數(shù)碼印花技術(shù)的新進(jìn)展
一 前言
近幾年，我國的紡織印染業(yè)高速發(fā)展，印花產(chǎn)量也同步增長。2001年全國印染產(chǎn)量178．3億米，其中印花布43．67億米，占印染產(chǎn)量的24．41％，增加11．82％，2002年全國印染產(chǎn)量210．87億米，增長18．34％，其中印花布49．86億米，增加14．18％，占印染產(chǎn)量的23．57％；2003年1—12月份印染產(chǎn)量達(dá)251．32億米，同比增長20．43％，印花產(chǎn)量尚未公布，如果按2002年的比例(23％)計(jì)算，2003年我國印花產(chǎn)量估計(jì)為57億米。
印染產(chǎn)量(億米) | 增長率% | 印花產(chǎn)量(億米) | 增長率％ | 印花產(chǎn)量占印染％ | |
2001年 | 178.30 | 13.27 | 43.67 | 11.82 | 24.41 |
2002年 | 210.87 | 18.34 | 49.86 | 14.18 | 23.57 |
2003年 | 251.32 | 20.43 | 57＊ | － | － |
＊ 為估計(jì)數(shù)
與此同時(shí)，服裝流行周期卻越來越短，花型變化越來越快，生產(chǎn)要求越來越高，訂貨批量越來越小，花型盜版猖獗。雖然印花企業(yè)在傳統(tǒng)的印花方式上引入了印花CAD系統(tǒng)、激光照排機(jī)、平網(wǎng)、圓網(wǎng)的噴墨、噴蠟制網(wǎng)機(jī)等數(shù)字化手段來改進(jìn)加工過程，但是印染廠就是污染廠的觀念似乎已給人造成深刻印象。同時(shí)，在國際上我國印染產(chǎn)品出口也越來越受到包括環(huán)境在內(nèi)的“非貿(mào)易壁壘”的阻礙。就目前的技術(shù)而言，數(shù)碼印花市解決印花領(lǐng)域眾多問題的最好方法。
二 數(shù)碼印花機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)
數(shù)碼噴射印花系統(tǒng)的印花工藝與傳統(tǒng)印花工藝相比有了根本性的改變，工藝流程簡化為設(shè)計(jì)、噴印、后處理，省卻描稿、制片（或制網(wǎng)、雕刻）、篩網(wǎng)（或圓網(wǎng)）安裝，簡化了設(shè)備調(diào)試、調(diào)漿等工藝；工藝流程的簡化省卻了制片機(jī)（或制網(wǎng)機(jī)、雕刻機(jī)）等設(shè)備和膠片、絲網(wǎng)、滾筒等消耗材料。
技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)如下：
◎ 印花過程數(shù)字化所見即為所得，資料存貯永不退色；
◎ 高品質(zhì)生產(chǎn)，精度高、色彩層次豐富；無法盜版；
◎ 印花過程簡便，生產(chǎn)準(zhǔn)備
◎ 柔性生產(chǎn)，適用于個(gè)性化、小批量，有效降低庫存；
◎ 成本與產(chǎn)量無關(guān)，打樣、小批量生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性好；
◎ 綠色環(huán)保，按需使用染料，污染少。
表2 圓網(wǎng)、平網(wǎng)印花與數(shù)碼印花對(duì)比分析
圓網(wǎng)、平網(wǎng)印花 | 數(shù)碼印花 |
1．人工配色，一般為十余種 | 幾種基本色，電腦自動(dòng)配色，1667萬種 |
2．車速10～80m/分鐘 | 0.1—2m／分鐘 |
3．印前無需處理 | 印前需做處理 |
4．需制網(wǎng) | 全數(shù)字化處理，無須制網(wǎng) |
5．印花精度80~250dpi | 印花精度180~l1440dpi，可達(dá)照片效果 |
6．花型重現(xiàn)受限制 | 花型重現(xiàn)不受限制 |
7．基本不能做半色調(diào)或效果較差 | 電腦半色調(diào)處理，仿真效果好 |
8．對(duì)花不準(zhǔn)，誤差在0. 2~lmm間 | 對(duì)花準(zhǔn)確，誤差在0.06~0.15mm |
9．樣與小樣很難一致 | 所見即所得，大小樣完全相同 |
