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序论:在您撰写印刷包装技术时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。
关键词:虚拟仿真技术;印刷包装实验教学;印刷机操作
新工科和工程教育认证对学生的实践操作能力和科技创新能力提出了更高的要求,理工类高校开始着手探索新的实验实践方法,提高学生的动手操作能力,以适应快速发展的印刷行业[1]。印刷工程和包装工程专业都属于应用叉学科,学科属性的特点决定了本科层次人才培养定位在“培养具有较强实践能力和创新能力的,适应于行业发展需要的复合型高级专门人才”[2]。因此,在印刷包装专业教育过程中,实验实践教学的重要性不低于理论教学,并且经过多年的发展与探索,印刷包装专业教育不断规范,质量逐步提高,印刷包装实验实践教学也在逐渐完善。但是,针对大型印刷设备的实验实践教学一直都没有合理、合适、有效的教学手段。虚拟仿真教学依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通信等技术,构建高度仿真的虚拟实验环境,因此,虚拟仿真技术是对传统实验实践教学有效补充[3]。将虚拟仿真技术引入印刷包装实验教学中,可以让每一位学生无成本体验印刷设备的操作,掌握设备相关参数的设置和故障解决方法,将大幅提高印刷包装实验教学的质量和效率。
1目前印刷包装实验教学现状
印刷工程和包装工程专业的实验教学一直都是教学环节中不可或缺的部分,实验教学为理论知识的运用提供了方式方法,并且在新工科的教育背景下,印刷包装实验教学也得到了快速发展,但是仍面临着一些不足。
1.1小型印刷适性仪实验教学
目前对印刷设备的基本原理和工艺流程的实验教学基本依赖于小型印刷适性仪,印刷适性仪体积小、占地小、价格便宜,高校实验室可以购买多台套,以满足较多学生的需要。但是印刷适性仪与真实的印刷机在实操上差别较大,学生仅能对设备理论进行一定的实验验证,不能真实体验印刷设备的实操和故障分析。
1.2大型印刷机实验教学
印刷设备体积大、占地大、价格昂贵,购买的高校不多,即使有实力购买,也仅1台套,因此也存在一些问题:1)人机比太高。由于学生人数较多,而印刷设备仅1台套,人机比太高,在额定的实验学时里无法满足每一位学生系统性学习设备操作,对于印刷故障分析更是无法较好地完成,进而导致实验教学质量下降和效率低下。2)实验材料消耗大。印刷设备开机需要消耗大量的人力、电力及财力资源,相关耗材主要有:印版、承印物、油墨、润版液、清洗剂等,一旦开机后设备为连续工作状态,材料消耗量大,成本高。学生在初期学习时,操作不熟练会造成设备损坏,同时还会影响设备的精度,设备的折旧率较大,造成的损失比较严重。3)设备操作复杂。大型印刷设备操作环节复杂,需要有一定的操作经验和熟练程度,学生在初期学习时,尤其是女生在面对这个“庞然大物”时会有胆怯,这需要一个适应过程,任何贸然操作都会有一定的事故风险。另外,实验学时也满足不了积累经验的长时需要。
2基于虚拟仿真技术的印刷包装实验教学优势
2.1虚拟实验的理念
虚拟实验室(VirtualLaboratory)概念是由美国弗吉尼亚大学的威廉ꞏ沃尔夫(WilliamWolf)教授于1989年首先提出的,它描述了一个基于网络通信技术和多媒体仿真技术的虚拟实验室环境[4]。虚拟仿真技术可生成一个三维可视化虚拟环境,借助人机交互设备和位置跟踪设备,把人的控制信息和现实中的相关空间信息传递到虚拟现实环境,从而把人、现实世界和虚拟空间结合起来,融为一体[5,6]。虚拟仿真技术已被越来越多的学科引入,尤其是在大型、危险系数高的设备实操上,比如航天领域、化工领域、消防领域、各种车辆领域等。
2.2基于虚拟仿真技术的印刷包装实验教学优势
1)虚拟场景的真实化。印刷设备的虚拟场景以真实印刷车间为背景,较好地还原了印刷车间内部场景,这使学生在操作时更熟悉真实印刷车间,为后期实习和工作提供了适应期。虚拟印刷车间里除了有印刷设备,还有温湿度调节、看样台等,还可以根据需要增加纸库、印版打孔和清洁平台等。学生不仅可以进行印刷设备的操作,还可以进行上机印刷前的准备工作和印刷后的质量测控等操作,体验感更加真实。2)虚拟印刷机操作流程的可反复性。大型印刷机体积大,操作复杂,教师在实验学时中仅能讲解一遍设备操作流程,留给学生实操的学时较少,即使有一定的操作时间,也仅能让学生体验危险系数较低的操作环节。整个教学环节中,教师不仅需要进行讲授和操作,还需注意学生操作的安全性,实验负担较重,而学生大部分时间都在听和看,实操时间少,最后的实验教学效果远远达不到教学目标——通过该实验使学生能够掌握印刷设备的操作和故障解决。虚拟印刷机可保证每位同学一台套操作系统,与教师讲解同时进行操作学习,在后续的实验环节,可独自反复进行印刷设备操作,没有任何印刷耗材的成本,这种虚拟教学环境可大幅提高学生掌握印刷设备操作的效率。3)设备故障分析和解决的可操作性。对于印刷包装专业学生,掌握印刷设备操作流程仅是第一步,更关键也是更难的学习环节在于印刷设备故障的分析和解决,这需要学生积累一定的实操经验后才能真正掌握。通过对印刷设备故障进行分析,可以对理论知识有更深刻的理解,也可以更冷静地面对实际印刷设备操作过程中出现的各类故障。但小型印刷适性仪由于结构与印刷设备差别较大,不能体现出完整的印刷故障种类;大型印刷设备在实验教学中无法实现让学生学习多种印刷故障。虚拟印刷机拥有故障题库,基本包括了所有在实际印刷设备操作过程中遇到的故障,学生可通过反复、大量的故障分析操作,快速积累实操经验,为后期大型印刷机实操打下良好的基础。
3柔印虚拟仿真实验的应用
印刷工程和包装工程专业学生的柔印实验曾使用过柔印适性仪,但是满足不了印刷机实操的要求;也曾使用过柔性版印刷机,但是其体积大、操作复杂,在实验学时里无法让每一位同学进行实操,教学效果不理想。实验室引入虚拟仿真技术后,可以真实再现印刷机工作场景,也提供了印刷机反复实操的机会,学生通过虚拟印刷机的操作,可快速掌握印刷机操作流程,通过故障题库积累解决印刷机故障问题的经验。
3.1柔印虚拟仿真综合性实验
