如何選擇生產型噴墨印刷解決方案

2019 年，中宣部印刷發行局將推動印刷業數字化升級和“一本圖書印刷智能制造測試線建設”列為重點工作之一。同時，有關部委印發了《關于推進印刷業綠色化發展的意見》，部署推動按需出版印刷領域印刷委托書、版權頁和樣本交送等管理制度改革試點。對于出版印刷業來說，這將是按需印刷得到廣泛應用的良機。

根據科印傳媒發布的“2021‘高速噴墨印刷在中國’裝機量”調查報告顯示，2020 年，高速噴墨印刷設備裝機量達到 298 臺，近乎于 2019 年裝機量的 3 倍，比2015—2019 年裝機量的總和還要多，保有量已從 2015年的 41 臺，增長至 2020 年的 539 臺（保有量已核減退市設備數量）。

越來越多的用戶想要入手生產型噴墨印刷設備，但面對市場上的眾多品牌和機型，以及復雜的技術參數，卻又感到無從下手。北京北大方正電子有限公司（以下簡稱“方正電子”）作為國際上為數不多的擁有噴墨控制系統軟硬件完整自主知識產權的系統供應商，其研發的 P 系列噴墨數字印刷機，是近幾年高速噴墨印刷市場上大受歡迎的產品之一。接下來，就由筆者站在設備生產商的角度，從多維度出發，帶你了解噴墨印刷的工作原理，教你如何選擇生產型噴墨印刷解決方案。

數字化工作流程

傳統印刷靠印版或 CTP 來傳遞印刷圖文信息，噴墨印刷是直接從印刷原文件到最終印品。這就需要一套數字化工作流程來完成整個過程，包括圖文信息流和控制信息流兩大部分。圖文信息流解決的是“做什么”的問題，而控制信息流則解決“如何做”“做成什么樣”的問題。

1. 文件處理速度（RIP）

印刷過程中，需要將終端客戶的原始文件處理成印刷機可以識別的文件格式，這個 RIP 速度極大地影響了生產效率，這一點在噴碼上特別明顯。如果一個活件按照 100 萬個碼計算，每個碼大約 50k（PDF），一個文件就是 50G, RIP 文件用時 3h，印刷用時 1h，操作人員和設備只能干等著文件 RIP 完成才能進行印刷。

2. 印刷流程與設備的兼容性和可操作性

印刷流程可以將印前處理、印刷、印后加工工藝過程中的多種控制信息納入計算機管理，用數字化控制信息流，將整個印刷生產過程聯系成一體，所以其與噴墨印刷機的連接性能和操作性能也影響著生產效率。簡言之，就是好不好用，好不好學。操作印刷機的工人經常需要分為幾個班組，且人員流動也快，再加上其對數字智能設備的接受程度不高，如果操作困難將直接影響設備的使用效果。

3. 專業的拼版方式

承印介質的尺寸和打印作業的尺寸，決定了小頁作業的排版，是排 2 個還是排 3 個？是短邊排還是長邊排？如果印后連接的是堆疊、騎馬訂、膠訂等多種設備，流程中自帶的多種折手模板將能為書刊印刷提供靈活多樣的拼版方式。

4. 可變數據輸出功能

個性化可變數據印刷潮流也逐漸在按需印刷和商業印刷領域流行起來，有些書商出于防偽、防竄貨或是刮獎促銷的需求，會在書本中印刷可變數據二維碼，這時就要求流程具備可變數據輸出功能。

5. 字庫支持

一些出版社會有特殊的字體印制需求，流程可以支持的字體數量和字庫有限，原文件的選擇也有限。如果客戶要印刷少數民族文字，如蒙文、藏文等，這就要求流程中包含這些民族文字字體。

