與模擬系統(tǒng)相比，該技術(shù)可以簡化操作并減少浪費。設(shè)備制造商正在努力改進(jìn)并降低前期成本，以加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型。大多數(shù)美國人都熟悉數(shù)字噴墨印刷機(jī)在短短幾秒鐘內(nèi)噴出清晰、充滿活力的文檔的呼嘯聲。正如這項創(chuàng)新取代點陣印刷機(jī)等傳統(tǒng)工具改變了家庭和辦公室印刷一樣，工業(yè)規(guī)模的數(shù)字噴墨技術(shù)現(xiàn)在正在改變包裝領(lǐng)域。

“它與家用彩色印刷機(jī)非常相似，”印刷設(shè)備制造商Kirk-Rudy的銷售和營銷副總裁吉姆·威廉姆斯說， “包裝領(lǐng)域的噴墨技術(shù)是革命性的。”

數(shù)字印刷技術(shù)預(yù)計將在質(zhì)量和數(shù)量上從多個方面顛覆包裝行業(yè)，其主要優(yōu)勢包括輕松快速地將裝飾設(shè)計從概念推進(jìn)到印刷圖像，以及大幅減少浪費。

設(shè)備制造商EFI全球營銷副總裁 肯·哈努萊克表示，得斯瑪、喬治太平洋、國際紙業(yè)和維實洛克等包裝公司都是嘗試數(shù)字印刷的“數(shù)字創(chuàng)新者”。其他主要設(shè)備制造商包括巴伯蘭、多米諾、得世和惠普。

根據(jù)咨詢公司Keypoint Intelligence的數(shù)據(jù)，從數(shù)量上看，數(shù)字印刷約占整個包裝市場需求的2%。在從模擬系統(tǒng)過渡緩慢的過程中，該技術(shù)處于包裝行業(yè)采用的早期階段，但預(yù)計勢頭將會加速。市場研究公司史密瑟斯預(yù)測，從2022-2027年，數(shù)字化將成為增長最快的包裝印刷技術(shù)。

史密瑟斯印刷分析師兼顧問肖恩·史密斯在10月份的一次網(wǎng)絡(luò)研討會上表示：“噴墨印刷機(jī)的市場份額較小，但價值卻高得多。這就是為什么越來越多的加工商考慮數(shù)字化——因為它提供了高附加值的機(jī)會。”

據(jù)Keypoint Intelligence分析師稱，在數(shù)字印刷包裝主流市場接受之路上，印刷標(biāo)簽供應(yīng)商和直接在包裝介質(zhì)上印刷的供應(yīng)商之間存在著差異。

雖然窄幅標(biāo)簽的數(shù)字化之旅始于1994年，但這項技術(shù)直接在包裝上的使用才引起人們的關(guān)注大約5年時間。據(jù)Keypoint分析師稱，它于2001年首次開始用于瓦楞包裝，并于2016年隨著下一代技術(shù)的發(fā)布而重新得到加強(qiáng)，至于折疊紙盒和軟包裝的技術(shù)探索才剛剛開始。

Keypoint包裝副總裁杰夫·韋特斯滕表示：“我們正處于與數(shù)字印刷相關(guān)的市場發(fā)展的不同階段。在瓦楞紙箱、折疊紙盒和軟包裝的核心市場，當(dāng)然如果想把硬包裝也包括在內(nèi)，它實際上才剛剛進(jìn)入。”

Keypoint的一項調(diào)查顯示，近四分之三（73%）的加工商認(rèn)為該技術(shù)對未來具有顛覆性和變革性。與大多數(shù)創(chuàng)新一樣，包裝領(lǐng)域的數(shù)字印刷必須克服早期障礙，讓用戶相信經(jīng)過驗證的系統(tǒng)的價值。該技術(shù)的許多早期采用者和支持者認(rèn)為，與其他印刷方法相比，其效率和靈活性的提高值得投資和學(xué)習(xí)。

加工商最初可能會深入研究數(shù)字印刷，以降低每份的長期成本，但“他們可以而且應(yīng)該擴(kuò)展這一點，以提高全廠的生產(chǎn)力，”韋特斯滕說，更好的數(shù)字利用率有助于整體生產(chǎn)線優(yōu)化，從而提高整個系統(tǒng)的生產(chǎn)力。加工商的設(shè)備利用率有望提高5%，這對盈利能力產(chǎn)生重大影響。

