala di grigio”), secondo
8 livelli dosati fra 6 a 42 picolitri: il
sistema a scala di grigi consente il
massimo livello di definizione grafica.
Le macchine di Projecta Engineering
sono realizzate per consentire
operatività fino a 6 colori (fa eccezione
il plotter Digiplot, disponibile fino a 8
colori), ma il software è già comunque
predisposto per una gestione fino a
12 colori.
LA GAMMA DI STAMPANTI
La proposta Projecta Engineering
rende
disponibile
un
sistema
integrato ed aperto: integrato
in quanto si sviluppa secondo
una gamma ampia e articolata
in riferimento sia alle dimensioni
(formati decorabili fino a 1120 mm
di larghezza) che alle soluzioni (dal
plotter Digiplot, alla macchina per
pezzi speciali Compact e Compact
Moving studiata e brevettata per
pezzi a geometria e strutturazione
complessa, al sistema di controllo
Ink Tester); aperto, in relazione agli
inchiostri, in quanto un processo
di validazione in continua evoluzione
rende la macchina compatibile con
tutti i prodotti dei migliori colorifici
presenti sul mercato; aperto, inoltre,
in relazione al potenziale creativo
offerto a supporto degli studi di
progettazione grafica, molti dei quali
hanno ritenuto di doversi dotare del
sistema di sviluppo Digiplot.
66
Keramagic 700 e Keramagic Maxi si
differenziano unicamente in relazione
al fronte di stampa massimo;
Keramagic Compact offre le stesse
Tipologia macchine
Fronte di stampa massimo (mm)
Keramagic 700 700
Keramagic Maxi 1260
Keramagic Compact 350
Keramagic Moving 350
Digiplot 1400 x 700
Ink-Tester 70
prestazioni,
ma
con
ingombri
decisamente ridotti a fronte del minor
fronte di stampa; Keramagic Moving
è stata sviluppata per decorare
qualsiasi tipo di superficie concava
o convessa, grazie alla possibilità di
inclinare le teste di stampa; Digiplot
è un plotter da laboratorio in grado
di riprodurre con fedeltà le stesse
opzioni di stampa di Keramagic, in
modalità di stampa single-pass;
Ink-Tester è un sistema affidabile e
semplice per testare i colori.
Keramagic adotta anche altre
innovative
soluzioni,
software
ed hardware, che permettono
di velocizzare e semplificare le
operazioni di manutenzione, di
ridurre drasticamente l’effetto “riga
di sovrapposizione” e migliorare
l’uniformità dei toni, di ovviare
all’effetto “riga bianca” dovuto
all’eventuale otturazione di un ugello.
Keramagic
è
progettata
in
ottemperanza ai criteri GREENERGY
del Gruppo SITI-BT: il sistema a “scala
di grigio”, assieme alla gestione del
ricircolo di alimentazione, genera
notevoli risparmi di inchiostro; la
macchina ha potenza installata
notevolmente inferiore a quella delle
dirette concorrenti e conseguenti
fabbisogni energetici minori; tale
caratteristica
consente
inoltre
di equipaggiarla con un gruppo di
continuità per sopperire a eventuali
mancanze di corrente, soluzione
inattuabile per altre macchine digitali.
KERAMAGIC
Macchina da stampa digitale a getto di inchiostro con tecnologia “drop
on demand”, progettata in maniera
specifica per la stampa su piastrelle
ceramiche con l’utilizzo di inchiostri
pigmentati e non, soluzioni e sospensioni non a base acquosa.
Il principio fondamentale che rende
questa stampante adatta e performante alla stampa su piastrelle
ceramiche è quello dell’inchiostro o
colore mantenuto continuamente in
circolazione attraverso la testa di
stampa, permettendo all’inchiostro
di veicolare all’esterno tutto quello che potrebbe ostruire il singolo
ugello (particelle inquinanti, agglomerati e bolle d’aria), aiutando così
il mantenimento della sospensione
ed evitando e/o riducendo drasticamente inutili fermi di produzione.
La circolazione viene ottenuta me-
diante l’uso di un sistema idraulico
specifico e l’eliminazione delle particelle inquinanti è affidata ad una batteria di filtri.
Le innovazioni di questa stampante
digitale sono principalmente due:
• la risoluzione di stampa 360 dpi,
• la possibilità di gestire la dimensione della goccia in 8 livelli di
grigio, permettendo di ottenere
un’altissima qualità di stampa,
quasi fotografica con sfumatura
molto contrastata.
