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2D喷墨印刷行业迎来3D成型应用

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2D喷墨印刷行业迎来3D成型应用

发布日期:2017-11-14 作者: 点击:

       尽管将此类应用转化为数字印刷的市场潜力很富有吸引力,但UV墨水的发展现状是它高度依赖一种双功能的高交联丙烯酸酯,这种物质不能耐受热成型过程所需的温度、压力和延展性。

       通过对单功能丙烯酸酯所能发挥的作用进行仔细研究,印刷行业可以开发一个潜在的重要细分市场,利用能够在高温热成型过程中耐受超高延展性的墨水来定制印刷工业和包装产品。单功能丙烯酸酯可以使UV喷墨墨水足够柔韧,进而借助于底物达到或超过可能的延伸率。重新思考染色过程之后,增加墨水,使其产生不会在受热时变色且不会在拉伸时褪色的四原色,最终帮助实现了此项重要的技术创新。

       此种新型高韧性墨水被 EFI 于 2014 年收购并应用于其 VUTEk GS Pro-TF 产品,本文将重点说明此种墨水背后的基本开发理念。

柔性成型温度

       热成型是一种制造工艺,在此工艺过程中,首先将塑性底物加热至柔性成型温度,然后利用模具塑造成特定形状,最后修剪成产品或包装。底物可以是薄型(一次性水杯、容器、医疗和一般零售业的其他包装产品)或厚型(车门和仪表板、冰箱内胆等产品)。

       热成型也是一种需要加热加压的真空成型工艺。热成型工艺所用的标准温度介于 137.8 和 238+ 摄氏度(280 和 460+ 华氏度)之间。所用模具或工具配置取决于具体产品或者标牌需要或应用。

我们每个人几乎每天都会与热成型产品打交道。例如:

航空业: 内饰、盖板、整流罩。

农业: 托盘、料桶、透明塑料大棚、割草机外罩。

汽车业: 车轮和轮毂盖板、汽车内饰、扰流板、仪表盘、运动和越野车整流罩。

航海业: 船体、皮划艇和橡皮船、船舱和仪表板。

电子业: 手持设备、家用电器、电脑、仪表仪器。

娱乐业: 舞台背景、服装、动画模型、仿真、游戏亭。

医疗业: 扫描仪、面罩、义肢零件。

建筑业: 桶和淋浴器外壳、按摩浴缸、定制柜台。

零售业: 包装、泡罩包装、标牌、自动售货机。

利润所在

        此项技术越来越吸引品牌商、零售商和其他商家的是,可以相较传统生产工艺更少的量全彩生产 3D 零售终端标牌、游戏亭和车顶行李架等产品。在采用传统热成型工艺的典型示例中,利用当前印刷和涂装工艺生产两个 13.5 x 4ft 真空成型标牌可能需要 7.5 工时。想象一下时间和成本大幅削减之后会发生什么?

进入宽幅喷墨印刷时代。与任何数字印刷工艺一样,宽幅喷墨印刷可以大幅缩短工作时间,就像快速周转的高度定制化原料一样短,而且样品和最终产品都是如此。因此,数字印刷技术对热成型产品非常有吸引力。但数字宽幅喷墨印刷所用墨水目前还不适合此类应用。

UV喷墨墨水:现状

       喷墨墨水的种类繁多,总的来看,在节约能源和环保问题愈来愈受重视的大背景下,水性墨水和能固性墨水将是未来喷墨墨水的发展方向。更加环保的、印刷适性更好的墨水将会越来越多,从而满足人们对印刷质量与环境保护的苛刻要求。

      热成型不仅需要加热加压,而且还需要对成型底物进行延伸。喷墨墨水发展现状是高度依赖单功能高交联丙烯酸酯,但这种物质无法耐受热成型工艺所需的温度和压力。此外,这种墨水也无法经受大部分热成型应用所需的延伸类型。

      在热成型工艺的加热过程中,墨水和塑料底物都变得具有延展性。这种现象在业界称为热坳陷、玻璃化相变或起泡。染料颜色或色调会在加热或成型过程中发生变化。成型过程中的延展现象会导致最终产品出现裂纹或马赛克,产生不可接受的质量瑕疵。

     这是因为在UV喷墨配方常用的双功能丙烯酸酯中,其分子有两处非常活跃,固化速度快、硬度高,这提高了墨水持久性和生产率,但却对柔韧性构成了限制。

     UV喷墨配方应用于双功能高交联丙烯酸酯的优势包括固化速度快、耐化学性佳、表面硬度好。但对于热成型应用,也存在粘合范围有限、脆断以及易收缩和卷边等劣势。

探索适用于热成型应用的单功能丙烯酸酯

       通过对单功能丙烯酸酯所能发挥的作用进行仔细研究,印刷行业可以开发一个潜在的重要细分市场,利用能够在高温热成型过程中耐受超高延展性的墨水来定制印刷工业产品。此种技术不仅可供传统工业热成型操作人员使用,而且也能以其强化印刷功能为印刷公司开辟新的收入来源和扩大产品种类,使其在内部就可进行成像和装饰等操作。

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