高速噴墨印刷機

1. 印刷質量

噴墨印刷質量是首當其沖的考察項，這一關過不了客戶的法眼，其他就都是浮云。

1）白線：白線（或拉道）是生產型噴墨印刷中絕對的頭號殺手，一道完全邁不過去的坎。以水性京瓷噴頭為例，一個 108mm 寬的噴頭上有 2558 個噴嘴，但凡有一個噴嘴偏針或堵嘴就會在印刷介質上呈現白線。如果是純文字印刷，基本上看不出問題，如果是平網印刷或圖片印刷，白線問題就無法 100% 避免。這幾乎是噴墨印刷的通病，這時候就要依靠噴頭堵嘴補償技術來解決。這種技術可根據人眼視覺特性對不同空間頻率的敏感度不同，結合實際網點有針對性地進行小范圍墨量調整，即網點增減位置變化及大小變化等，來減輕噴頭缺陷帶來的影響。

2）黑色密度：國標中關于膠印的黑色密度要求是1.75 ～ 1.85。在噴墨印刷中，因為水性墨水相較于膠印油墨來說，更容易滲透到紙張纖維中，留在紙張表面的呈色物質會少很多，光學密度也就相應降低了。一般來說，黑墨的密度會在 1.1 ～ 1.2 之間。

3）文字邊緣：沒有鋸齒與臺階，保證文字更佳的印刷效果。拿放大鏡觀看時，空白部分沒有多少飛散的墨點。

4）圖像質量：能夠根據每個圖像而生成不同大小的墨滴，體現不同的灰度級別，從而模擬出更細膩的輸出效果。

2. 穩定高產能

噴墨印刷速度受制于噴頭的最高噴射頻率。理論上使用相同的噴頭，最高印刷速度就是固定的，如使用京瓷 40kHz 的印刷速度都是 100m/min，根據拼接的噴頭數量不同，打印寬度相應為 108mm 的倍數。目前，POD 噴墨印刷領域常見的是拼接 4 ～ 5 個噴頭。雖然這是個命題作文，但各家廠商拿出的作品還是有很大的差別。比如優秀的噴頭拼接技術，可以保證優異的平網、漸變網印刷質量，在長時間的實際生產中不會發生拼接問題，否則容易產生打印臺階。

3. 印刷平臺

承印介質傳輸的穩定性對印刷質量至關重要，保證平臺的張力穩定是關鍵。筆者推薦的張力波動范圍是 ±0.5N。采用無翻轉杠的設計，更有利于保持張力穩定。

4. 供墨系統

供墨系統是噴墨印刷機高產高效的有力保障。噴頭的良好噴射需要精確地控制墨水溫度及噴嘴表面負壓。建議墨水溫度波動控制在 ±1℃內，負壓波動控制在 ±0.1kPa 內。噴頭清洗維護是效率提升的重要一環，如果系統具有全自動的噴頭清洗及維護系統，無須人工干預，可以提高使用效率。