Lo standard utilizzato è la quadricromia (CMYK), mentre l’elettronica
e il software sono stati implementati per utilizzare tipologie di stampa fino ad otto colori. Per utilizzare
al meglio queste prestazioni è stato
Fig. 1 - Keramagic
KERAMAGIC: SPECIFICHE TECNICHE
Risoluzione 360 dpi trasversale (fisica). Longitudinale 360 dpi a 24 m/min
Velocità di stampa da 1 a 48 m/min (con risoluzione a 360 dpi e 8 livelli di grigio la velocità massima è di 24 m/min)
Tipo di stampa inkJet drop on demand in quadricromia standard o multicolore
Livelli di grigio 8 livelli
Marca e modello della testa di stampa Xaar 1001
Trasporto tappeto brushless motor con encoder ottico e riduttore a gioco zero
Controllo altezza e movimentazione testa stepper motor
Driver controllo motori digitali intelligenti programmabili
Alimentazione 400 Vac trifase 50Hz+N+T
Fig. 2 - Keramagic per grandi formati
Potenza richiesta 5 Kw a 400 Vac
Aria compressa filtrata min 6 bar
Larghezza tappeto 750 mm
MATERIALI
Struttura portante mista, acciaio al carbonio verniciato e acciaio inox aisi 304
Struttura piano scorrimento nastro acciaio inox aisi 304
Nastro trasporto poliuretano antiacido con struttura mista poliestere/aramide
Cassetto porta colori acciaio al carbonio e ferro verniciato RAL 7035
Piedi e struttura di sostegno acciaio inox aisi 304
Carter di protezione policarbonato e acciaio inox aisi 304
Quadri elettrici acciaio inox aisi 304 grado di protezione IP56/65
Fig. 3 - Keramagic per grandi formati
DIMENSIONI INGOMBRO (INDICATIVE)
Lunghezza mm 3600 macchina fino a 4 colori; 4100 macchina fino a 6 colori
Larghezza mm 1700
Altezza mm 2200
Peso kg 1300
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necessario progettare e realizzare
una potente elettronica a microcontrollore, un software di controllo con
interfaccia operatore ed una semplice meccanica, il tutto dedicato alle
altissime performance tecniche di
KeraMagic, pur tenendo in considerazione un semplice utilizzo da parte
dell’operatore.
Versioni Standard
• KeraMagic KM700: fronte di
stampa da 70 a 700 mm,
10 teste di stampa per colore.
• KeraMagic KM1120: fronte di
stampa da 70 a 1120 mm,
16 teste di stampa per colore.
KERAMAGIC COMPACT E KERAMAGIC COMPACT MOVING
Foto sotto Keramagic Compact Moving
Macchine da stampa digitali a getto
di inchiostro con tecnologia “drop on
demand”, presentano le medesime
caratteristiche tecniche e progettuali e le prestazioni di KeraMagic.
Keramagic Compact è stata progettata in maniera specifica per la
stampa su piastrelle ceramiche di
piccolo formato, come battiscopa,
fasce e decori.
La versione speciale KeraMagic
Compact Moving è stata sviluppata per la stampa su pezzi speciali e
superfici non planari: in single pass
riesce a decorare tori, torelli, matite
ecc.
E’ prevista la movimentazione delle
teste di stampa, per adattare gli angoli di sparo alla superficie del pezzo,
tale da ridurre al minimo la distanza tra la testa di stampa e il pezzo
stesso.
Versioni Standard
•
•
KeraMagic Compact KMC210/4
espandibile a KMC210/6
KERAMAGIC COMPACT: SPECIFICHE TECNICHE
Risoluzione 360 dpi Trasversale (fisica) - longitudinale 360 dpi a 24 m/min
Velocità di stampa da 1 a 48 m/min (con risoluzione a 360 dpi e 8 livelli di grigio; velocità massima è di 24 m/min)
Trasporto tappeto brushless motor con encoder ottico e riduttore a gioco zero
Aria compressa Filtrata min 6 bar
Larghezza tappeto 650 mm
MATERIALI
Struttura piano scorrimento nastro acciaio inox aisi 304
Nastro trasporto poliuretano antiacido con struttura mista poliestere/aramide
Cassetto porta colori acciaio al carbonio e ferro verniciato RAL 7035
Piedi e struttura di sostegno acciaio inox aisi 304
Quadri elettrici acciaio inox aisi 304 grado di protezione IP56/65
Lunghezza mm 2600/2800
Larghezza mm 1500
Altezza mm 2200
Peso kg 1000
68
•
•
KeraMagic Compact Moving
•
KMC210/4/M espandibile a
KMC210/6/M
•
KMC280/6/M
KMC350/6/M.
DIGIPLOT E INK TESTER
Digipolot è un plotter da laboratorio
in grado di riprodurre con fedeltà le
stesse opzioni di stampa di Keramagic, in modalità di stampa singlepass.
Ink Tester è un sistema specifico per
la ricerca dei parametri fisico-chimici
dei colori Inkjet.
L’impiego mirato di una sola testa di
stampa colloca questa macchina sul
mercato a costi accettabili e prestazioni analoghe rispetto ai macchinari
destinati alla produzione industriale.
Entrambe le macchine replicano le
medesime caratteristiche costrut-
tive e progettuali di Keramagic (utilizzo di inchiostri
pigmentati e non, soluzioni e sospensioni non a
base acquosa; inchiostro
o colore mantenuto continuamente in circolazione attraverso la testa di
stampa, la risoluzione di
stampa a 360 dpi, possibilità di gestire la dimensione della goccia in 8 livelli di grigio, elettronica e
software implementati per
utilizzare tipologie di stampa fino ad otto colori).