“印刷是加工設(shè)備中的傳統(tǒng)瓶頸，如果消除該瓶頸，就可以簡化上游和下游流程，”韋特斯滕說， “這就是數(shù)字印刷轉(zhuǎn)型開始的地方：調(diào)整系統(tǒng)和工作流程，并圍繞響應(yīng)能力和靈活性啟用新功能。”

無需制版

膠印、柔印和輪轉(zhuǎn)凹印等方法幾十年來一直主導(dǎo)著包裝印刷行業(yè)。這些工藝都涉及到了制作印版，而數(shù)字印刷則無需制版。設(shè)計人員在計算機(jī)程序中開發(fā)所需的圖像，并將數(shù)字文件發(fā)送到噴墨設(shè)備，噴墨設(shè)備將墨滴直接噴射到包裝介質(zhì)上。

“你可以帶著印刷文件直接走到印刷車間，。因此，一旦設(shè)計稿獲得批準(zhǔn)并簽字，并將其發(fā)送到機(jī)器中，就可以開始印刷，”Printpack的市場開發(fā)經(jīng)理威廉·巴洛說道，該公司使用數(shù)字印刷生產(chǎn)軟塑料包裝。“您不需要這些與印刷相關(guān)的額外步驟和額外成本。”

數(shù)字設(shè)備通常有兩種不同的型號：卷筒紙印刷機(jī)，其中連續(xù)送入的包裝材料蜿蜒通過卷對卷機(jī)械，在印刷后切割成多個部分；以及單張紙印刷機(jī)，例如用于某些瓦楞制版介質(zhì)的單張紙印刷機(jī)。

彭博社瓦楞包裝市場分析師瑞恩·?？怂贡硎?，卷筒紙印刷機(jī)往往沒有單張紙印刷機(jī)復(fù)雜。對于單張紙，“每張紙都需要傳輸，它更厚，容易受到干擾，這導(dǎo)致了兩種機(jī)器類型之間印刷質(zhì)量的差異。

韋特斯滕表示，這些因素還使得卷筒紙印刷機(jī)的輸出能力比單張紙印刷機(jī)高出約10倍。“我們今天看到的是大型瓦楞紙箱公司開始投資輪轉(zhuǎn)印刷機(jī)以徹底改變工作流程，這對交貨時間的影響相當(dāng)令人大開眼界：在數(shù)字印刷機(jī)上，重復(fù)訂單的傳統(tǒng)交貨時間為18-20天，可以縮短到不到5天。”

Keypoint表示，雖然早期的數(shù)字設(shè)備通常需要多次將介質(zhì)發(fā)送通過印刷機(jī)才能達(dá)到所需的顏色和油墨覆蓋范圍，但單通道數(shù)字印刷于2016年出現(xiàn)，并進(jìn)一步改變了游戲規(guī)則。

?？怂拐f，多通道設(shè)備“非常慢，而且一次只能印刷一張非常大的瓦楞紙板，而且該紙板可能需要幾分鐘才能印刷”，但現(xiàn)在單通道數(shù)字設(shè)備更加高效且更加常見。他估計美國約有60臺單通道瓦楞紙數(shù)字印刷機(jī)正在運行。

較舊的基于掃描機(jī)的技術(shù)使用在介質(zhì)上來回移動的噴頭?，F(xiàn)代單通道印刷機(jī)使用固定噴頭，當(dāng)介質(zhì)在傳送帶上通過下方時，固定噴頭會噴射墨滴。

哈努萊克說， “單通道是一種可擴(kuò)展的技術(shù)，我們堅信單通道技術(shù)是未來。EFI在全球安裝的60臺數(shù)字設(shè)備中，約80%用于瓦楞包裝，另外20%用于標(biāo)志和展示。通常瓦楞紙箱廠在其配送半徑的每300-500英里內(nèi)就有一臺印刷，這樣他們就可以將紙箱運送到供應(yīng)鏈或其零售客戶。我們看到了一個機(jī)會，可以為這些大企業(yè)提供很多印刷機(jī)，幫助他們實現(xiàn)100%數(shù)字化的使命。”