10．設(shè)備投資280萬元 | 設(shè)備投資25—50萬元 |
11．生產(chǎn)柔性小，花型轉(zhuǎn)換時(shí)間長 | 柔性生產(chǎn)，花型轉(zhuǎn)換時(shí)間僅幾分鐘 |
三 數(shù)碼印花技術(shù)的發(fā)展軌跡
傳統(tǒng)印花自無論使用平網(wǎng)、圓網(wǎng)都離不開網(wǎng)，然而制版所消耗的成本和時(shí)間，無論怎樣也無法滿足小批量、多品種的現(xiàn)代印花趨勢(shì)，因此發(fā)展出無版、無壓力的數(shù)碼印花。其基本原理與噴墨打印機(jī)相同。
噴墨打印技術(shù)可追溯到1884年，美國人C．H．Richard在注射器中放入水，施加壓力針頭就飛出液滴，如果控制液滴運(yùn)行方向，就可在紙上形成圖像，稱為霧墨印花。當(dāng)時(shí)因?yàn)獒槨⒛袉栴}，效果很差，直至1960年才正式進(jìn)入實(shí)用階段。在十年前將噴墨技術(shù)用于條碼加工或產(chǎn)品序號(hào)的印制，稱噴碼機(jī)。
數(shù)碼噴射印花是一個(gè)系統(tǒng)工程，涉及到CAD技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、精密機(jī)械加工技術(shù)及精細(xì)化工技術(shù)等前沿科技，是信息技術(shù)與機(jī)械、紡織和化工等傳統(tǒng)技術(shù)融合的產(chǎn)物。
由于數(shù)碼噴射印花技術(shù)涉及大量的計(jì)算和控制，可以說沒有今天的高速計(jì)算機(jī)就不可能有數(shù)碼噴射印花技術(shù)。就現(xiàn)在而言，數(shù)碼噴射印花技術(shù)的發(fā)展基本上與計(jì)算機(jī)的工作能力同步，而計(jì)算
90年代計(jì)算機(jī)技術(shù)逐步普及，連續(xù)式數(shù)碼噴射印花機(jī)出現(xiàn)，至1995年在地毯、壁掛等圖案粗獷的紡織品上已有成熟的應(yīng)用。奧地利ZIMMER公司率先展出用于地毯的數(shù)碼噴射印花樣機(jī)，分辨率9—18，使用閥噴技術(shù)，未使用通常意義上的噴頭；其生產(chǎn)速度很快，可達(dá)16／min。但由于噴射液滴很大，分辨率很低，在服裝面料方面無法應(yīng)用。
1995年出現(xiàn)了按需噴墨式數(shù)碼噴射印花機(jī)，當(dāng)時(shí)主要采用熱泡式噴頭，分辨率300dpi，后來逐步發(fā)展到600dpi，4色為主，基本可以在面料上應(yīng)用。
1999-2000年采用壓電式噴頭的數(shù)碼噴射印花機(jī)有較多國家展出，包括荷蘭、日本、瑞士、美國、意大利和中國宏華公司，分辨率可達(dá)360～720dpi，6／h，由于壓電式噴頭的最小噴墨量非常小(紡織品應(yīng)用時(shí)可以達(dá)到6 p1)，生產(chǎn)的產(chǎn)品圖案比較精細(xì)，色彩也更均勻自然，因此廣受歡迎，應(yīng)用面也逐步擴(kuò)大。
目前，各種新型數(shù)碼噴射印花機(jī)紛紛出現(xiàn)，主要采用壓電式噴頭；最高印花速度從90年度的1／h、2000年的6／h發(fā)展至0 80—150／h；使用染料從4色發(fā)展到6-8色和2X6—8色；應(yīng)用工藝日益成熟；控制軟件功能逐步完善。
由此可見，數(shù)碼噴射印花技術(shù)的發(fā)展基本上從連續(xù)式拍攝向按需噴射式發(fā)展、從熱泡式噴頭向壓電式噴頭轉(zhuǎn)變、從4色向6-8色轉(zhuǎn)變。
目前，數(shù)碼印花技術(shù)的發(fā)展正呈現(xiàn)出群雄并起、百花齊放的態(tài)勢(shì)。
從基礎(chǔ)理論到生產(chǎn)設(shè)備，從應(yīng)用工藝到染料開發(fā)，乃至設(shè)備、色彩控制方法和軟件都在全面研究開發(fā)之中。
90年代，ITMA展覽上數(shù)碼印花的產(chǎn)品展出廠商從1家發(fā)展到5家，近5年的ITMA展覽上數(shù)碼印花的
四 數(shù)碼印花技術(shù)的應(yīng)用與先進(jìn)生產(chǎn)方式