DIGIPLOT: SPECIFICHE TECNICHE
lot
Area di stampa 700x1400 mm
Velocità di stampa Max 15 m/min a 360 dpi e 8 livelli di grigio
Fo
to
-D
igip
Risoluzione 360 dpi
Assi brushless motor con encoder ottico
MATERIALI
Struttura piano Alluminio
Quadri elettrici acciaio al carbonio verniciato grado di protezione IP56/65
DG1400-700/4-6 colori
DG1400-700/8 colori
Lunghezza
mm 2410
mm 3250
Larghezza
mm 2100
mm 2100
Altezza
mm 1180
mm 1180
Altezza piano lavoro
mm 800
mm 800
Peso
kg 1000
kg 1100
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INKTESTER: SPECIFICHE TECNICHE
Area di stampa 70 mm
Risoluzione 360 dpi
Velocità di stampa Max 24 m/min a 360 dpi e 8 livelli di grigio
Tipo di stampa inkJet drop on demand singolo colore
Assi brushless motor con encoder ottico e riduttore a gioco zero
Controllo altezza e movimentazione testa 220 mm
Laboratorio
Projecta Engineering
Driver controllo motori manuale
Alimentazione 230 Vac monofase 50Hz +T
MATERIALI
Struttura di sostegno acciaio al carbonio verniciato, RAL 7032
Quadro elettrico acciaio al carbonio verniciato grado di protezione IP56/65
Lunghezza mm 1500
Larghezza mm 500
Altezza piano lavoro mm 1000
Peso kg 100
NOTE
70
Innovazione di processo:
la vera chiave del digitale
di Paolo Monari
In costante e rapida evoluzione, la
tecnologia digitale rappresenta oggi
la soluzione più evoluta e d’avanguardia per la decorazione ceramica.
Nella fase attuale, scopo di System
Ceramics è comprendere gli aspetti su cui lavorare per ottimizzarne
la produttività, con una costante
ricerca sull’innovazione del processo che porta al cambiamento degli
stessi parametri.
Tutte le innovazioni di processo par-
tono dalla valutazione di vantaggi e
limiti di una nuova tecnologia.
Analizziamoli entrambi.
Tra i vantaggi della tecnologia digitale figurano:
• Elevata definizione di stampa
• Prototipazione rapida e meno
costosa
• Decorazione delle strutture
• Variabilità grafica (numero di
facce)
• Flessibilità nel cambio produzione
(lotti piccoli “on demand”).
Tra gli svantaggi o limiti della tecnologia digitale si ricomprendono:
• Limitazione del “gamut” cromatico
• Carenza di apporto materico
• Criticità nel cambio rapido degli
inchiostri
• Produttività/velocità
• Range di lavoro più “stretto” su
tutto il processo produttivo
• Costo della macchina
• Standardizzazione del prodotto
finito.
COMPARAZIONE TRA TECNOLOGIA DI DECORAZIONE TRADIZIONALE (ROTOCOLOR)
E TECNOLOGIA DI DECORAZIONE DIGITALE
TAB. 1
ROTOCOLOR
DIGITALE
Costo di acquisto MACCHINA (variabile)
1
ÍÎ
3
Costo INCHIOSTRI
1
ÍÎ
10-15
Quantità media di inchiostro applicato
9
ÍÎ
1
Costo di PROTOTIPAZIONE nuovi modelli
3
ÍÎ
1
Costo di MANUTENZIONE ANNUALE
1
ÍÎ
2
Solo andando ad aggregare correttamente i vari COSTI si otterrà una stima
dell’incidenza al m2 nel produrre lo stesso Modello con le due Tecnologie...
Vi sono diversi punti discordanti che
emergono quando si compara la tecnologia di decorazione tradizionale
(Rotocolor) con la tecnologia di decorazione digitale, che vale la pena esaminare.
a) Costo al m2 di una produzione
totalmente in digitale
Dalla tabella 1 si evince che solo andando ad aggregare correttamente i vari costi imputabili alle
due diverse tecnologie di decorazione, si può ottenere una stima
dell’incidenza al metro quadrato
dell’una e dell’altra, nella produzione dello stesso modello.
b) Percentuale di prima scelta
A fronte di un’ottima stabilità del
tono, non vi è una visione univoca sulle percentuali di “Prima” in
uscita alla scelta.
La tecnologia digitale presenta
ancora problematiche di righe sul
prodotto finito, che comportano la
necessità di apportare correzioni
ai software dei sistemi di visione e
selezione automatica.
Normalmente, ad oggi, viene declassata la riga visibile a 35-40
cm di distanza (per lo meno nelle
piastrelle da pavimento).