大多數(shù)數(shù)字印刷討論都集中在瓦楞紙箱，不僅因為瓦楞紙箱構(gòu)成了最大的包裝領(lǐng)域，還因為它是該技術(shù)更有利的基材之一。水性油墨適用于多孔表面，而UV油墨則位于表面頂部，適用于塑料等基材。印刷和營銷解決方案公司Quad的包裝部門總經(jīng)理 史密斯·蘭克福德表示，數(shù)字油墨帶來了不同的、更好的外觀。

Keypoint分析師還預(yù)測混合印刷機(jī)的普及將出現(xiàn)“爆炸式”增長。這些印刷機(jī)集成了多種數(shù)字和模擬印刷和加工技術(shù)（主要是數(shù)字和柔?。?，以充分利用每個系統(tǒng)的優(yōu)勢。例如，數(shù)字噴墨印刷生產(chǎn)線可以配備一個或多個柔印單元。海德堡、Kento和克朗斯等供應(yīng)商生產(chǎn)混合系統(tǒng)。

對于尋求更大多功能性和自動化但又不完全致力于數(shù)字化的加工商來說，混合選項正在成為流行的數(shù)字化切入點。一些加工商還更喜歡數(shù)字噴墨與柔印涂布和裝飾功能的輕松結(jié)合優(yōu)勢。

不過，數(shù)字印刷技術(shù)并不局限于平面基材。包裝供應(yīng)商傳統(tǒng)上使用絲網(wǎng)印刷將裝飾直接轉(zhuǎn)移到?jīng)]有標(biāo)簽的瓶子和罐子上，但數(shù)字噴墨印刷也正在滲透到這些領(lǐng)域。

“我們知道技術(shù)挑戰(zhàn)在于直接印刷在3D形狀的容器上，”O-I Glass葡萄酒和烈酒全球營銷總監(jiān)梅麗安特·李曼 說道。該公司已在歐洲運營一臺數(shù)字機(jī)器約四年，并與克朗斯合作根據(jù)需要優(yōu)化印刷流程。中期目標(biāo)是將數(shù)字能力擴(kuò)展到O-I的美國設(shè)施，但因疫情而偏離了目標(biāo)。

一個關(guān)鍵特點是，該設(shè)備在裝飾過程中不會水平傾斜瓶子，而是旋轉(zhuǎn)直立的容器，以使油墨轉(zhuǎn)移到所有表面上。“這個實際上使瓶子保持垂直位置。瓶子不會移動——印刷噴頭會自行旋轉(zhuǎn)。然后你就有了使用CMYK技術(shù)印刷圖像的噴頭，”利曼說。

加強(qiáng)可持續(xù)發(fā)展

數(shù)字噴墨印刷機(jī)供應(yīng)商和服務(wù)提供商宣傳該創(chuàng)新相對于模擬印刷機(jī)的可持續(xù)性優(yōu)勢。他們主要描述了消除印版所帶來的好處，這意味著更少的浪費和排放。

生產(chǎn)每塊重達(dá)數(shù)百磅的工業(yè)規(guī)模版材是資源密集型的。雖然一些印刷機(jī)回收或重新利用印版（尤其是金屬印版），但許多印版都被丟棄。由于每家公司的印刷計劃存在差異，真實噸位很難量化，但?？怂贡硎?，每年有“數(shù)百萬”印版因磨損或印刷設(shè)計發(fā)生變化而被浪費。

直接到介質(zhì)印刷消除了額外標(biāo)簽基材的額外材料和浪費。O-I的利曼表示，對于瓶子來說，消除標(biāo)簽可以減少基材，并消除最低訂單要求中的浪費。“通過數(shù)字印刷，可以及時印刷灌裝活動所需的數(shù)量，從而減少浪費。”

按需印刷使跨基材的加工商能夠緩解生產(chǎn)過剩，從而大大減少廢物量。此外，用戶表示，與膠印相比，噴墨的精確滴墨技術(shù)可以減少浪費。其他數(shù)字噴墨機(jī)械工藝（例如固化）比模擬機(jī)器更節(jié)能，從而減少總體碳排放。

EFI的哈努萊克表示：“我們使用LED UV油墨固化技術(shù)，該技術(shù)比某些熱固化技術(shù)節(jié)省80%的能源。雖然UV油墨本身不能完全回收，但在加工過程中有一種方法可以與纖維進(jìn)行一些分離。”

實施障礙和改進(jìn)

