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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 . I quaderni di Acimac - Edizione 2011 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 I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 5 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 . I quaderni di Acimac - Edizione 2011 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- I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 7 www. intesa.sacmi.it 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 . I quaderni di Acimac - Edizione 2011 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). I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 9 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; 4. preparazione e colorazione smalti; 5. preparazione e colorazione 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 quaderni di Acimac - Edizione 2011 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 I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 11 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 . I quaderni di Acimac - Edizione 2011 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. I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 13 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 I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 15 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 . I quaderni di Acimac - Edizione 2011 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 I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 17 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 . I quaderni di Acimac - Edizione 2011 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 I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 19 www.colorobbia.com 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 . I quaderni di Acimac - Edizione 2011 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 I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 21 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 . I quaderni di Acimac - Edizione 2011 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 I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 23 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 . I quaderni di Acimac - Edizione 2011 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 I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 25 www.incolours.it 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 . I quaderni di Acimac - Edizione 2011 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) I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 27 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 . I quaderni di Acimac - Edizione 2011 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 I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 29 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 quaderni di Acimac - Edizione 2011 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. I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 31 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 . I quaderni di Acimac - Edizione 2011 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 I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 33 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 . I quaderni di Acimac - Edizione 2011 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. I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 35 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 . I quaderni di Acimac - Edizione 2011 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 I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 37 www.dimatix.com 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 . I quaderni di Acimac - Edizione 2011 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 I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 39 www.dimatix.com 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 . I quaderni di Acimac - Edizione 2011 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 I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 41 www.dimatix.com 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 . I quaderni di Acimac - Edizione 2011 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 I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 43 www.dimatix.com 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 . I quaderni di Acimac - Edizione 2011 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- I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 45 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 . I quaderni di Acimac - Edizione 2011 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. I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 47 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 . I quaderni di Acimac - Edizione 2011 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 I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 49 www. intesa.sacmi.it 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 quaderni di Acimac - Edizione 2011 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 I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 51 www. intesa.sacmi.it 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 . I quaderni di Acimac - Edizione 2011 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 I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 53 www. intesa.sacmi.it www.sacmi.com La fase produttiva Fig. 24 Fig. 25 Fig. 26 Fig. 27 Fig. 28 54 . I quaderni di Acimac - Edizione 2011 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 . I quaderni di Acimac - Edizione 2011 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. I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 57 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 . I quaderni di Acimac - Edizione 2011 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 I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 59 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 . I quaderni di Acimac - Edizione 2011 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 I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 61 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) • 360 dpi - 24 m/min in modalità 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) Volume di goccia variabile: Da 15 a 105 pl utilizzabile in modalità binaria (scegliendo un dato volume di goccia per interpretare una grafica) o a 4 Fig. 19 62 . I quaderni di Acimac - Edizione 2011 livelli di grigio in funzione dell’intensità del file sorgente 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 • 1016 dpi - 24 m/min in modalità binaria 30 pl o GS 3 • 762dpi - 31 m/min in modalità binaria 30 pl o GS 3 • 554 dpi - 43 m/min in modalità binaria 30 pl o GS 3 • 469 dpi - 50 m/min in modalità binaria 30 pl o GS 3 Velocità max di stampa: 70 m/min 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 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 Volume di goccia variabile: Da 15 a 105 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 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 Spessore massimo del pezzo da stampare: 150 mm Inchiostri utilizzati: Inchiostri pigmentati e sali solubili di diversi fornitori preventivamente omologati. Dimensioni: 3.200x1.800x1.200 mm. I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 63 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 Fig. 26 - Esempi di prodotti ottenibili con una velocità di 24 metri al minuto sulla linea di smaltatura Fig. 27 - Esempi di prodotti ottenibili con una velocità di 32 metri al minuto sulla linea di smaltatura Fig. 28 - Esempi di prodotti ottenibili con una velocità di 40 metri al minuto sulla linea di smaltatura NOTE 64 . I quaderni di Acimac - Edizione 2011 I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 65 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 . I quaderni di Acimac - Edizione 2011 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 I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 67 www.siti-bt.com 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 KMC280/4 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) 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 Potenza richiesta 5 Kw a 400 Vac Aria compressa Filtrata min 6 bar Larghezza tappeto 650 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 DIMENSIONI INGOMBRO (INDICATIVE) Lunghezza mm 2600/2800 Larghezza mm 1500 Altezza mm 2200 Peso kg 1000 68 . I quaderni di Acimac - Edizione 2011 • • espandibile a KMC280/6 KeraMagic Compact KMC350/4 espandibile a KMC350/6 KeraMagic Compact Moving • KMC210/4/M espandibile a KMC210/6/M KeraMagic Compact Moving KMC280/4/M espandibile a • KMC280/6/M KeraMagic Compact Moving KMC350/4/M espandibile a 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 Tipo di stampa inkJet drop on demand in quadricromia standard o multicolore Fo to -D igip Risoluzione 360 dpi Livelli di grigio 8 livelli Marca e modello della testa di stampa Xaar 1001 Assi brushless motor con encoder ottico Controllo altezza e movimentazione testa stepper motor Driver controllo motori digitali intelligenti programmabili Alimentazione 400 Vac trifase 50Hz+N+T Potenza richiesta 3 Kw a 400 Vac Aria compressa filtrata min 6 bar MATERIALI Struttura portante mista, acciaio al carbonio verniciato e acciaio inox aisi 304 Struttura piano Alluminio Carter di protezione policarbonato e acciaio inox aisi 304 Quadri elettrici acciaio al carbonio verniciato grado di protezione IP56/65 DIMENSIONI INGOMBRO (INDICATIVE) 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 I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 69 www.siti-bt.com 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 Livelli di grigio 8 livelli Marca e modello della testa di stampa Xaar 1001 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 Potenza richiesta 1 Kw a 230 Vac Aria compressa filtrata min 6 bar MATERIALI Struttura di sostegno acciaio al carbonio verniciato, RAL 7032 Quadro elettrico acciaio al carbonio verniciato grado di protezione IP56/65 DIMENSIONI INGOMBRO (INDICATIVE) Lunghezza mm 1500 Larghezza mm 500 Altezza piano lavoro mm 1000 Peso kg 100 NOTE 70 . I quaderni di Acimac - Edizione 2011 I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 71 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 . I quaderni di Acimac - Edizione 2011 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 I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 73 www.system-group.it FIG. 4 - Rip Immagini System FIG. 5 e 6 RIP Guidato: Elaborazione software delle immagini metri/minuto • Ricircolo inchiostro • Sistema automatico di pulizia 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; 2. l’utilizzo del sistema di stampa con diverse modalità Binarie di distribuzione delle gocce; 3. l’utilizzo del sistema di stampa 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 quaderni di Acimac - Edizione 2011 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 I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 75 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 . I quaderni di Acimac - Edizione 2011 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 I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 77 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 . I quaderni di Acimac - Edizione 2011 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 I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 79 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 . I quaderni di Acimac - Edizione 2011 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 I quaderni di Acimac - Edizione 2011 . 81 omniadvert.com 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 Euro 10 IVA assolta dall'editore