Quindi è vero che, dal punto di vista dei cambi di tono, la tecnologia digitale ha aumentato di alcuni punti la percentuale di “prima”,
però è altrettanto vero che sono
stati cambiati i criteri di scelta
automatica.
FIG. 1 - Check Point System
72
c) Produttività
Oggi le macchine digitali lavorano in continuo con purghe e/o pulizie automatiche programmate nel
tempo con una cadenza variabile in
funzione della criticità del prodotto. La possibilità di usufruire di cicli automatici di pulizia, consente
di ridurre al minimo le fermate e limita al minimo la necessità di interventi di manodopera.
Permane, comunque, la necessità
di controllare visivamente il prodotto in crudo per verificare l’eventuale presenza di righe, bande
e/o gocce.
Anche in questo caso, l’alternativa al controllo umano, è un sistema automatico di visione a crudo,
come ad esempio il Check-Point di
System (Fig. 1).
In generale, comunque, si sa che nella decorazione digitale, la velocità di
stampa è inversamente proporzionale alla definizione di stampa.
Esempio:
• Risoluzione di stampa Media di
200x400dpi = velocità di stampa
di 36 metri/minuto.
• Risoluzione di stampa Massima di
200x600dpi = velocità di stampa
di 24 metri/minuto.
Quindi, ogni qualvolta si considera la
decorazione digitale, sarebbe più corretto parlare di flessibilità della produzione, piuttosto che di produttività
in senso assoluto (tabella 2).
d) Ripetibilità nel tempo
Con la decorazione digitale si ha
l’introduzione di nuove problematiche operative tra le quali, su tutte, spicca la difficile “gestione” digitale del colore.
Le macchine digitali forniscono
prestazioni eccellenti in termini di
stabilità di tono, all’interno di un
unico ciclo produttivo.
Problematica ben più sentita è,
invece, la ripetibilità di uno stesso prodotto a distanza di tempo,
non tanto a causa della diversa
“scrittura” della macchina digitale, quanto dell’influenza di tutti gli
altri parametri del ciclo produttivo:
• temperatura e umidità delle
piastrelle;
• densità, viscosità, peso di
engobbio e/o smalto;
• applicazione e peso di eventuali
protezioni finali (toppe,
graniglie, etc.)
• ciclo di cottura (forno).
E’ complicato mantenere certi
parametri produttivi all’interno
di un ristretto “range” di lavoro
e per questo spesso si rendono
necessarie continue modifiche
grafiche del file digitale per
poter “riportare a tono” un
determinato modello.
SVILUPPO DELLA TECNOLOGIA
Ricapitolando, quindi, “decorare bene” significa ottimizzare:
• produttività,
• resa,
•
•
•
•
•
•
qualità estetica,
ripetibilità,
gamma colori,
flessibilità (frazionamento lotti)
innovazione
costo produttivo.
Mentre i punti discordanti sul digitale sono stati sintetizzati in:
• costo produttivo al m2,
• percentuale di prima scelta (resa)
• produttività / ripetibilità
• gamut cromatico
• apporto materico.
In questo momento si sta cercando
di adattare tutto il processo produttivo alle caratteristiche delle stampanti digitali, senza preoccuparsi
troppo del fatto che, per stabilizzare la produttività digitale, occorrerebbe una innovazione di tutto il processo: tutti i parametri di processo
che variano a monte e a valle della
decorazione digitale, influenzandone
pesantemente il risultato cromatico finale, ad oggi non sono parametri “digitalizzati” che possono essere tenuti sotto controllo facilmente.
Secondo System la tecnologia si
svilupperà in maniera vincente se,
e solo se, si riuscirà ad “avvicinare” maggiormente il digitale all’analogico, o viceversa, in modo da avere
un maggior controllo e tolleranza del
range di lavoro.
TAB. 2 - PRODUTTIVITA’ TECNOLOGIA DIGITALE
Velocità trasporto - 24 metri/min
Pz/min
m2/minuto
m2/ora
m2/turno
NO STOP
PH 2800
4 uscite
30x30 cm
52
4,68
280
2240
PH 6200
3 uscite
60x60 cm
24
8,66
519
4156
PH 4600
4 uscite
30x60 cm
30
5,40
324
2592
FLESSIBILITA’ ÍÎ PRODUTTIVITA’?
Fig. 2 - Rotodigit NG
Fig. 3 - Rotodigit NG
In quest’ottica, la nuova macchina digitale di System, la Rotodigit
NG, è stata pensata con la versatilità di diversi tipi di testine di stampa in modo da poter applicare quantità di inchiostro maggiori, e quindi
facilitare la gestione della decorazione nell’ambito delle normali variazioni del processo produttivo ceramico.