柔印虚拟仿真综合性实验包括实验设计、实验操作、印刷样张评价、故障练习四个方面。1)实验设计。柔性版印刷机在印刷过程中主要涉及到的参数有印刷压力、印刷速度、套准精度、墨量变化等方面,学生可以自主选择三个参数进行实验设计,比如:印刷压力的增大或减小、印刷速度增大或减小、某一颜色墨量减小或增大。2)实验操作。在本次实验中实验操作分两步,一是根据老师讲解学校虚拟印刷机的操作,二是根据实验设计进行虚拟印刷机的操作。掌握柔性版印刷机实操是本次实验项目的教学目的之一,虚拟印刷机形象地展示了柔性版印刷机的每一个细节,包括输纸结构、印刷单元、干燥单元、印后加工单元。每一位学生都可以在教师讲解下学习印刷机的操作步骤,再进行反复操作,这个过程没有任何印刷耗材的成本。掌握印刷机的实操后,可根据实验设计进行印刷参数的设置操作。3)印刷样张评价。印刷样张是体现印刷参数变化的载体,虚拟印刷机除了提供印刷机操作界面,还有可显示印刷样张的界面,每一步操作后都可获取一张新的印刷样张。同时也提供了可以进行印刷样张虚拟测量的仪器,可以测量密度、网点扩大、叠印率等质控指标。在印刷参数改变后可以获取新样张,通过虚拟测量仪器测试样张上各色的密度、网点扩大和叠印率,进而分析印刷压力、印刷速度和墨量变化对质控指标的影响。4)故障练习。为了提高印刷机操作的熟练度,虚拟印刷机提供了大量故障练习题,学生可以随意选择练习题进行实操,通过故障分析和解决的反复、大量操作,学生可快速积累一定的实操经验,为后期实习和工作奠定一定的基础。虚拟印刷机以印刷机操作时间和印刷耗材成本为基准,对每一道故障练习题进行成本核算。学生在进行故障练习题的操作时,只有时间短、操作准确、不浪费耗材才能获得较低成本,这也促使学生反复进行故障练习题的操作。在这个过程中,学生不仅可以收获印刷机操作的熟练度,还可以积累一定的故障分析和解决经验。
3.2实验考核
本实验考核分为三个部分:实验设计和操作、实验数据分析和故障练习成本。1)实验设计和操作。实验设计和操作部分主要考核实验设计的合理性和实验操作的正确性,实验设计是否能够体现出柔性版印刷机的重要印刷参数;虚拟印刷机操作的正确性,比如印刷参数设置的正确性;印刷样张获取和测量的准确性,样张变化与印刷参数的变化一致,虚拟测量仪器测量准确。2)实验数据分析。学生能够记录测量数据,对数据进行分析,表示出随着印刷参数的变化,质控指标的相应变化情况。数据记录完整,数据分析合情合理。3)故障练习成本。每一道故障练习题都会显示总成本,教师在服务器上就可以清晰看到每一位同学的印刷成本,以此作为实验考核的指标之一。
3.3实验完善
虚拟印刷机在印刷样张质控指标的测量方面有待完善,可以改善测量仪器显示真实度,测量数据模拟的多样性,增强学生的测量真实感。
4结语
虚拟仿真技术的引入改变了固有的印刷包装实验教学模式,解决了教师教学困扰和学生实验学习困难。教师在教学中可以更完整地讲解印刷机操作的细节,也有时间解决每一位同学的实验问题;而每一位同学都可以体验印刷机的操作,还可以反复、大量进行操作,这些都是以往的印刷机实验教学所不能实现的。未来,可以将更多的虚拟仿真技术引入到实验教学环节中,以培养学生综合设计和创新能力为出发点,构建高水平软件共享虚拟实验、仪器共享虚拟仿真实验和远程控制虚拟实验等教学资源,不仅可以提高教师教学能力,还有利于更好地调动学生的学习积极性,更好、更快地实现培养和锻炼创新型、复合型应用人才的目标。
参考文献:
[1]杨京渝,彭丽,蔡振华.新工科下虚拟仿真技术平台在电气类专业中的应用探讨[J].科技风,2021,10:111—113.
[2]焦利勇.印刷工程专业三层次递进式实验教学探索与实践[J].轻工科技,2013(3):139—140.
[3]陈润,孙界平,琚生根,等.构建计算机虚拟实验教学质量保障体系[J].实验技术与管理,2017,8(34):107—110.
[4]曾芬芳.虚拟现实技术[M].上海:上海交通大学出版社,1997:10—13.
[5]杨卓,郑亚雯,陈英,等.虚拟仿真技术在轻化工程(染整)实践教学中的应用[J].纺织服装教育,2021,5(36):482—486.
阎晓宏在详细了解研究院的规划、设计、建设情况后,对其两年来的建设成果予以充分肯定,并用三个“没想到”总结了研究院取得的可喜成绩:没想到发展如此迅速、没想到门类如此丰富、没想到成果如此丰硕。他表示,以上成绩的取得离不开北京印刷学院对研究院工作的全力支持,离不开研究院全体同志稳扎稳打、求真务实的工作作风。
阎晓宏对科研技术是否产业化、成本控制情况以及国内外同类产品的市场情况进行了详细询问,并对北京印刷学院在近五年中获得500多项专利申请的成绩表示充分肯定。
在谈到研究院的未来发展规划时,阎晓宏指出,行业院校科研要面向产业、服务产业。围绕我国绿色印刷的推进工作,研究院要在质量检测、科研创新、人才聚集、产学研合作等方面继续加大工作力度,并通过各种大型印刷包装类展会等平台,与设备制造企业和印刷企业开展更深入的合作,一方面提升制造企业的研发水平,另一方面加快科研成果的产业化步伐。新闻出版总署将对研究院的工作给予全力支持,促进研究院积极发挥行业院校科研在推动产业发展中的智力支持作用。
阎晓宏还考察了研究院内的大学生创新创业园和北京印刷学院大学科技园,向大学生详细了解了创业情况,并给予鼓励,建议学校为有发展前景的项目提供适当的资金支持。
新闻出版总署综合业务司司长孙明、出版管理司司长吴尚之、印刷发行管理司司长王岩镔、出版产业发展司副司长张亮、中国新闻出版研究院副院长魏玉山参加了调研活动。
新闻出版总署携手中国联通推进数字出版发展
7月2日,新闻出版总署与中国联通集团公司在京签署《推进数字出版产业发展战略合作备忘录》。
中国联通作为新闻出版总署重要的战略合作伙伴,将积极支持中国新闻出版业结构调整、产业升级和发展方式转变,在遵循国家法律法规、监管规定、行业政策、市场化原则和内部管理规定的前提下,为新闻出版总署及国内新闻出版企业提供全方位、优质、高效的网络支撑和运营服务,并积极推动构建健康的网络传播环境,提供有效的版权保护手段,推动数字出版领域的反盗版工作,保护作者的合法权益。同时,积极探索新的商业模式,推动数字出版产业的发展。
河南首批39家非时政类报刊转企改制工作正式启动
7月5日,河南省新闻出版局组织召开河南省首批非时政类报刊改革工作会议,会上宣布河南首批39家非时政类报刊转企改制工作正式启动。
河南省目前共有363种报刊,其中报纸122种,期刊241种。按中央及省委、省政府相关规定,除21家党报党刊外,其余报刊均须分批分期完成转企改制工作。省委宣传部和省新闻出版局进行了大量的调研和测算工作,召开了一系列专题会议,确保体制改革期间思想不乱,工作有序推进。
国家版权局重奖查处侵权盗版有功人员
国家版权局近日下发《关于奖励2011年度查处侵权盗版案件有功单位及个人的决定》,对安徽省合肥市公安局网络安全支队等180家有功单位、陈江丽等172名有功个人给予表彰和奖励。这是国家版权局自2008年重奖打击侵权盗版有功单位和个人后,开展的第五次大规模表彰奖励活动,此次颁发奖金高达610余万元。
