Промышленный цифровой принтер Vitrex для печати по стеклу керамическими чернилами

Введение и позиционирование решения

Vitrex – это индустриальный цифровой принтер, разработанный для высокотемпературной керамической печати по архитектурному стеклу и другим листовым материалам. Он объединяет передовые технологии движения портала, подачи чернил и управления цветом, обеспечивая быструю и стабильную печать полноцветных изображений с высоким разрешением. Данное решение выгодно отличается от традиционной шелкотрафаретной печати по стеклу благодаря экологичности (водные чернила без вредных растворителей), гибкости в дизайне и снижению производственных затрат. Vitrex позволяет печатать сложные узоры, градиенты и фотографии непосредственно на стекле, получая стойкое к выцветанию покрытие, которое после запекания становится частью стеклянной поверхности.

Преимущества принтера

• Высокая точность и надёжность конструкции. Портал и каретка принтера движутся по осям X и Y с помощью электромагнитных линейных двигателей (maglev), без применения ремней и зубчатых реек. Отсутствие механического контакта устраняет износ деталей и обеспечивает плавный ход. Даже при скоростях перемещения до 2000 мм/с точность позиционирования достигает ±1 микрона. Жёсткая сварная рама и массивные направляющие минимизируют вибрации, сохраняя геометрию оборудования на протяжении всего срока службы.
• Простое позиционирование стекла по трём точкам. Для любого стекла – прямоугольного, квадратного или фигурного – реализована система базирования по одной линии из трёх точек. Оператор прижимает одну из прямых граней стекла к упорной линейке, а высокоточный датчик на каретке автоматически измеряет толщину. Затем система определяет точку касания с боковым ограничителем и выравнивает положение листа. Такой подход обеспечивает быструю загрузку и воспроизводимое выравнивание от листа к листу, что особенно важно при серийном производстве.
• Гибкость и скорость печати. В зависимости от количества установленных головок и выбранного режима качества Vitrex способен печатать со скоростью от 20 до 50 м² в час без компромиссов по качеству изображения. Максимальная скорость перемещения каретки по осям достигает 2000 мм/с, при этом сохраняется высокая точность нанесения чернил. Это позволяет эффективно работать как с крупноформатными стеклянными панелями, так и с мелкими изделиями, оптимизируя производительность под задачи клиента.
• Двухконтурная система сушки отпечатка. Сразу после нанесения изображения свежие чернила подвергаются интенсивной сушке. Два осушителя горячего воздуха установлены по краям печатного моста и одновременно обдувают поверхность сразу за движущейся кареткой. Чернила подсыхают еще до выхода стекла из зоны печати, что исключает смазывание изображения и налипание пыли на сырой слой. Для окончательной фиксации цвета перед закалкой стекло дополнительно проходит либо естественную сушку, либо прогрев в интегрированной ИК-секции (опция). Такой подход, аналогичный решению в модели DXP у конкурентов, значительно снижает риск дефектов печати и повышает качество готового продукта.
• Автоматическая настройка под толщину и формат. На каретке расположены датчики, измеряющие толщину каждого листа перед печатью. По этим данным автоматически регулируется высота головок над поверхностью, обеспечивая оптимальное расстояние для разных толщин (от 2 до 19 мм). Вакуумный стол надёжно фиксирует стекло на месте во время печати, предотвращая смещение даже при резком старте/остановке каретки. При необходимости принтер интегрируется в автоматическую линию: предусмотрены роликовые транспортеры для подачи/вывода стекла и открытый интерфейс MES для подключения к системе управления производством.