Caratteristiche di Rotodigit NG
sono:
• Macchina solo “stand alone”
• Nuovo sistema di trasporto, con
incremento della stabilità
• Risoluzione trasversale = 200dpi
• Risoluzione longitudinale = 200400-600 dpi
• Volume gocce = da 30 fino a 200
picolitri
• Configurabilità
• Libertà di scelta del numero di
barre colore installabili (da 1 fino
ad un massimo di 6 barre)
• Tipo di teste:
- 200dpi = scala di grigio
(4 livelli) con gocce
30-50-80 pL
- 200dpi = scala di grigio
(4 livelli) con gocce
80-150-200 pL
• Velocità massima di lavoro = 50
www.system-group.it
FIG. 4 - Rip Immagini System
FIG. 5 e 6
RIP Guidato: Elaborazione software delle immagini
metri/minuto
• Ricircolo inchiostro
delle testine
• Sistema semiautomatico di
pulizia delle barre con solvente
• Elettronica “proprietaria”:
l’elettronica di comando dello
sparo delle testine è sviluppata
internamente in maniera
autonoma e questo permette,
in un futuro, l’installazione a
bordo macchina di qualsiasi tipo
di testina di stampa
• Caratterizzazione degli
inchiostri “proprietaria”,
che consente di ottimizzare
e personalizzare le “forme
d’onda” in funzione delle
caratteristiche dei singoli
inchiostri per ottenere la
miglior qualità di stampa
• RIP immagini “proprietario”, che
permette la personalizzazione
del sistema di elaborazione
grafiche (fig. 4).
È opzionale, inoltre:
1. l’utilizzo del sistema di stampa
con scala di grigio a 4 livelli con
diverse modalità di distribuzione
delle gocce;
con diverse modalità Binarie di
distribuzione delle gocce;
misto scala di grigio/binario
in funzione dell’inchiostro
utilizzato, mantenendo la
possibilità di utilizzare diverse
modalità di distribuzione delle
gocce.
In
automatico,
l’elaborazione
software delle immagini genera
un “job ticket” contenente tutte
le informazioni tecniche del file di
stampa e consente di calcolare la
percentuale di copertura grafica di
ciascun colore e quindi di calcolare
conseguentemente il consumo, per
un determinato tipo di disegno, di
ciascun inchiostro caricato nelle
singole barre (figg. 5 e 6).
I VANTAGGI DI ROTODIGIT “NG”
Fig. 7 - Rotodigit “NG”
74
I vantaggi di Rotodigit “NG” si
traducono in:
1. Produttività
2. Ampio
“gamut”
cromatico
(grazie alla maggior risoluzione,
200dpi, e al maggior quantitativo
di inchiostro scaricato)
3. Sincronismo con Rotocolor.
Raddoppiando
la
risoluzione
trasversale (200dpi) e utilizzando
una barra colore con goccia da
200pl (Inchiostro giallo), si ampia
considerevolmente
il
“gamut”
cromatico con la comparsa in
sovrapposizione, di svariati toni di
colore verde (Figg. 8 e 9):
Fig. 8
100x400 DPI
C = 80 pl
M = 80 pl
Y = 80 pl
K = 80 pl
Fig. 9
200x400 DPI
C = 80 pl
M = 80 pl
Y = 150 pl
K = 80 pl
I PRODOTTI REALIZZATI CON ROTODIGIT “NG”
Nelle immagini seguenti:
alcuni prodotti realizzati con Rotodigit “NG”
Fig. 10 - Cartella cromatica
L’evoluzione della tecnologia
inkjet: flessibilità
e produttività
di Pedro Benito Alcántara
Cretaprint, specializzata nella produzione di macchine per la decorazione nel settore ceramico, dal
1997, anno della sua costituzione, è impegnata nella fornitura di
soluzioni competitive e innovative
per la stampa digitale, progetta-
te in stretto rapporto di collaborazione con le aziende produttrici
di piastrelle, alle quali viene fornita
assistenza tecnica post-vendita,
formazione e consulenza.
L’innovazione, la creatività, l’affidabilità, la qualità delle macchine,
l’orientamento al cliente e soprattutto un team di tecnici altamente specializzati e fedeli alla filosofia
aziendale, rendono Cretaprint un
punto di riferimento a livello mondiale nel suo settore.
Fig. 1
FLESSIBILITÀ E PRODUTTIVITÀ
Cretaprint propone una vasta gamma di prodotti per la stampa inkjet
per il mercato ceramico, in grado di
soddisfare le esigenze individuali di
ogni azienda.
Sia Cretaprinter, con una larghezza di stampa fino a 1120 mm, sia
Cretacompact, con una larghezza
massima di 700 mm sono modulari,
vale a dire, è possibile scegliere il
CRETACOMPACT
Fig. 2
76
numero di colori e la larghezza di
stampa, essendo l’inversione proporzionale al formato desiderato.
Queste macchine sono state progettate per essere modificate in
futuro, regolando tanto la larghezza di stampa quanto il numero di
barre, grazie al loro design modulare, elemento che apporta una
grande flessibilità all’azienda cera-
mica, in grado dunque di adattare le
macchine alle diverse esigenze nel
tempo.