按照《举报、查处侵权盗版行为奖励暂行办法》及其实施细则的相关规定,各地、各相关部门共报送712份推荐材料,经过初评、复评和终评,最终评出有功单位一等奖36个、二等奖47个、三等奖97个;有功个人172名,其中一等奖25名、二等奖36名、三等奖111名。获奖单位和个人涵盖各级版权执法部门及“扫黄打非”、公安、电信、海关、工商、高法、高检、出版物市场监管、出版单位、新闻媒体等与版权行政执法工作有密切联系的相关部门。
第二届世界媒体峰会在莫斯科举行
与必须要在各种宣传渠道中纠结的商业印刷不同,包装印刷是一种用于市场前线的印刷,且已经与销售渠道融为一体。作为品牌商与消费者之间的纽带,包装必须能够传达商品信息、打动并说服消费者购买商品、确保商品从卖场货架到使用都能使消费者满意。
包装无需花费太多成本就可提升商品价值,使得包装成功成为市场营销的首选手段。当观众看到包装印刷在drupa2012上受到大力推崇时,可能会认为这是印刷业突然发现的新大陆,而真实的情况是,包装从工程活动向营销战略转变时,印刷业起到了直接调节的作用。这种与印刷工艺无关、完全由数字技术发起的转型正在不断加快脚步。
统一色调
品牌全球化带来的挑战之一就是要确保品牌在传播过程中保持包装印刷色调的一致性,这个趋势不仅扩大了品牌市场,还会使印刷工艺发生改变。
柯达全球包装部门经理Stu Brownell说道,“我们的目标是在整个包装价值链中提供可持续品牌管理和印前解决方案,以此来实现品牌安全保障,以及确保包装的视觉冲击效果,并且在这个过程中不断让品牌商意识到印刷创造的价值。”
“这一想法也被一些专业的包装印刷商所认同,如今这些包装印刷商作为品牌卫士而重获新生。与此同时,一些品牌商对包装印刷的兴趣也日益高涨,纷纷表示愿意承担更多的责任。”爱色丽EMEA及全球数字供应链副总裁Francesco Tomasello认为,“通过评估客户的工作流程,并提出一项专门为其定制的清晰、规范的标准,我们能够帮助品牌商与包装印刷商、印刷服务供应商(PSP)建立合作关系。无论新市场在哪里,我们都有自信精确呈现我们的规范标准与色彩表现力。很多时候,我们与品牌商之间都是通过爱色丽全球数字供应链项目而达成合作的,这也拉近了品牌商与供应商之间的关系,特别是包装印刷商。”
“为避免不必要的重复工作,工作流程自动化的其中一个方面就是将公司的业务系统和印前工作流程软件整合起来。”艾司科解决方案管理主管Jan De Roeck指出,“如果管理信息系统(MIS)中已存有数据,那么印前操作人员就无需再重新输入。”
“数字印刷背景下的流程整合将成为drupa2012重点展示的一大主题。数字印刷其实就是小批量印刷的同义词,因此,为达到工作量,PSP只能完成更多任务。所以,印前准备时间非常关键,如果包装印刷商的自动化程度不够高,且不能支持MIS,那么这家公司就会被一大堆任务管理挤破头。”Jan De Roeck补充道。
除了不断改进的自动化工艺流程,Jan De Roeck还提到了越来越流行的3D软件。“3D软件是一种交流工具,其在印前工作中能充当一个很好的答疑辅助工具。包装印刷与商业印刷最明显的区别就是结构,因此我们必须从一开始就要设想好产品的三维结构。”
持续创新
所有包装印刷都必须面临的一个问题是,如何从供应链的各环节节省尽可能多的成本,从实际生产角度来看,就是如何实现更快的准备速度和更短的任务间隔。这对于以成本节约出名的数字印刷来说就是“小菜一碟”,而传统印刷也在努力解决中。
麦安迪伺服驱动430mm宽幅系列柔印机是现代柔印机的一个特例代表,其运行速度可达230米/分钟,可以辅助800英尺的工作任务。对整个印刷台进行设置只需35秒钟,印刷操作工一般可在6分钟内准备4项不同的工作任务。该设备还兼具增值装饰、模切和其他加工装置的联机功能。
然而,就连这台柔印机的铁杆粉丝也认为柔印未必是最轻松的印刷工艺,但是爱克发、柯达、富士和杜邦等公司已经利用高清数字柔印技术使柔印工艺取得了巨大突破,该技术拥有高分辨率、高稳定性和高保真性,采用其输出的产品质量可与凹印、胶印媲美。
此外,胶印工艺也在通过创新来满足准时生产方式(JIT)的要求,如高宝公司利必达胶印机的印前准备可在10分钟内完成。
数字印刷的魅力
数字印刷的一大优势是在收到任务后能“瞬间”完成,与之相反,一张柔性版至少需要花上90分钟时间来准备,而在这段时间里,一台数字印刷机已经在准备给客户发送成品了。
目前,在全球标签与包装领域中,共有1400台HP Indigo数字印刷机正在被投入使用,占数字标签印刷市场份额的76%。与一台13英寸窄幅卷筒纸柔印机相比,HP Indigo ws6000数字印刷机可在厚度为450μm的承印物上进行印刷,运行速度可达30米/分钟,且只需采用普通四色标签印刷时间的40%和一半的生产成本,便可生产出一模一样的产品,利润也几乎是普通标签印刷的3倍。
“我们完全相信,就像数字印刷正在成为标签印刷领域的主流一样(目前占全球标签印刷的10%),假以时日,只要端对端解决方案全部到位,数字印刷也会成为软包装和折叠纸盒印刷舞台上的主角。由于目前这些领域还属于早期探索阶段,因此还没有推出强大的解决方案,但是我们会与客户共同创造。”HP Indigo副总裁兼总经理Alon Bar-Shany说道,“说到底,我们做的就是使品牌实现更多差异化和创新。”
然而,赛康公司和施乐公司的数字印刷系统一直以来都在与HP Indigo的专利数字油墨解决方案竞争包装印刷的市场份额,这种更加高速的喷墨系统(同时适用于联机印刷)的稳步兴起,一定会重新调整数字印刷市场份额的整体分配,同时加速市场筛选。
此外,数字胶印技术也在设法进入包装印刷领域,这类印刷机制造商(如Presstek公司和柯尼卡美能达公司)的数量也在不断增长。
防伪技术新应用
据经济合作与发展组织(OECD)估计,全球假药交易每年都会让制药商损失1840亿欧元。不仅如此,假药还榨取了整个制药业的盈利,以及本可以用来进行医药研究的收入。最严重的是,假药还会造成人员死亡,据世界卫生组织(WHO)估计,全球每年有10万人死于服用假药。因此,医药包装防伪一直是制药业非常重视的一个环节,如欧盟最近推出的《虚假药品2001/83/EC规章》等法规,将处方药外包装的真实性验证作为医药最主要、最实用的防伪办法。
在涌入市场的众多印刷系统中有一款产品非常引人注目,那就是编码和标记专家大西洋蔡瑟公司最新推出的“跟踪和追查(track & trace)”模块。这个经济型模块可直接与现成的生产线连接,提供一系列安全解决方案,如GS1、各类数字代码以及一维多位置条形码或二维条形码,通过这些,消费者可以到网上检查包装和产品的合法性。当编码不符合库存数据时,光学检验系统就会发出排斥警告。
大西洋蔡瑟公司数字印刷和编码解决方案部副总裁Ralf Hipp补充道:“现在有一种最新技术可以使包装材料本身成为一种检验标准,就像DNA测试一样。通过扫描材料的粗糙度就能清楚地知道这个包装是否由正规品牌商生产。”这些解决方案能使客户获得最大的防伪保障,从而降低伪劣产品造成的损失。除了避免第三方诈骗之外,还有很多灰色市场的问题都可以通过天衣无缝的产品跟踪和防伪支持来得到控制。