Расширенные технические характеристики

Для наглядности приведены основные технические характеристики принтера Vitrex в стандартной комплектации:

Параметр	Значение
Максимальный размер стекла	2500 × 5000 мм (ширина × длина)
Минимальный формат	100 × 100 мм
Толщина обрабатываемого стекла	2 – 19 мм
Печатающие головки	6 – 18 × XAAR 2002 Plus (расширяемо до 24 головок)
Разрешение печати	720 dpi (нативное); до 1440 dpi при градациях серого
Цветовая конфигурация	6 базовых цветов (White, Green, Yellow, Magenta, Cyan, Black) с возможностью расширения палитры специальными цветами
Тип чернил	Керамические, на водной основе, с рециркуляцией (соответствуют RoHS)
Система движения	Линейные моторы по осям X и Y (магнитная левитация), скорость до 2 м/с, точность позиционирования ±1 µм
Принцип базирования	Выравнивание по 3 точкам (упоры по осям X/Y + датчик толщины на каретке)
Система подачи материала	Роликовый стол с вакуумной фиксацией листа; опционально – автоматический ленточный конвейер для интеграции в линию
Система сушки	2 х мощные фены горячего воздуха на каретке; опционально ИК-лампы на выходе листа
Производительность	До 20 м²/час при стандартном режиме (6 головок); до 50 м²/час при расширенной конфигурации (18 головок)

(Примечание: производительность и максимальный формат могут варьироваться в зависимости от конфигурации оборудования и требований заказчика.)

Подробное описание ключевых узлов и систем

<Система магнитной левитации: портал и каретка

В основе механики Vitrex – прямой привод по осям с помощью линейных электродвигателей. Портал (ось X) и каретка (ось Y) оснащены комплектами магнитных рельсов и катушек, реализуя принцип магнитной левитации. Когда подаётся ток, электромагнитные модули плавно тянут каретку вдоль оси, обеспечивая равномерное ускорение без рывков. Такая конструкция имеет ряд преимуществ перед традиционными шарико-винтовыми или ремёнными приводами:

• Высочайшая точность печати на скорости. Электромагнитный привод мгновенно реагирует на команды контроллера, позволяя перемещать печатающую головку с субмикронной точностью даже на высоких скоростях. В результате капли чернил ложатся строго по расчетной позиции, что особенно важно для мелких деталей изображения и стыковки цветов.
• Отсутствие износа и обслуживания приводов. В линейных двигателях нет трущихся пар – движение происходит за счет магнитного поля. Это исключает механический износ ремней, шестерён и других передач. Система не требует регулярной замены ременного привода или смазки, а срок её службы существенно выше благодаря отсутствию контактов и минимальному нагреву.
• Бесшумность и плавность хода. Магнитная каретка двигается почти бесшумно по прецизионным направляющим. Разгон и торможение происходят плавно, без вибраций, что положительно сказывается на качестве печати (капли не дрожат при вылете) и на комфорте работы рядом с машиной.

Конструкция портала выполнена из усиленного алюминиевого профиля, а каретка – из легкого и прочного сплава, чтобы снизить массу движущихся частей. Это позволяет достигать высоких ускорений без потери точности. Система управления автоматически синхронизирует движение по X и Y, обеспечивая ровные прямые линии и идеальное совмещение при многослойной печати.

Система подачи и рециркуляции чернил

Цифровой принтер Vitrex оснащён многоканальной системой подачи чернил с непрерывной циркуляцией, разработанной для работы с вязкими керамическими чернилами. Каждый цветовой канал (например, белый, черный, голубой и т.д.) имеет собственный замкнутый контур циркуляции: чернила постоянно прокачиваются от основного резервуара через фильтры к печатающей головке и обратно в резервуар. Такой непрерывный поток обеспечивает ряд преимуществ:

• Предотвращение осаждения пигментов. Керамические чернила содержат твёрдые пигменты, которые со временем могут оседать. В системе Vitrex чернила непрерывно движутся по контуру, благодаря чему пигмент остаётся во взвешенном состоянии. ДаŸже при длительных паузах в печати риск засорения головок минимален – технология Xaar TF позволяет чернилам циркулировать прямо через зону сопел, предотвращая застой.
• Стабильность вязкости и цвета. Постоянное перемешивание чернил в контуре гарантирует однородность смеси и стабильную вязкость, что критично для воспроизведения цвета. Согласно опыту эксплуатации аналогичного оборудования DXP, регулярная циркуляция и периодическое перемешивание чернил (раз в ~2 месяца) могут продлить срок их годности более чем до 8 месяцев без потери качества печати.
• Удобство обслуживания и экология. Система использует водорастворимые керамические чернила, соответствующие строгому экологическому стандарту RoHS. Чернила не содержат летучих токсичных растворителей, а их пары не требуют специальной вытяжки. Блоки подачи сконструированы модульно: резервуары снабжены датчиками уровня, фильтры расположены в легкодоступных местах, что упрощает регламентное обслуживание. Замкнутый цикл минимизирует отходы – неиспользованные чернила возвращаются в емкость и могут быть повторно применены, сокращая расход и затраты.