La tecnologia inkjet ha fatto irruzione sul mercato ceramico grazie ai
grandi vantaggi che apporta, ma è
soprattutto sull’aumento della produttività che puntano oggi le nuove
soluzioni Cretaprint, le cui principali
caratteristiche tecniche sono:
CRETAPRINTER
•
•
•
•
•
Modularità: da 3 a 8 barre
Sistema aperto dell’inchiostro
Tricromia e esacromia
Modalità binaria e scala di grigi
Barra di controllo individuale della
temperatura
• Allineamento elettronico (software) delle testine
• Precisione di centraggio (0.3 mm
max.)
• Sistema di ricircolo stabile
• Maggiore viscosità degli inchiostri
• Doppia aspirazione per ogni barra (aspirazione tra le barre).
DOUBLE TILE PRINTING
Tenendo sempre in considerazione un
unico punto di vista, ossia quello dello stabilimento di produzione e il suo
funzionamento effettivo di tutti i giorni, Cretaprint è in grado di sviluppare
nuovi prodotti in risposta ad esigenze produttive specifiche. Così nasce
Double Tile Printing, una nuova soluzione di stampa digitale per il settore
ceramico che consente di stampare
contemporaneamente due piastrelle
di diverse dimensioni e disegni differenti con una sola macchina, ideale
per la stampa multi-formato. Double
Tile Printing consente il pieno utilizzo
delle risorse della macchina e, in par-
ticolare, di sfruttare l’intera larghezza di stampa, aumentando così la
velocità di produzione dei pezzi senza
ridurre la risoluzione di stampa, con
una serie di vantaggi, quali:
• Un solo montaggio e avviamento
della macchina per entrambe le linee.
• Un operatore controlla le due linee.
• Un solo controllo della qualità per
due linee.
• Costi energetici più bassi.
• Costi di manutenzione più bassi.
• Un solo impianto informatico in
rete per le due linee che riduce il
tempo.
• Meno investimenti perché non è
necessario acquistare 2 stampanti.
• Si evita di cambiare formato nella
stampante in modo permanente.
• Riduce al minimo i tempi di inattività, perché offre la possibilità
di lavorare su una linea e di stare
con l’altra facendo prove.
• È possibile lavorare su una linea
soltanto, se necessario, essendo
queste sono indipendenti tra loro.
• Cambiare una linea: la guida centrale può essere spostata su un
lato e non si perde larghezza di
stampa.
FIG. 3 - Esempio di stampa con 2
formati e 2 disegni differenti
Conseguenze di tali vantaggi sono:
• Redditività dell’investimento più
veloce
• Maggiore flessibilità di
produzione
• Incremento della produttività:
mantenimento della risoluzione
e aumento del numero di metri
stampati quando funzionano en-
FIG. 4
trambe le linee contemporaneamente.
L’integrazione della guida speciale per poter stampare due pezzi
di diverse dimensioni allo stesso
tempo porta alla perdita di soli 40
mm di stampa.
Questa larghezza può essere di
20 mm in una testina e di 20 mm
in un’altra, come mostrato nella
fig. 4, o di 40 mm in una sola testina.
Bisogna tener conto comunque che
in qualsiasi momento è possibile spostare la guida centrale per approfittare dell’intera larghezza di stampa,
in questo caso sarà possibile stampare pezzi fino a 1120 mm. Ciò offre
in ogni momento grande versatilità e
flessibilità alla produzione.
FIG. 5
www.cretaprint.com
CRETAVISION
Il sistema Cretavision consente di
associare ciascun disegno di un modello a diversi rilievi di un insieme di
pezzi.
In questo modo, è possibile adeguare perfettamente un determinato disegno al rilievo che assume il pezzo,
indipendentemente dall’ordine in cui i
pezzi entrano nel sistema.
Questo modulo è costituito da un
hardware di visione artificiale installato all’ingresso della macchina, che
consente di riconoscere e identificare i vari rilievi dei pezzi e stampare il
disegno associato su ciascuno di essi.
L’utilizzo di questo sistema di stampa
richiede due processi da eseguire per
ogni modello da stampare.
• In primo luogo bisogna allenare il
sistema di visione artificiale affinché riconosca ed individui ciascuno dei rilievi.
• In seguito, si configura il modello
con la modalità di stampa Cretavision e si associa ogni disegno ad
uno dei rilievi identificati.
Per realizzare correttamente il processo di riconoscimento e di identificazione dei rilievi, il sistema deve funzionare nel modo esatto in cui
funzionerà quando la macchina sarà
in produzione:
• Banda in funzionamento e alla velocità desiderata per la produzione
• Guide di centraggio posizionate
all’ingresso per la corretta stampa dei pezzi
• Selettore di funzionamento in “Au-
tomatico”
• Nessun modello caricato nel sistema per la conseguente stampa (altrimenti i pezzi vengono
riconosciuti e stampati dalla macchina).