尽管产品体积越小,其所需运输成本也越小,但从目前来看,RFID跟踪追查方案在今后一段时间依然会更适用于大型运输包装而非零售包装。同样,二维数据矩阵条形码等先进编码解决方案虽然可以帮助制药商更有效地打假,但在给消费者提供安全保障这方面,其与RFID一样力不从心。
海德堡找到了一种新型防伪技术,这种技术结合了二维数据矩阵条形码和一种独特的验证手段(即主要依靠一种由随机放置的铜丝所组成的独特图案)。消费者只需使用智能手机就能在零售点轻松验证标签的真实性。“对制药业来说,这是一个理想选择。”海德堡产品营销主管Jürgen Grimm说道,“为了打击伪劣产品,我们必须把最先进的技术交付给最关心这个问题的人,那就是消费者。”
聚焦食品安全
设立安全高标准同样也适用于食品行业,由包装材料引发的真实或潜在的健康威胁都会导致成本高昂的产品被召回和包装被“换血”。
现在,想要从油墨供应商处获得低迁移油墨已经变得越来越方便了,这也在某种程度上加强保护了中间商,使其尽量避免受到食品安全的影响。然而,油墨供应商不愿共享油墨配方,这就造成了其与印刷商之间的脱节,每当印刷商面对被要求保证包装表面的油墨不会迁移到食品中时,他们往往都不能确定这一点。
尽管在某些国家,UV印刷包装由于并非完全无毒而被排除在食物包装印刷领域之外,但UV印刷仍是食品包装安全保障与印刷可操作性之间的最佳平衡点,这主要是因为UV印刷可以实现100%固化。与必须花费数小时才能干燥的水性油墨相比,UV墨膜只需暴露在紫外线下,就能立刻固化,这种特点也使得UV固化系统成为胶印机配置中不可或缺的一部分。
从目前来看,油墨固化系统下一步的发展可能会集中在能耗更低、价格更贵的LED固化系统上,该技术将逐渐替代UV固化系统,目前已在大幅面数字喷墨印刷领域得到了广泛应用。
展望包装印刷市场
UV喷墨打印具有3点优势,一是环保,无毒害,可以广泛用于食品、医药、日化等领域;二是介质适应性好,能在各种纸、薄膜上成像,满足标签、包装印刷领域介质适应性广的实际需要;三是一次固化成型,工序简单,无须额外处理。由于UV喷墨打印的优势,推广UV喷墨打印在包装印刷领域的应用,可实现包装印刷产品个性化、增值化和介质多元化。本文主要介绍UV平板喷墨打印技术在包装印刷上的应用。
UV平板喷墨打印技术可适用的材料
由于UV墨水可以在没有涂布材料表面的优异附着能力,以及完全静止的打印方式而产生的高精度和多次重复的打印能力,UV平板喷墨打印带来了材料多样性和工艺多样性的多种应用优势,表1列出了UV平板喷墨打印常见打印材料清单。
源于对打印材料广泛的适用性,UV平板喷墨打印技术适合在最终印刷实际材料上直接打印,避免了先印刷后裱纸的繁琐工艺,也可用于多种生产材料上的合同打样或小批量、个性化生产。例如可在手机外壳、笔记本外壳直接打印装饰图案,实现个性化印刷;可面向超市、卖场、展会等展示行业,在不同材质上直接打印和加工展板;可建筑玻璃、瓷砖、大理石等装饰和装潢材料的直接打印图案等。
UV平板喷墨打印技术在包装印刷领域的应用
1.为丝网印刷打样或在短版印刷上替代丝网印刷
在传统印刷中,丝网印刷由于其材料选择范围广,可以实现在胶片、特种纸、玻璃、金属等多种柔性、刚性介质上的印刷。但与UV喷墨打印比较,传统丝网工艺工序复杂,初始化成本高,此外还存在几点技术弊端:网点变形较严重,不适合渐变色印刷;套印精度差,图像不宜太精细;以专色实地为主,对色数有限制。
UV喷墨打印工艺,适用介质广泛,具有替代丝网印刷打印能力,且相对于传统丝网印刷,有以下优势:工序简单,生产周期短;没有初始成本,适用于小批量甚至单张印刷;套印准确,可实现图像过渡,版面生动;没有专色限制。
2.实现包装产品快速打样和小批量生产
目前国内客户对于包装和展示用品的打样,从成本角度讲一般采取先打印在不干胶或者涂布纸上,再贴裱在最终结构材料上形成展示样。有些客户对于样品要求严格,在进行盒型打样后,还需要通过外发印刷的方式,进行印刷打样,中间审核交接环节多,结案效率低、成本高,如表2所示。
UV平板喷墨打印能力,可为包装设计提供一站式解决方案,不再通过外发印刷的方式,无论是在效率上还是成本上都有大幅度提升空间。集成数字切割机,在包装材料上使用UV平板喷墨打印机打印后,可以直接采用数字切割的方式获得最终包装和展示产品。包装创意的项目需要长时间外发等待的加工局面得以改变,可在一天内快速实现打样,可进行多次修改,最终快速结案。有些UV平板喷墨打印机带有白墨和上光墨水(如佳能奥西460GT),可实现白墨和局部上光工艺,实现一体化打印。
总的来说,相对于传统包装打样方式,UV平板喷墨打印加数字切割的打样方式有以下几个优势:
①可以实现透明材料和带有纹理的材料上直接打印;
②不依赖员工裱纸技能,不会产生废品;
③不需要冷裱机;
④生产效率更高。
UV平板喷墨打印对于常规卡纸的色彩打样已完全能符合标准要求,但对于某些印刷材料和印刷方式,如镭射纸和银卡纸、透视PET、牛皮卡纸等,关于纸张特征和色彩表现还没有标准,如何使色彩表现稳定有待进一步研究解决。
数字技术和数字印刷的发展,对于印刷业的发展是一个双刃剑。数字技术的发展促进了新媒体的发展,如互联网、微信、微博、数字出版的发展,不断冲击和蚕食出版和商业印刷的领地,但数字技术和数字印刷的发展也为印刷业的发展开辟了新的空间,如数字印刷的发展,为满足个性化印刷需求和可变印刷创造了条件;功能印刷、3D打印为印刷开辟了更广阔的发展空间;数字技术的发展,不但没有影响包装印刷的发展,而且为包装印刷转型升级、满足个性化需求、更加百花齐放创造了条件。因此,包装印刷将更快、更好地发展。
创新是包装印刷转型升级的关键
十八届五中全会提出“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念,创新放在首位,充分说明创新极其重要。我国包装印刷正处于两个历史性转折点,即由主要靠要素驱动发展,尤其是投资扩张数量发展,向依靠提高人力资本质量和创新驱动发展的转变;由数量规模型向质量效益型转变。要顺利实现我国包装印刷的历史性转变,必须转变发展方式,必须依靠创新驱动发展。充分利用计算机技术、数字技术和互联网技术进行转型升级改造。舍此,包装印刷强国梦就不可能实现。