Vitrex поставляется с набором базовых высокопигментированных цветов: белый, зелёный, жёлтый, пурпурный, голубой и черный. Эта палитра покрывает основные потребности при печати по стеклу. При необходимости под конкретный проект можно использовать специальные цвета (например, оранжевый, серый, фирменные оттенки) – либо за счет смешения базовых, либо поставкой готовых дополнительных чернил. Также доступны особые типы чернил: например, для имитации мягких покрытий или для печати по стеклу, используемому в автомобилях. Все чернила рассчитаны на последующую термообработку (закалку), в процессе которой пигмент спекается со стеклом, образуя прочное покрытие.

Прецизионное перемещение стекла: позиционирование по 3 точкам

Для обеспечения точного позиционирования каждого листа стекла в зоне печати принтер Vitrex оснащён удобной системой базирования по трём точкам. Этот метод гарантирует повторяемое положение стекла без сложной ручной юстировки даже при разных форматах и формах листов:

1. Упор по передней кромке. На столе принтера вдоль оси X расположена прижимная линейка-упор. Оператор подает лист стекла на роликовый стол и двигает его вперёд до касания передней кромки о линейку. Зафиксировав одну сторону таким образом, мы получаем первую базовую линию позиционирования.
2. Автоматическое измерение толщины. На движущейся каретке установлен высокоточный лазерный датчик, который считывает толщину стекла. Эта информация нужна для двух целей: во-первых, для автокалибровки высоты головок (как упоминалось ранее), а во-вторых, для корректного определения бокового смещения (толстый лист может лежать чуть выше базовой плоскости, влияя на точку соприкосновения с упором).
3. Боковой упор и расчет точки касания. Сбоку (вдоль оси Y) расположен подвижный упор или датчик, образующий вторую линию базирования. Стекло может иметь нестандартную форму, но если у него есть хотя бы один прямой край, система выравнивает его параллельно этой оси. Контроллер вычисляет точку касания кривой (грани стекла) с боковым упором и тем самым определяет точное положение листа относительно координатной системы принтера.

Принцип «одна прямая из трёх точек» позволяет быстро и точно выставлять как стандартные прямоугольные листы, так и фигурные заготовки с криволинейными краями. Оператору достаточно прижать стекло к переднему упору и слегка подвигать вправо до касания бокового ограничителя – всё остальное электроника сделает автоматически. В результате каждый лист ложится в одинаковое положение с точностью порядка ±0,4 мм по всей площади стола, что гарантирует совмещение рисунка при многопроходной печати и одинаковые отступы от краёв для всех изделий партии.

После выравнивания активируется вакуумный прижим стола: мощный насос создает разрежение через отверстия в столе под стеклом, фиксируя лист. Теперь стекло неподвижно и готово к печати. По завершении печати вакуум отключается, и отпечатанный лист легко скользит по роликам на разгрузочный стол или конвейер для дальнейшей сушки и закалки.

Печатающие головки XAAR 2002 Plus: рециркуляция, стабильность, качество

Ключевой элемент печатной системы Vitrex – это пьезоэлектрические индустриальные головки XAAR 2002 Plus, специально приспособленные для густых керамических красок. Каждая печатающая головка представляет собой высокоточный микромеханический модуль с тысячами сопел, сконфигурированных для непрерывной рециркуляции чернил (технология Xaar TF). Использование именно этих головок обеспечивает принтеру следующие преимущества:

• Широкий диапазон капель и покрытий. Головки Xaar поддерживают технологию переменного объёма капли (грейскейл). Это значит, что за один выстрел сопло может сформировать как мелкие капли объёмом ~6 пиколитров для тонких деталей и полутонов, так и объединённые крупные капли до 80+ пиколитров – для плотной заливки и непрозрачных цветов. Грейскейловая печать позволяет достигать визуального разрешения до 1440 dpi, обеспечивая плавные градиенты без видимых точек. При этом большие капли повышают укрывистость керамического пигмента, что важно для насыщенных оттенков и белого цвета.
• Высокая плотность и надёжность сопел. Модель Xaar 2002 имеет до 2000 сопел на головку, расположенных с плотностью 720 сопел на дюйм. В конфигурации Plus сопла сгруппированы в нескольких рядах, что увеличивает эффективную плотность до 1440 dpi при чередовании ряда. Практически это означает, что даже при печати на максимальной скорости каждый участок изображения получает достаточно капель, чтобы не было «пробелов». Резервирование сопел и постоянная циркуляция чернил позволяют головкам работать без прерывания на прочистку длительное время – чернила непрерывно промывают сопловую зону изнутри, предотвращая засорения. По заявлениям производителя, TF Technology обеспечивает мгновенный выход на режим и высокую степень самоочистки сопел во время работы.
• Стабильность цвета на больших тиражах. В процессе печати головки поддерживают заданную температуру и давление чернил. Для этого в них предусмотрены встроенные датчики и при необходимости – контур подогрева (так называемая «водяная рубашка» вокруг канала чернил). Это гарантирует, что вязкость чернил и размер капли останутся неизменными от первого до последнего листа тиража. Результат – все отпечатки партии выглядят одинаково, без разброса плотности цвета. Даже при ежедневной эксплуатации головки Xaar демонстрируют долгий ресурс и простоту обслуживания: при снижении качества достаточно запустить автоматический цикл очистки, не снимая головки с машины.

Замена печатающих головок при износе или апгрейде производится модульно. Система позиционирования и электронная калибровка позволяют заменить головку и быстро совместить ее с остальными по высоте и по строчке печати, что сокращает простои. Производителем предоставляется гарантия на определённое количество миллиардов выкопанных капель, и на практике Xaar известны своей надёжностью в промышленной печати по керамике.

Система сушки после печати

После выхода из зоны печати каждое стекло проходит стадию предварительной сушки перед отправкой в печь для закрепления красок. В принтере Vitrex реализована двухфазная система сушки непосредственно на выходе листа:

• Мгновенная сушка на каретке. Как описано выше, на печатном портале с двух сторон от каретки установлены два мощных фена (воздушных ножа). Пока идёт печать, они непрерывно обдувают свеженанесённые чернила горячим воздухом. К концу прохода каретки по строке чернила уже теряют значительную часть влаги. Это предотвращает размазывание изображения кареткой или каплями следующего прохода и защищает свежий отпечаток от случайных повреждений (например, если оператор дотронется до него при выгрузке, слой уже подсохший и не стирается).
• Инфракрасная сушка (опционально). Для толстого слоя чернил или при печати на максимальной скорости горячего обдува на каретке может быть недостаточно. Поэтому по желанию заказчика принтер комплектуется дополнительной ИК-сушкой: сразу за зоной печати, вдоль выхода стекла, устанавливаются инфракрасные лампы. Они прогревают поверхность стекла с нанесенным изображением, ускоряя испарение остатков воды из чернил. ИК-нагрев особенно эффективен для равномерной финальной сушки перед тем, как стекло будет взято вакуумным хватателем печи. В результате керамический рисунок полностью стабилизируется на поверхности и готов к высокотемпературной закалке.

Стоит отметить, что благодаря цифровой технологии печати чернила высыхают естественным образом значительно быстрее, чем при шелкотрафаретном методе. Нет толстого слоя трафаретной пасты; капли наносятся дозированно и преимущественно остаются на поверхности стекла. Комбинация воздушной и инфракрасной сушки в Vitrex обеспечивает оптимальные условия для каждого режима печати – от высококачественного медленного до производительного быстрого. Это увеличивает общую эффективность: сразу после выхода из принтера стекло можно перемещать далее по линии без риска дефектов.