FIG. 6 - Esempio di modalità di stampa
Cretavision
FIG. 7
Camera
Zona d’ispezione camera
Laser
Fascio laser
Rilevatore pezzo
78
VARIABLE-DATA PRINTING (VDP)
Cretaprint ha implementato una
modalità di on-demand printing
(stampa su richiesta) in cui le
immagini possono essere cambiate
da un pezzo stampato ad un altro,
senza dover arrestare o rallentare
il processo di stampa ed utilizzando
informazioni da un database o da
un file esterno. La tecnica è una
diretta conseguenza della stampa
digitale, che sfrutta banche dati
informatiche, dispositivi di stampa
digitale e software altamente efficaci
per creare piastrelle di alta qualità e
a colore pieno. Ci sono due modalità
operative principali di VDP.
• In una metodologia, il modello di
immagine e l’informazione variabile
sono entrambi inviate al RIP
(Raster Image Processor) che
combina i due dati per produrre un
documento unico.
• L’altra metodologia consiste nel
coniugare gli elementi stabili
e variabili prima di stampare,
utilizzando
le
applicazioni
specializzate del software VDP.
Tali
applicazioni
producono
un
flusso di stampa ottimizzato, come
PostScript e PPML, che organizzano
efficientemente il flusso di stampa in
modo che gli elementi statici vengono
elaborati una volta sola dal RIP.
Ci sono diversi livelli di stampa
variabile. Il livello di base implica
il cambiamento del nome su ogni
copia. Una stampa a dati variabili
più complicata utilizza ‘versioni’,
dove ci possono essere diversi tipi di
personalizzazione. Infine vi è la stampa
a piena variabilità, dove ogni immagine
può essere alterata. Tutti e tre i tipi
di stampa a dati variabili iniziano con
un disegno di base indicante quali
sezioni possono essere alterate e un
database di informazioni che riempie
i campi modificabili. I rendimenti della
stampa variabile vanno dal raddoppio
del normale rendimento a livello di
base, fino a 10-15 volte il rendimento
per lavori completamente variabili.
Questo dipende naturalmente dal
contenuto e dalla pertinenza del
contenuto, ma la tecnica presenta
uno strumento efficace di incremento
del ROI.
Questa nuova forma di stampa
permette di eliminare i motivi
ripetitivi sulle piastrelle, riuscendo
a non duplicare la decorazione di
due piastrelle su 700 mq. E tutto
questo in tempo reale, senza dover
arrestare mai la macchina.
CRETAPLOTTER
Cretaplotter è il plotter inkjet per la
preparazione di campioni, lo sviluppo
di disegni ceramici e la fabbricazione
di pezzi speciali che si è imposto sul
mercato grazie all’elevata affidabilità.
Tra le sue caratteristiche:
• Sistema affidabile degli inchiostri
• Movimenti precisi
• Software che consente applicazioni
di alto livello
Disponibile fino a 8 colori per una
maggiore gamma cromatica, può
lavorare con nastro trasportatore
per aumentare la velocità rispetto ad
altri plotter.
MECCANICA E SISTEMA
DEGLI INCHIOSTRI
Cretaplotter è progettato con
un robusto tavolo industriale che
dispone di un sistema antivibrazioni
per eliminare quei fattori che
potrebbero pregiudicare la qualità di
stampa.
Consiste in un sistema di assi lineari
ad alta precisione che consentono
una stampa di alta qualità. Il
movimento delle testine negli assi
X-Y-Z ha un margine di errore
massimo di +/- 0,02 mm, il che evita
strisce bianche o la sovrapposizione
di quelle passate.
Consente grande accessibilità a tutti
i componenti, tanto al sistema degli
inchiostri quanto alle testine.
Il sistema degli inchiostri è affidabile
e richiede un volume minimo di
inchiostro necessario di soli 300
ml., adattandosi quindi anche alle
esigenze dei colorifici che richiedono
volumi minimi per provare nuove
formule, con conseguente risparmio
sui costi.
Include anche l’opzione di aumentare
il volume di inchiostro nel sistema
con serbatoi esterni (fino a 8 l.)
per soddisfare un elevato consumo
di inchiostro o casi in cui non si
cambia continuamente colore.
In
questo modo si ottiene un sistema
stabile, pur mantenendo l’inchiostro
in perfette condizioni.
SOFTWARE
Cretaprint
ha
progettato
un
software semplice e intuitivo che
facilita lo scambio di modelli.
È possibile modificare i parametri del
modello in corso senza arrestare la
stampa, e non è necessario attivare
il processo Stop-Start per avviare la
stampa del modello con i cambiamenti
realizzati.
Consente inoltre movimenti in
modalità
manuale
nella
zona
desiderata per poter realizzare
operazioni di pulizia controllata,
lavori di manutenzione o assistenza
nel sistema di stampa.
L’utente finale ha il controllo completo
del modulo di stampa che può essere
utilizzato anche con un joystick.
STAMPA DI PEZZI SPECIALI
La possibilità di integrare un nastro
trasportatore rende Cretaplotter
unico nel mercato, essendo in grado
di stampare in modalità normale e
www.cretaprint.com
con una sola passata.