创新包括体制创新、机制创新和技术创新。通过创新,切实把企业的发展从要素驱动发展转变为更多的依靠人力资本质量和创新驱动发展,从数量规模型向质量效应型转变。通过创新,充分利用计算机技术、数字技术、互联网新技术,推动新业态、新商业模式、新技术的发展,大力进行供给侧改革,用更多的新技术、更低的成本、更优质量的新产品适应个性化、多样化、差异化需求市场的变化,进而引导市场,创造新需求;通过创新,提高市场竞争力,逐步从价格竞争转变为质量型、差异化为主的竞争;通过创新,大力推动绿色发展,处理好经济发展和生态文明建设的关系,既要金山银山,又要绿水青山;通过创新,不断提高人力资本素质,充分调动他们的积极性和创造性,使企业更加有活力和创造性。
大力推进供给侧改革创新提高有效供给
造成包装印刷供过于求,产能过剩局面的主要原因除了重复建设、盲目发展、无序竞争外,供给侧有些产品和服务质量不高,不能满足市场需求也是造成产能过剩的重要原因。近期以来,中央多次强调供给侧改革,就是强调大力推进市场取向改革,去产能、去库存、去杠杆、降成本、补短板。有效化解过剩产能,提高有效供给。强调供给侧改善产品和服务质量,以高质量的产品和服务,满足经济发展和人们生活水平不断提高而产生的新需求。包装印刷供给侧的改革涉及方方面面,笔者认为至少应该包括:
1.包装及包装印刷品的创新设计
包装及其印刷品除了具备保护包装商品的性能外,还应该具有树立和展示包装商品品牌、介绍产品功能、防伪、吸引和刺激人们的购买欲望,促进产品销售的作用。在满足这些要求的基础上,应该简约、明快、具有该产品和生产厂家特色,而非豪华、过度包装和不必要的印刷色彩。过度包装、过度强调印刷色彩和过多的印刷色彩,无疑将提高包装物的成本,并最终将其转嫁给消费者,长此以往,消费者就会反感,不仅不能促进销售,还会影响销售。因为消费者购买的是需要的商品,而不是包装物。包装物一般都是一次性使用,过度包装、过度豪华,不仅造成极大浪费,有违中华民族勤俭节约的优良传统和美德,同时违背中央一再强调的保护环境绿色发展的新发展理念。
创新设计首先是在满足包装基本要求的基础上,严格控制过度包装和过度印刷,尽量减少资源消耗和废弃物的产生,材料和工艺选择要符合绿色环保要求,最大限度地降低总体生产成本。对于出口商品的包装设计,还要符合出口国家的法律法规规定和出口地的风俗习惯。
技术进步,新材料、新工艺的不断发展和个性化数字印刷的发展,为创新设计提供了很好的条件。创新设计涉及生产设备、生产工艺、耗材、印刷、装订等多方面。只要突破传统观念和思路,紧紧围绕绿色环保、节材、降耗、节能、低成本,大胆创新科学合理设计,就一定可以开创包装设计的新局面。
新的包装设计技术不断涌现,我们应该充分利用和挖掘其潜力。如,①个性化包装设计:前些年可口可乐利用数字印刷技术推出个性化标签的瓶子,随之而来的在包装设计中掀起了个性化创新包装的旋风。个性化包装印刷是包装印刷很有前途的设计。②活性包装设计:传统包装主要是利用容器、材料和某些特定辅助物,延长食品的保质期。活性包装则是利用除去或释放包装物内某些特定成分来延长食品保质期。如除去食品包装内的氧气、二氧化碳、多余水分;释放某些有利于食品储存、延长保质期的成分等。目前,食品的活性包装主要有抗菌型、二氧化碳释放型、氧气消除型及其他活性包装,如水果、蔬菜的去除乙烯气体包装等。③智能包装设计:智能包装是指能监测并指示包装内部食品周围环境变化的包装技术。智能包装系统可以提供食品流通各环节的相关质量信息。既可提供商品自身的信息,也能提供存储条件、微生物生长情况的信息。一般食品智能包装系统包括,指示卡和传感器。在包装环境发生变化(如温度、pH值变化)时,指示卡的颜色会发生变化;传感器则能精确记录和传输包装内的相关信息。根据智能包装的功能,目前智能包装主要有时间温度指示卡、新鲜度指示卡、RFID智能标签等。
2.创新和改进包装印刷工艺及相关设备
包装产品工艺创新具有很好的发展前景。如,将抗菌剂、保鲜剂浸泡后的塑料膜夹制在瓦楞纸板内,再在瓦楞纸箱内涂上保鲜剂,可以有效防止水分蒸发、调节和控制温度,防止细菌滋生和不良气体的产生,特别适合果蔬包装。根据不同果蔬包装的不同要求,该类包装箱又分为夹塑型、复合型、发泡型和混合型。又如,为了提高瓦楞纸箱的防水功能,可以采用幕帘式涂覆法,将熔化的合成树脂或石蜡混合物从料斗口以薄膜状态流出而均匀涂布在瓦楞纸板上,既防水又耐磨。如果将瓦楞纸板经过石蜡浸泡处理,就可以提高其耐水性,盛装活鲜海产品及其他含水率高的产品和冷藏果品非常实用。目前,我国包装印刷的印刷工艺大多采用凹版印刷。而欧美发达国家包装印刷的印刷工艺大多采用柔性版印刷,特别是软包装印刷,更多的采用柔性版印刷。最新的发展趋势是采用数字印刷或采用传统印刷和数字印刷相结合的印刷技术印刷,数字印刷或传统印刷和数字印刷相结合的印刷方式在标签印刷中发展较快。
凹版印刷在我国包装印刷中占绝对优势,有其发展的历史背景和我国习惯艳丽色彩有关。凹版印刷当然有其墨色厚实、色彩亮丽的特点,但是,从目前的印刷技术发展水平看,短时间内还难于改变VOCs排放,完全达到绿色环保的要求。我们应该在不断改进凹版印刷设备和工艺、发展凹印水性油墨,减少VOCs排放上做好功课的同时,推广发展符合绿色环保要求的柔性版印刷工艺。柔版印刷技术实际已经非常成熟,只是我国常常按凹印设计和凹印的效果去要求柔印,这是不合理的。我们应该逐步改变视觉和色彩的固有观念,首先从柔印的特点出发,设计其印刷图案,完全按照柔印的工艺要求、特点来验收其成品。根据包装印刷每批次印刷量逐步减少的发展趋势,柔印更适合批量较少的印刷品印刷,其成本更低。适度发展柔版印刷,不仅可以较快实现绿色包装印刷,而且会逐步提高企业的经济效益。
数字印刷技术主要适合个性化按需印刷和可变数据印刷。随着个性化包装的发展、个性化包装设计的发展、每次包装印刷数量不断下降的发展,积极创造条件,适时、适当发展数字印刷是非常必要的。但我国的数字印刷设备和器材目前仍然主要依靠进口,其印刷成本高,个性化包装印刷市场刚刚起步,活件少。应该根据本企业的实际需要,适时发展。目前,恐怕还是应该以传统印刷为主,数字印刷为辅的传统和数字印刷相结合的方式发展。
3.逐步淡化过度包装印刷和豪华包装印刷
过度和豪华包装是造成我国包装产品成本居高不下和包装印刷在整个印刷业市场份额奇高的重要原因。随着绿色环保发展理念不断深入人心及勤俭节约优良传统的发扬光大,人们对包装印刷要求和包装印刷观念的转变,随着商品生产产业的结构调整、转型升级的发展,过度包装印刷和豪华包装印刷必将淡出人们的视线,回归到简约、明快、成本低、符合包装印刷基本要求的轨道上来。这样才能不断降低包装产品成本提高企业效益。
4.拓展包装印刷服务领域
包装印刷业只是产品进入市场的一个加工环节,很难生产终端产品。应该大力研究如何延伸其服务范围,建立从包装策划到包装物回收的一条龙服务体系。如果能实现从包装品牌策划;包装及其印刷设计;原材料、技术工艺研发;原材料和技术的支持和供应;绿色包装及包装印刷加工;专业检测;商品包装、物流配送;包装物回收再利用的一体化服务,包装印刷不仅可持续发展,而且可以大展宏图。