目前，數(shù)碼印花技術(shù)不但可應(yīng)用于個(gè)性化、小批量生產(chǎn)以及印染企業(yè)打樣，而且已經(jīng)進(jìn)入批量生產(chǎn)領(lǐng)域。在歐洲，500米以內(nèi)的定單基本上由數(shù)碼印花機(jī)擔(dān)當(dāng)，只使用數(shù)碼印花系統(tǒng)的新型印染企業(yè)已出現(xiàn)許多，與網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)銷售相結(jié)合，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益?？梢哉f，我們正在迎來一個(gè)數(shù)碼紡織的新時(shí)代。
我們已經(jīng)協(xié)助香港、深圳、上海等地企業(yè)建立了許多采用數(shù)碼印花的打樣車間，提高了企業(yè)整體經(jīng)濟(jì)效益。我們已經(jīng)在泰國、馬來西亞和國內(nèi)建立了多個(gè)批量生產(chǎn)數(shù)碼印花產(chǎn)品的工廠，全部進(jìn)入盈利狀態(tài)?，F(xiàn)在我們正進(jìn)入一個(gè)新經(jīng)濟(jì)時(shí)代與紡織業(yè)蓬勃發(fā)展的上世紀(jì)傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)時(shí)代相比，紡織品生產(chǎn)的環(huán)境已經(jīng)發(fā)生了重大變化，見表3
傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)時(shí)代 | 新經(jīng)濟(jì)時(shí)代 | |
客戶可選擇性 | 區(qū)域性 | 全球性 |
消費(fèi)需求 | 物美價(jià)廉、滿足基本生活需求 | 個(gè)性化、多樣化 |
市場 | 相對(duì)穩(wěn)定 | 快速多變、無法預(yù)測(cè) |
市場需求 | 低成本、高質(zhì)量 | 客戶化、快速交貨 |
市場方式 | 標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、大批量 | 單件、小批量、多品種 |
技術(shù)資源 | 相對(duì)集中 | 全球分布 |
競爭要素 | 性能價(jià)格比 | 柔性生產(chǎn)與響應(yīng)速度 |
從表3可以看出，在當(dāng)前及今后發(fā)展前景來看，維持紡織品大批量生產(chǎn)的環(huán)境已經(jīng)改變，
印花紡織品尤為首當(dāng)其沖，以目前的生產(chǎn)方式不能適應(yīng)這種環(huán)境變化的要求。
為了在新的環(huán)境中
大批量定制生產(chǎn)是一種新興的企業(yè)生產(chǎn)與管理模式，它的目標(biāo)是以大批量的效益生產(chǎn)定制產(chǎn)品，這無疑是制造業(yè)所向往的理想生產(chǎn)方式。所以大批量定制生產(chǎn)的概念一經(jīng)提出就引起了人們的廣泛關(guān)注，成為近年來世界范圍的研究熱點(diǎn)，已經(jīng)在一些企業(yè)得到成功實(shí)施，正成為21世紀(jì)制造業(yè)的主流生產(chǎn)模式。
大批量定制生產(chǎn)是在系統(tǒng)的思想指導(dǎo)下，以整體優(yōu)化的觀點(diǎn)，通過充分挖掘企業(yè)的潛力，在標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)、并行工程等技術(shù)和思想的支持下，最終實(shí)現(xiàn)根據(jù)每個(gè)客戶的特殊需求以大批量生產(chǎn)的效率提供定制產(chǎn)品的過程。大批量定制生產(chǎn)綜合了大批量生產(chǎn)的低成本的優(yōu)點(diǎn)和定制生產(chǎn)滿足客戶個(gè)性化、多樣化需求的優(yōu)點(diǎn)，使企業(yè)能夠適應(yīng)市場的快速變化，在客戶可接受的時(shí)間和價(jià)格上提供客戶真正需要的產(chǎn)品。大批量定制生產(chǎn)與傳統(tǒng)大批量生產(chǎn)的區(qū)別如表4所示。
大批量生產(chǎn) | 大批量定制生產(chǎn) | |