裁切設備及服務網絡

1. 裁切設備

不論是卷到單張書芯方案還是卷到書帖方案，裁切設備幾乎都是標配方案。這里說幾點挑選裁切設備的注意事項：

1）裁切速度：為了匹配印刷機 100m/min 的生產速度（采用 40kHz 京瓷水性噴頭），建議裁切速度≥ 120m/min；

2）裁切技術先進，適用的紙張克重范圍廣，同時滿足薄紙和厚紙裁切；

3）裁切精度高，加上中刀，可以直接裁成 A4 小頁；

4）設置簡單，規格轉換快捷：只需在觸摸屏內進行簡單設置，即可完成紙張裁切規格變化；

5）可以實現書芯裁切錯位堆疊，后工序無需再進行分本作業；

6）建議配備緩沖器，以免由于裁切故障或參數設置而降低打印速度。

2. 服務網絡

對于大型工業設備來說，售后服務是至關重要的一環，及時有效的服務可以實現設備的最大使用價值。有以下幾個維度的因素供參考：

1）服務網點數量；

2）技術服務人員數量；

3）是否有本地化的專業服務團隊；

4）是否有本地化的備件供應，以及快捷的配件供應體系；

5）是否可以實現 7×24h 服務；

6）是否有遠程診斷功能：利用互聯網和數據實時分析處理技術，降低設備停機時間，提高售后服務效率。

此外，還有用于判斷服務滿意度的 5 個“多久”，即多久回復客戶；多久到達服務區域；多久提供常用維修配件；多久解決客戶投訴；多久解決客戶遺留問題。

全套印刷解決方案有了高速噴墨設備，如何與其他印后設備相搭配，組成完整的全套印刷解決方案，是很多客戶關心的問題。在此介紹三種常用的配套方案。

圖 1 方正 P 系列高速噴墨印刷機與 Tecnau 裁切生產線

1. 卷到單張書芯的生產方式

該生產方式廣泛適用于 POD 按需印刷、商務印刷、公文印刷等印刷細分市場，圖書無需折頁配頁直接膠訂生產。同時，還可以充分利用印刷廠原有的膠訂和三面切設備。圖 1 所示為方正 P 系列高速噴墨印刷機與 Tecnau 裁切生產線連線生產。

圖 2 高速噴墨機與馬天尼印后設備連線示意圖

2. 卷到書帖的生產方式

采用卷到書帖的生產方式，連線折頁機，再匹配傳統騎訂龍方案或傳統鎖線機方案，書帖無需配頁，無需人工干預，即可實現全自動化生產。圖 2 所示為高速噴墨機與馬天尼印后設備的連線示意圖。在此，列舉兩個用戶方案實例：2013 年，河南新華引進數字印刷生產線，配備了方正桀鷹 P5200 高速數字噴墨印刷機和馬天尼數字膠訂、騎馬訂生產線，實現印裝在線一次完成。2019 年，河南新華投資近700 萬元，引進桀鷹 P5600 噴墨印刷機和阿斯特單張紙數字折配鎖機組成新的數字印刷生產線，提升了數字印刷精裝書芯智能化生產水平。

圖 3 噴墨印刷組合解決方案示意圖

3. 組合方案

一條生產線兼顧多種業務，能夠幫助生產企業有效降低生產成本。目前，該方案已在多家方正 P 系列用戶處得到成功應用。圖 3 所示為噴墨印刷組合解決方案示意圖。其中，①單張書芯出口：裁切機生產單張書芯，直接膠訂，適用于大部分的膠訂業務；②折頁書帖出口：裁切單張紙模式配合折頁機，生成書帖，匹配傳統鎖線機或騎訂龍進行生產，適用于騎馬訂和精裝業務；③復卷出口：特殊紙經噴墨印刷，復卷后，進行其他特殊工藝處理，適用于特種紙業務。

4. 運營管理

設備有了，解決方案有了，如何讓噴墨設備這只“金雞”下出“金蛋”，運營管理非常重要，其核心理念是在設備生命周期內最大限度地實現使用價值。一臺設備的使用成本包括：

1）設備成本：一次性采購設備付出的成本及設備每年的折舊成本；

2）耗材成本：噴頭、墨水、無紡布、清洗液等；

3）日常維護成本：日常噴頭清洗維護的時間及消耗的耗材成本；

4）服務成本：設備過保以后的服務成本，有按年保收費，也有按次收費，還有服務和備件打包收費等；

5）人工成本：完成印刷訂單時需要的人工費用。2011 年，方正電子第一臺 P 系列裝機。近年來，方正電子又先后推出了 P5600/P4400 系列。綜合考慮變動成本（紙張、墨水、電費）及固定成本（人工、設備折舊、場租、全保費或維修費），方正桀鷹 P5600/P4400 可做到目前行業內綜合成本最低。同時，方正桀鷹 P5600/P4400 可保障高印刷質量、穩定運行，按實際生產數據來看，可達到理論產能的 94%。好設備加上好的運營管理，讓投資 P5600/P4400 系列的用戶，短則 300 天，長則兩年便可以收回投資成本。

結語

通過以上全方位的介紹，相信您對如何選擇生產型噴墨印刷解決方案已胸有成竹。雖然高速噴頭技術已經使工藝變得高度集成化，但走紙、烘干、裁切等各環節的良好匹配，乃至噴頭控制的專業精調，仍然是影響設備品質的關鍵要素。一些設備因其低價格特性，在短期內形成局部的熱度，但時間稍微拉長一些看，產品穩定可靠的品質及迭代能力則是最終贏得客戶、贏得市場的基礎與保障。