数字印刷设备的发展是数字印刷发展的根本
个性化包装印刷的发展,需要发展数字印刷。目前,我国数字印刷发展速度较快,是因为我国数字印刷的基数小。但数字印刷在整个印刷业产值中的比重还很少,大约只占2%~3%,在包装印刷中的占比可能会更低。影响我国数字印刷发展的根本原因,是我国数字印刷的设备和主要耗材(如油墨)主要依靠进口,设备、主要耗材、维修服务主要控制在外商手中,印刷成本居高不下。数字印刷设备和主要耗材的国产化或本土化是发展我国数字印刷的根本。
1.国产数字印刷设备任重道远
数字印刷设备与传统印刷设备一样,包括印前设备、印刷机、印后设备。
数字印前和印后设备,我国已经具有较强的研制生产能力,有些产品已经接近和达到国际先进水平,已经批量供应国内市场并有部分出口,应该继续巩固和不断创新发展。
数字印刷机目前仍然主要依靠进口。近年来,我国一些传统印刷设备制造商开始涉入数字印刷机的生产制造。但是由于我国是发展中国家,数字印刷和数字印刷机发展较晚,加上我国数字技术基础与国外差距大,目前,数字印刷机的发展仍然处于艰难的起步阶段,喷墨数字印刷机的发展,已经有了一定的基础,静电成像数字印刷机还没有起步。国产数字印刷设备任重道远。
我国是世界上人口最多的国家并且是印刷大国,这就决定了我国不可能完全依靠进口数字印刷机来支撑印刷业的发展,必须有自己的生产能力。就目前国内外数字印刷设备技术的现状看,国产或本土化的数字印刷设备生产,除了不断提高自身研发和创新能力外,主要应该采用引进、消化、吸收、自主创新或者与国外合作的方式发展。
在数字印刷设备品种的发展上,应该与国外发展同步,继续巩固和发展数字印前、印后产品和喷墨数字印刷机,不断提高其性能和质量水平,下决心突破数字印刷设备的关键技术和关键配套零部件,如喷头等关键技术和部件。在静电数字印刷机的发展上,应该寻找合适的合作者、符合发展方向的产品,在合作和自主创新的基础上,尽快发展和取得突破。
2.国产数字印刷设备
数字印刷的发展,必须用先进实用的数字印刷设备来保证。
①数字印前和印后设备。我国数字印前和印后设备,已经具有较强的研制和生产能力,产品性价比高,部分设备已经接近和达到国际先进水平。
以杭州科雷机电工业有限公司为代表的国产数字印前计算机直接制版设备CTP,已经接近和达到国际先进水平,该公司专注于为用户提供高性价比的解决方案,其主要产品有传统PS版的UV-CTP、雷霸热敏CTP、柔版CTP。产品已经批量供应国内市场并大量出口亚洲、南美洲、欧洲等地,得到国际赞誉。
以深圳市精密达机械有限公司为代表的国产数字印后设备已经有了很好的发展。深圳市精密达机械有限公司,已经成为全球印后设备领先供应商之一。该公司产品包括印后装订、骑马订、锁线订、数字印后四大系列。可以独立为用户提供印后装订解决方案,产品出口到50多个国家和地区。典型的数字印后产品有Challenger-5000e全伺服胶装联动线;DigitalRobot2000A数字机器人。这些产品可以单独使用,也可以为国内外印刷设备配套。②数字印刷设备。国内多家厂商已经推出自己的数字印刷机。
国产喷墨数字印刷机及相关设备和软件发展最早的是北大方正。目前北大方正的数字印刷设备已经形成了系列产品。主要有:A.方正桀鹰P5100高速喷墨印刷机。主要用于书、报、直邮账单;B.方正桀鹰H系列可变数据喷印系统。主要用于一维码、二维码、文字及简单图形的可变印刷;C.方正桀鹰K300高速可变数据喷印系统,主要用于标签印刷、包装印刷、可变数据印刷,其中K300S是黑白印刷,K300C是彩色印刷。
目前,国内多家传统印刷机企业也推出了数字印刷机,如北人集团公司推出BEIRENDP5000卷筒到卷筒的双面彩色数字喷墨印刷机。并在PRINTCHINA2015与惠普公司签署了战略合作协议,双方将在高速喷墨和品牌扩张等多方面合作;辽宁大族冠华推出筱原JETPress520喷墨数字印刷机;威海印机推出WINJET56单张纸喷墨数字印刷机,并且与美国Delphax达成合作协议,将合作生产、销售该公司数字印刷机以及该公司数字印刷器材的国产化工作。此外,潍坊东航、乐凯华光、上海豹驰、上海紫光等企业也推出了数字标签喷墨印刷机。
3.国外主要数字印刷设备
①惠普公司:主要有六大数字印刷机。A.惠普Indigo10000单张数字印刷机,几乎可以印刷所有商业印品,包括文件夹、6页小册子、海报、大尺寸蝴蝶装书刊和照片书。印刷材料厚度75~450μm,最大印刷幅面750mmx530mm,最高速度3450张/时,三色增强模式下最高速度4600张/时。B.惠普Indigo20000是卷筒数字印刷解决方案,主要用于塑料软包装、标签、热收缩膜及收缩套筒膜等。采用电子油墨,可印刷厚度10~250μm的材料,最多可印刷七色,最大图像尺寸736mmx1100mm。四色印刷最高速度31米/分,三色增强模式下最高速度42米/分。C.惠普Indigo30000单张数字印刷机,是带有在线涂布单元的折叠纸盒解决方案。印刷材料厚度200~600μm,最大印刷幅面750mmx530mm,最高速度四色3450张/时,三色增强模式下最高速度4600张/时。D.惠普Indigo7800单张数字印刷机,是经过橡皮布转印的A3+幅面的单张数字印刷机,用于生产各种塑料卡片,如ID卡、信用卡、3D光栅卡、礼品卡等。四色最高速度120(A4)张/分,三色增强模式下最高速度160张/分,最大印刷幅面317mmx464mm。印刷材料厚度70~400μm。可以提供只能在紫外线下可见的惠普Indigo隐形油墨。E.惠普IndigoWS6800是窄幅卷筒印刷解决方案,用于大批量标签和包装印刷。最高速度30米/分,增强模式下最高速度40米/分,最大印刷幅面320mmx980mm,印刷材料厚度12~450μm。配备有在线涂布单元。可以印刷0.7磅的最小字体。F.惠普公司在drupa2016展会上将展出惠普Indigo50000双面卷筒数字胶印机。印刷图像尺寸29.3英寸x44英寸,印刷速度770张/分,单色印刷速度2300英尺/分,承印物范围40~350g/m2,具有胶印印刷质量,同时可以用混合专色和特殊油墨六色打印照片。该机重点推出集印刷生产操作系统、移动应用程序和云端为一体的管理软件,其特点是:A.操作简单方便,集成化一键操作。移动终端可以实时监控印刷作业。可以监控活件从订单提交到出货的全过程。B.优化生产。智能管理印刷活件的印刷顺序,提升产能,提高效率47%。C.分析数据。该软件可记录所有生产数据并分析有效数据,以便用户改进作出更好、更快的决策。