核心 | 通過穩(wěn)定性和控制取得效率 | 實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品變型和客戶化 |
目標(biāo) | 以幾乎每個(gè)客戶都能夠承受的低成本和低價(jià)格開發(fā)、生產(chǎn)、銷售、運(yùn)送商品和服務(wù)。 | 以足夠的靈活性和客戶化程度開發(fā)、生產(chǎn)、銷售、運(yùn)送，幾乎每個(gè)客戶得到想要的商品和服務(wù)。 |
關(guān)鍵特征 | 以產(chǎn)品為中心；穩(wěn)定的需求；大而統(tǒng)一的市場；產(chǎn)品開發(fā)周坍長；低成本、一致的質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)化的商品和服務(wù)。 | 以客戶需求為中心；動(dòng)態(tài)的需求；分散的市場；產(chǎn)品開發(fā)周期短；低成本、高質(zhì)量、定制的商品和服務(wù)。 |
大批量定制生產(chǎn)的目標(biāo)是以大批量的效益進(jìn)行定制產(chǎn)品的生產(chǎn)，對(duì)用戶而言，所得到的產(chǎn)品是定制的、個(gè)性化的；對(duì)制造企業(yè)而言，該產(chǎn)品卻主要是采用大批量生產(chǎn)方式形成的。
數(shù)碼噴射印花技術(shù)的出現(xiàn)和逐步成熟，成功的解決了這個(gè)難題，只需幾種原
例如：Cus~mClmh．com是定做服裝企業(yè)中的運(yùn)用數(shù)碼印花技術(shù)的廠家之一。他們的產(chǎn)品包括電腦印花、以面料制作的商標(biāo)、領(lǐng)帶和圍巾。
Cus~mClo出．com應(yīng)用六色噴墨印花機(jī)。顧客可以從12到150種不同圖案中任意選擇，還可以運(yùn)用其網(wǎng)頁中所提供的模板自己進(jìn)行設(shè)計(jì)，或者付費(fèi)由該公司按照自己的意愿為其度身定做。這種方式可操作性強(qiáng)，完全可以避免大量存貨所造成的麻煩。
總之，數(shù)碼印花技術(shù)的出現(xiàn)和成功應(yīng)用無疑是紡織業(yè)中的一次重大技術(shù)革命，它具有里程碑式的意義，數(shù)碼印花帶來的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益將對(duì)全球特別是紡織印染大國中國產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。與歷次產(chǎn)業(yè)升級(jí)和變革一樣，數(shù)碼噴射印花新技術(shù)的出現(xiàn)既是挑戰(zhàn)也是機(jī)會(huì)，中國紡織企業(yè)在即將到來的變革中必須搶占先機(jī)。
四、結(jié)論
數(shù)碼噴射印花技術(shù)的發(fā)展基本上從連續(xù)式噴射向按需噴射式發(fā)展、從熱泡式噴頭向壓電式噴頭轉(zhuǎn)變。
數(shù)碼噴射印花機(jī)的速度正不斷提高，目前單臺(tái)可達(dá)到打樣與小批量生產(chǎn)目的，并行生產(chǎn)已經(jīng)達(dá)到可用于大批量產(chǎn)品生產(chǎn)的水平，而且單機(jī)速度還在快速提高。
維持紡織品大批量生產(chǎn)的環(huán)境已經(jīng)改變，目前的生產(chǎn)方式不能適應(yīng)這種環(huán)境變化的要求；大批量定制生產(chǎn)是一種新的生產(chǎn)與管理模式，是21世紀(jì)制造業(yè)的主流生產(chǎn)模式。
數(shù)碼噴射印花技術(shù)根本改變了傳統(tǒng)的印花原理，是對(duì)傳統(tǒng)印花方式的一次革命性的變革。數(shù)碼噴射印花的優(yōu)點(diǎn)非常突出，省水、省染化料，對(duì)環(huán)保有利，適應(yīng)大批量定制生產(chǎn)需求。數(shù)碼噴射印花機(jī)的開發(fā)和推廣將促進(jìn)國內(nèi)紡織產(chǎn)業(yè)的數(shù)碼化升級(jí)，提高我國紡織行業(yè)的國際競爭力。
作者:杭州宏華數(shù)碼科技股份有限公司 胡左群
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