盡管技術(shù)的使用不斷增長，但消息人士稱，主流數(shù)字印刷技術(shù)的采用將需要克服某些障礙。改造模擬系統(tǒng)并不是一個可行的選擇。因此，公司通常投資于整條生產(chǎn)線而不是零散的組件，這會增加成本。彭博社的福克斯表示，由于包裝創(chuàng)新，前期機(jī)械價格仍然很高，而成本是迄今為止阻礙更廣泛采用的主要因素。

消息人士稱，在生產(chǎn)方面，達(dá)到一定數(shù)量的數(shù)字印刷成本更高。成本交叉點因公司和印刷作業(yè)而異，但消息人士稱，通常它位于數(shù)千印張之間。“交叉點介于10,000-50,000之間。一旦超過這個長度，柔印或一些現(xiàn)有的模擬技術(shù)可能會占據(jù)優(yōu)勢，”哈努萊克說， “但我們相信，與數(shù)字印刷相關(guān)的價值主張遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了長期印刷和單位成本的限制。我們相信將會有一個轉(zhuǎn)折點。”

許多設(shè)備供應(yīng)商和包裝加工商認(rèn)為數(shù)字印刷更適合小型作業(yè)或小批量印刷。“如果您要印刷400萬件這樣的物品，噴墨技術(shù)就不會成為首選技術(shù)，從長遠(yuǎn)來看，整個過程可能會很昂貴，”Kirk-Rudy的威廉姆斯說， “柔印或膠印是為長版訂單而設(shè)計的。”

短版訂單的定義因公司而異。但據(jù)Keypoint分析師稱，對于許多加工商來說，小批量生產(chǎn)還不到其總加工量的10%，他們表示，“參與小批量作業(yè)是開展業(yè)務(wù)的必要條件，以保持加工商參與大批量業(yè)務(wù)的欲望。”

此外，Quad的蘭克福德表示，使用數(shù)字輪轉(zhuǎn)印刷設(shè)備來完成折疊紙盒可能具有挑戰(zhàn)性。“我們確實擁有印后設(shè)備，可以幫助我們進(jìn)行模切，并為折疊和粘合做好準(zhǔn)備，但設(shè)備稍微復(fù)雜一點，速度慢一點。因此它并不適合長版訂單。”

在單張紙方面，Quad在彩色工藝方面也遇到了一些設(shè)備挑戰(zhàn)。蘭克福德說，在使用四色單張紙數(shù)字印刷機(jī)時，“我們無法匹配足夠多的潘通色庫來滿足客戶需求”。相反，Quad的卷對卷設(shè)備使用六種或七種顏色，這使得最終產(chǎn)品更接近潘通色庫。“已經(jīng)取得了進(jìn)展，情況已經(jīng)好轉(zhuǎn)了，”蘭克福德說， “在將來的某個時候，我相信它會達(dá)到與膠印競爭的地步，但今天還不行。”

設(shè)備制造商不斷調(diào)整機(jī)械以減輕客戶的挑戰(zhàn)。例如，Kirk-Rudy的威廉姆斯指出了一種擦拭器機(jī)制，可以防止噴墨印刷機(jī)的常見問題——噴頭堵塞。經(jīng)過一定次數(shù)的印刷后，特殊切割的布料會覆蓋在噴頭上，從而消除了操作員手動擦拭噴頭的需要。

他說，與家用噴墨印刷機(jī)不同的是，工業(yè)型號的“當(dāng)機(jī)器閑置時，油墨的微小顆粒會流過噴頭”，以防止干燥和堵塞。Kirk-Rudy提供了一項專有功能，使輸送帶不會被噴頭覆蓋——一個小型真空吸塵器，可將噴頭顆粒吸入槽中。

消息人士稱，隨著數(shù)字印刷技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)和更多的加工商采用它，價格將會下降，就像大多數(shù)技術(shù)一樣，這將刺激主流采用的更大推動力。Keypoint分析師表示，尚未深入研究數(shù)字印刷的加工商普遍認(rèn)為，這不是是否會發(fā)生的問題，而是何時發(fā)生的問題。

EFI的哈努萊克表示，擴(kuò)大規(guī)模是“一個緩慢的過程”，但數(shù)字業(yè)務(wù)正在穩(wěn)步增長，預(yù)計很快就會加速。“現(xiàn)在是模擬到數(shù)字真正開始加速的時候了。”