②佳能公司:A.佳能imagePRESSC800/C700用于商业印刷和数字快印,分辨率2400dpix2400dpi,imagePRESSC800的速度为80页/分,imagePRESSC700的速度为70页/分。B.OcéColorWave900彩色大幅面印刷系统,用于CAD、广告、GIS、图文快印、影像、数字打样等,印刷宽度42英寸,在分辨率600dpix800dpi下速度为18米/分,在分辨率1600dpix1600dpi下速度为9米/分。
③理光公司:VC60000卷筒喷墨印刷机用于商业印刷,最大印刷幅面165mmx520mm,最高印刷速度为120米/分,最高纸张定量250g/m2,分辨率1200dpix1200dpi,喷墨墨滴可变。
④富士施乐公司:A.Color1000iPress适用于印刷画册、宣传资料、直邮等,具有闭环色彩检测控制系统和金/银/透明/金光红第五色印刷机组,采用墨粉油墨,印刷材料定量350g/m2。B.XeroxiGenTM150Press的最大印刷幅面660mmx364mm,最高印刷速度9000页/时,纸张最大定量350g/m2,应用画册、宣传资料、直邮、包装、标签等印刷。C.XeroxNuvera314EA的分辨率4800dpix600dpi,双面印刷速度314印/分,具有更快速更强的RIP能力。
⑤海德堡公司:海德堡公司与理光合作,已经推出用于商业印刷的LinoprintC系列数字印刷机。该系列数字印刷机,承印物广泛,可以印刷胶印常用纸张,也可以印刷硬质材料和薄膜。LinoprintC系列数字印刷机,可以与速霸SM52或带丽彩系统(Anicolor)的速霸XL75胶印机进行混合印刷。并且还可以配备多种印后加工选件,如骑订、裁切、模切、折页、配页、上胶、环式装订等。海德堡将在drupa2016展会上推出:A.LinoprintC系列数字印刷机最新改进的新型数字印刷机。B.展出采用速霸胶印机平台,配备有富士胶片水基的Samba喷墨头的B1幅面的单张纸喷墨印刷机。C.展示通过支持网络印刷和多渠道出版业务模式的新的印能捷数字前端,将海德堡的全部数字印刷设备与其胶印机系统构成完整的印刷商工作流程。⑥高宝公司:高宝公司在drupa2012展会上,推出了RotaJET76卷筒喷墨数字印刷机。此后不断发展和完善,该机适用于四色书籍、小册子、商业印刷品、杂志、装饰纸、瓦楞纸等的按需印刷,并且可以连接印后相关设备,形成一个完整的生产线。目前,RotaJET卷筒喷墨数字印刷机已经形成印刷幅宽800mm至2.25m的系列产品,如双面单色、双面四色、单面单色、单面四色等。2015年底,惠普公司与高宝合作推出世界首台HPPageWide宽幅卷筒喷墨数字印刷机。该机主要用于瓦楞纸板包装印刷,幅宽2.8米(110英寸),最高印刷速度为每小时30000m2。
⑦小森公司:小森公司与柯尼卡美能达合作,在drupa2012上首次展出首款KM-1喷墨数字印刷机,该机专门为商业高速彩色数字印刷设计,幅面B2,速度3300张/时,1200dpix1200dpi。现在小森与柯尼卡美能达合作的数字印刷机主要成果包括ImpremiaC80、ImpremiaIS29、ImpremiaIW20。小森美国公司在2014年9月9~11日于美国举办的LabeIexpo2014展会上展出一台窄幅数字标签印刷机NW210-E。该机为UV喷墨印刷并带有激光模切单元,可以印刷白色+CMYK,幅宽210mm,输出分辨率360dpix360dpi,印刷速度25m/min。
在drupa2016上,小森将展示胶印与数字印刷相衔接、小森与用户相衔接、小森与企业的生产和质量有关的企业经营项目相衔接的崭新业务模式。自展会起,小森将正式对外销售ImpremiaIS29单张喷墨数字印刷机。在drupa2016展会上还将推出小森与Landa合作的ImpremiaNS40数字印刷机,该机采用纳米印刷技术,印刷速度6500张/时。
⑧兰达公司:兰达公司将在drupa2016展会展出:A.速度为13000张/时的B1幅面的数字印刷机。B.用于折叠纸盒的和POP的LandaS10单张印刷机。C.用于商业印刷的LandaS10P单张双面数字印刷机。D.用于软包装和纸板印刷的W10卷筒印刷机。E.幅宽为1米速度为200米/分的卷筒塑料薄膜、纸张、纸板和铝箔印刷的八色印刷机。F.展出替代金属印刷的金属喷镀工艺Nano-MetallographyTM(纳米金相)新技术。该技术可以在各种印刷方式、各种机型上应用,其成本可比传统烫金降低50%成本,零浪费、零污染。该新技术将在一台窄幅卷筒标签印刷机上演示。
1.HP Indigo包装印刷解决方案
(1)HP Indigo WS6600数字印刷机。HP Indigo WS6600数字印刷机是中窄幅卷筒方案的最热卖机型,广泛应用于软包装、软管、标签印刷。目前,HP Indigo WS6600数字印刷机在全球65个国家拥有360家客户,在中国的装机量超过13台,如杭州诺科、上海伊诺尔等都有安装。
(2)HP Indigo 20000/30000数字印刷机。这两个机型都是B2幅面,主要针对大幅面印刷的市场需求。HP Indigo 20000采用卷筒纸印刷,可在厚度为10~250μm的柔性承印材料上进行印刷,适用于标签、软包装的印刷生产;HP Indigo 30000采用单张纸印刷,可在厚度达600μm的纸板上进行印刷,同时配置了在线涂布单元,使其兼容的承印材料范围变得更为广泛。
2.HP Indigo的品质
(1)专色印刷。在不使用潘通专色的情况下,可模拟97%的潘通专色。
(2)一次转印。所有油墨100%同时转印到承印材料表面。
(3)7色印刷。HP Indigo一个色组最多可实现7色印刷,如果加装翻转装置,一个色组可实现14色印刷。
(4)完美的套准。各色墨层逐次转印到橡皮布表面,并实现完美套准。
(5)持续的色彩校准。印刷过程中实时监测油墨密度,确保整个生产过程中色彩的一致性。
(6)三明治印刷。如图1所示,正背面可一次性完成印刷,HP Indigo支持高达16层油墨的印刷。
3.HP Indigo在包装领域的应用
(1)定制化。极大地增加了品类和定制化需求,提供限量版方案。
(2)个性化。全新的关联销售模式。
(3)快速投放。适时、应季地快速市场投放。
采用特殊的防伪工艺和防伪材料, 如激光光刻、激光全息图、激光防伪、荧光防伪、磁性防伪和隐形油墨等,可以把追溯码隐藏到食品包装中,但是它们的成本通常也很高,一些零售价格较低的食品则无法承受。下面重点研究使用数字水印防伪、隐形光栅防伪、二维码防伪、网屏编码防伪和RFID技术来实现食品包装印刷中追溯码的隐藏。这些隐藏技术直接在包装印刷的过程中来实现,不需要增加太多的额外成本。把追溯码嵌入到食品包装中,取代了实物的追溯标签,节省了标签成本,而且追溯码在视觉上是不可见的,在一定程度上能防止被仿造假冒,并且这些隐藏技术本身就具有一定的防伪作用,可以增加包装的防伪功能。使用对应的解码手段或者设备就可以从包装中提取到追溯码,完成食品的安全追溯功能。