Questa nuova funzionalità consente
di ridurre al minimo l’investimento per
stampare pezzi speciali, poiché non
è necessario l’acquisto di un’altra
macchina.
D’altra parte, integra le medesime
caratteristiche di Cretaprinter o
Cretacompact.
•
•
MOLTEPLICI MODALITÀ DI
STAMPA
Cretaplotter offre diverse modalità
di stampa per soddisfare le reali
esigenze di ogni produttore nelle
varie fasi del processo di produzione.
• Con
nastro
trasportatore:
stampa con una sola passata il
disegno completo. Il lavoro in single
pass lo rende il plotter più veloce
del mercato.
• Multipass: è possibile decidere il
numero di passate da realizzare
per la stampa. Nella modalità
multipass, è possibile realizzare
una, due o quattro passate. Con
questo sistema si garantisce la
completa eliminazione di strisce
nella stampa, ottenendo ottimi
risultati.
• Simulazione:
la
modalità
di
stampa “Simulazione” permette di
verificare che la macchina sia ben
calibrata, così come di misurare
il consumo di energia con grande
precisione.
OPZIONI DI STAMPA IN
SINGLE PASS CON NASTRO
TRASPORTATORE
• Normale: si stampa la stessa
•
•
•
sezione dei disegni in ogni pezzo.
La sezione può essere una parte
del disegno o il disegno completo.
Incrementale: si stampano varie
sezioni dello stesso disegno,
calcolate per incremento rispetto
alla
posizione
della
sezione
precedente.
Casuale: si stampano sezioni
di uno stesso disegno in modo
casuale. È possibile definire le
distanze minime tra le sezioni al
fine di evitare pezzi molto simili.
Quadricola: il disegno è diviso in
sezioni sulla base di una quadricola
dell’immagine in righe e colonne
in modo che ogni pezzo venga
stampato con una delle zone della
quadricola, e il disegno completo
venga stampato come un mosaico.
Manuale:
si
specificano
manualmente le sezioni di ogni
disegno che si desidera stampare.
Per ciascun disegno, viene indicata
una serie di quote relative al punto
di inizio della sezione, fino ad un
massimo di 100 quote.
Cretavision:
sistema
di
riconoscimento dei rilievi. Funziona
in modo simile al Manuale, ma in
questo caso le sezioni che vengono
indicate sono associate al sistema di
visione artificiale e di identificazione
dei diversi rilievi dei pezzi.
OPZIONI DI STAMPA MULTIPASS
Cretaplotter può stampare con 1, 2
o 4 passate.
Indipendentemente
dal
numero
di passate con cui si stampa, la
quantità di inchiostro utilizzato non
cambia, vale a dire, il numero di
passate non influisce sulla quantità di
inchiostro iniettato e di conseguenza
sull’intensità della stampa:
• 1 passata: ogni linea viene
stampata da un solo iniettore. Alta
velocità di stampa.
• 2 passate: ogni linea può essere
stampata da due iniettori diversi.
Se uno degli iniettori è intasato la
striscia verrà dissimulata poiché
sarà stampata la metà della linea
(la metà che stampa l’iniettore non
intasato).
• 4 passate: ogni linea può essere
stampata da quattro iniettori
diversi.
Se un iniettore è intasato saranno
stampati solo tre quarti della linea,
in modo che le strisce e il banding
non risultino di entità apprezzabile.
ANNULLARE INIETTORI E
STAMPARE SENZA STRISCE CON
VARIE PASSATE
Il software creato da Cretaprint
per il plotter consente di annullare
iniettori per migliorare la qualità della
stampa. Attraverso un semplice test
è in grado di rilevare gli iniettori che
possono essere annullati.
Dopo essere stati rilevati, è
possibile selezionarne uno o più e
quindi annullarli e stampare con più
di una passata. Il software rileverà
automaticamente che una linea
dovrebbe essere stampata con un
iniettore attivo e un altro annullato,
e stamperà tutta la linea con
l’iniettore attivo.
Con alcune semplici azioni è possibile
garantire una stampa senza strisce
con ottimo risultato.
SERVIZIO
Oltre ad offrire macchine affidabili
di alta qualità e prestazioni che
consentono maggiore flessibilità e
produttività, Cretaprint offre servizi
di assistenza tecnica altamente
80
qualificati, sia in remoto via internet
tramite il Call Center, che di supporto
in loco, disponibile in molti paesi.
Il contatto diretto tra le aziende
produttrici e il team di ingegneri
Cretaprint consente di tenere
monitorate le macchine e risolvere
qualsiasi imprevisto in tempo minimo,
con
evidente
incremento
della
produttività.
NOTE
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i paesi di provenienza
dei visitatori
del fatturato
di settore
rappresentato
i visitatori stranieri
delle recenti
innovazioni
presentate in ﬁera
IL FUTURO DELLA CERAMICA
23° Fiera Internazionale delle Tecnologie per l’Industria Ceramica e del Laterizio
organizzato da
www.tecnargilla.it
in collaborazione con
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IVA assolta dall'editore

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