Программное обеспечение и управление печатью

Для управления принтером Vitrex используется профессиональный программный комплекс (RIP) PrintFactory Decor, обеспечивающий полный цикл подготовки и выпуска печатных заданий. PrintFactory – это специализированное ПО для создания рабочих процессов в цифровой печати, объединяющее инструменты предпечатной подготовки, цветокоррекции и растрирования в единой среде. Решение отличается удобным интерфейсом и широкими возможностями:

• Инструменты макетирования и импозиции. Пользователь может легко разместить несколько изображений или элементов дизайна на одном листе стекла, оптимально распорядившись площадью. Доступны функции выравнивания по краям, копирования модулей, поворота и зеркалирования – это особенно полезно при печати плитки или типовых узоров, когда один и тот же рисунок нужно повторить много раз.
• Редактирование и управление цветом. Прямо в RIP можно выполнить основные правки изображения: откорректировать яркость/контраст, заменить один цвет другим, добавить служебные метки или тестовые шкалы. Система поддерживает работу с точечными (Spot) цветами – можно задать рецептуру смешивания чернил для конкретного корпоративного цвета. Специальный модуль Calibrator проводит калибровку цвета под конкретное стекло и условия печати, используя спектрофотометр и ICC-профили. Это позволяет добиться точного соответствия заданным оттенкам и повторяемости цвета от тиража к тиражу.
• Мощный RIP и стабильность процесса. PrintFactory оснащен высокопроизводительным RIP-модулем, который быстро растеризует даже сложные векторные и фотоизображения в формат, готовый для печати. ПО оптимизирует очередность печати цветов, углы растра и прочие параметры под особенности керамических чернил. Система отличается стабильной работой и точной цветопередачей на экране (soft proof) – оператор видит на мониторе приближенное к итоговому отпечатку изображение. PrintFactory устанавливает новые стандарты качества и производительности: ПО упрощает ваш рабочий процесс, легко подключается к оборудованию и гарантирует, что выходные цвета всегда будут одинаковыми.
• Поддержка множества форматов и интеграция. Решение открывает практически все распространенные графические форматы: PDF, PostScript, EPS, TIFF, JPEG, а также дизайнерские файлы (например, AI, CDR) и даже CAD-чертежи. Это означает, что отдел дизайна может передавать изображения напрямую, без дополнительной конвертации. PrintFactory легко интегрируется в существующую IT-инфраструктуру предприятия, поддерживает сетевую передачу заданий и может быть связана с ERP/MES-системами для отслеживания заказов. Таким образом, программное обеспечение не только управляет самим принтером, но и вписывается в общий цифровой поток производства.

Помимо PrintFactory, по требованию может использоваться ПО ColorGate или другой RIP, привычный заказчику – архитектура комплекса открытая и совместима с разными решениями. В комплект поставки Vitrex входит полноценная лицензия на выбранный RIP, а также набор профилей под стандартные материалы и чернила, что позволяет начать печать сразу после установки оборудования.

Заключение

Цифровой принтер Vitrex для керамической печати по стеклу представляет собой современное промышленное решение, сочетающее высокое качество изображения, надёжность конструкции и эффективность производства. Он рассчитан на круглосуточную эксплуатацию в условиях фабрики и оснащён передовыми системами автоматизации, которые снижают влияние человеческого фактора. С Vitrex вы сможете предложить клиентам неограниченные возможности дизайна стекла – от фасадов зданий с яркими графическими панелями до интерьерных стеклянных перегородок, от плитки с фотопечатью до автомобильного остекления со скрытой графикой. При этом вы получаете экологичную технологию (никаких вредных испарений, минимум отходов) и экономите на расходных материалах по сравнению с аналогами.

Мы уверены, что Vitrex станет надёжным ядром вашего производственного процесса, позволив расширить ассортимент услуг и укрепить конкурентные преимущества. Наши специалисты готовы провести демонстрацию оборудования, обсудить индивидуальные требования и ответить на все дополнительные вопросы. Vitrex – инвестиция в будущее вашего стекольного производства, открывающая новые границы цифровой печати.