追溯码的隐藏技术
1.数字水印技术
数字水印是基于内容的非密码机制的信息隐藏技术,通过对数据的内容做微量修改来嵌入水印信息,从而达到信息隐藏的目的。该过程不影响原来数据的正常使用,不改变原媒体的外观,是迄今为止唯一可以跨媒体应用的信息安全与防伪技术。嵌入的水印信息可以通过技术软件或者特定的设备提取出来。当前,在国际研究领域中盛行的数字水印技术是采用信号分析的理论,通过傅里叶变换、小波变换等手法,寻求肉眼不易发现的地方埋入信息。一个完整的数字水印系统包括两个阶段,即水印信息的嵌入和水印信息的提取。在食品包装印刷中运用数字水印的原理与在普通数字媒体中运用的原理基本上是一样的,只不过印刷品是以半色调的网点来再现连续调原稿的层次和颜色变化,而在提取或检测水印过程中要对印刷品进行扫描,在扫描中有一个模/数转换过程。因此在数字水印嵌入和提取或检测过程中,必须结合半色调加网技术和模/数转换的算法,把追溯码作为水印以视觉不可见的形式隐藏在食品包装印刷中,通过特定的检测设备就能提取到追溯码的信息,进行食品的安全追溯。
2.隐形光栅防伪技术
隐形光栅防伪技术是基于半色调图像加网技术与光栅材料的光学折射特性相结合的防伪方法。该方法主要用于对半色调图像进行防伪设置,半色调图像经过防伪处理后,隐藏在图像中的信息只能通过特定的光栅才能看到,如图1所示。该方法简便易行,对设备及印刷工艺没有太高的要求,在不增加生产成本的情况下即可达到防伪的目的,因此该防伪技术有较好的发展前景。
隐形光栅防伪技术又叫开锁防伪技术,隶属于版纹防伪技术。它是利用光线的干涉原理,通过线条的变化来表现隐藏文字和图像等信息,加上制作的膜片,稍稍调整角度即可使隐藏信息显现出来的一种防伪技术。隐形光栅防伪技术属于二线防伪技术,也是隐藏防伪技术,需要工具才能检验。该技术的设计在制版中完成,在印刷中实现,不增加额外的制作成本,其素材在选择上不受限制,制作形式极为广泛。它是一种利用光学原理进行信息隐藏的技术,使用相应的解码设备解码后可以显示出事先设计的隐含信息,起到了一定的防伪效果,非常适合运用到食品的外包装上。
3. 二维码技术
早期国际上普遍采用印刷EAN.UCC一维条码来嵌入追溯信息,它最大的优点在于简化输入,使用条码读取设备就可方便地进行信息输入,但是由于一维码存储的信息量小,在一定程度上使其应用范围受限,因此产生了二维码(Dimensional Barcode),图2为市面上见到的一些二维码。二维码是在两个方向(垂直和水平)上进行的编码和解码,使用平面(二维方向上)分布的图形来记录数据符号信息的,在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念,使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息,这大幅增加了编码容量以及完善了编码加密机制,从而拓展了它的应用范围。通过图像输入设备或光电扫描设备就可以自动识读以实现信息的自动处理。
然而,二维码不能隐含于文字、商标、图案等之中,必须独立地印刷在包装的某一部分上,不易于暗号化,置放在明处容易被造假者仿冒,防伪安全性差,而且二维码的编解码是公开的算法,因此二维码的防伪和防复制是需要解决的问题。二维码最大可以存储1000个左右的汉字,存储空间相对较大,因此我们可以采用信息加密的方式解决防伪和防复制的问题,加密后的二维码必须通过相应的解密算法才能读取到相应的信息,否则读取到的将是一堆乱码,从而无法使用。防伪二维码的出现为食品的追溯和防伪辨识提供了一种更加简单便捷、准确详实的方法,加大了造假者的造假成本,使其无利可图。
4. 网屏编码防伪技术
网屏编码防伪技术是天津阿波罗信息技术有限公司总裁顾泽苍在国家有关部委的直接支持下,经过长期的开发研制出来的具有自主知识产权的国际领先水平的编码新技术。最初,网屏编码是针对一维码和二维码的不足研制的,实际其应用领域远远超过了一维码和二维码的应用。网屏编码技术就是将传统的由有限的数字组成的肉眼可见的二维条码,转换为无限容量且隐形的网屏编码,通过改变图形网点的不同位置、不同方向、不同形状等方式排列组合,满屏编码覆盖在包装的最底层,从而达到不可复制、难以破译的效果,如图3所示。网屏编码防伪技术隐藏到包装印刷图像中的信息,即使专业人员使用高精度设备也不容易识别出在什么地方埋有信息,更不易破解出信息的内容。
网屏编码防伪技术是一种可在使用印刷机印刷文字或图像的同时,大量埋入不同文字或图像的编码新技术。它实现了真正意义上的数字化纸张,在A4纸上最多可植入6万个以上的汉字,存储60KB以上的声音、图像、视频以及Word、Excel等任意格式的文件。此外,在纸介质上即使埋入彩色图像,其画质也不会受到影响。它超强的抗攻击能力更是令人刮目相看,即使纸张污染、破损仍然可以正确识读出隐藏的信息。网屏编码技术的信息植入是通过计算机方式处理的,一次成型为印刷品菲林或是CTP版,采用普通油墨正常印刷即可,印刷时无需二次印刷,在整个工艺流程中无需增加任何工艺成本,用Speakun识别器读取信息就可以发出声音。
5.RFID技术
RFID是英文“Radio Frequency Identification”的缩写,即无线射频识别技术,是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境中。RFID电子标签除了目前成本相对较高,它具有体积小、容量大、寿命长、穿透力强、可重复使用、支持快速读写、可定位和长期跟踪管理等特点,在食品安全质量管理方面有着极大的应用潜力。
使用RFID读写器将食品的追溯码存储到电子标签芯片中,可以无线读取,多次写入和修改。芯片里的数据除了采用密码保护外,还可用一些加密算法和认证过程来实现安全管理,造假者很难破解和仿造出一模一样的电子标签。而且使用RFID技术可以一次同时读取多个标签,加快食品的流通速度,提高食品供应链的效率。但是由于目前缺少国家标准,仅有一些行业标准,不同企业使用的频率、编码及数据内容等都可能会存在差异,读写器和标签难以完全通用,不同企业之间的数据交换和协调受到了限制。
数字水印技术、隐形光栅防伪技术和网屏编码防伪技术隐藏的追溯码信息是不可见的,在视觉上对食品包装图案本身影响很小,几乎看不出来,然而二维码和RFID在食品包装上是视觉可见的。二维码不再仅仅是那些简单的黑白的小方框了,现在市面上已经出现了很多美观和具有创意的彩色二维码,印刷在食品包装上也非常美观。但是很少见到把RFID电子标签直接印刷到食品包装上,大部分都是通过裱贴工艺将RFID电子标签嵌入到包装夹层中,但仍然可以考虑把它直接印刷到包装上,融合其他包装装潢元素做出很好的食品包装。