解析数字印刷技术之喷墨制版问题和未来趋势

近几年来，挑战传统印前和印刷的数字印刷技术发展迅速，并在部分细分市场取得成功，成为印刷行业最为关注的热点之一。其中，喷墨技术是国际上发展最为迅速的前沿技术之一，其核心优势有两点：灵活的按需特性和强大的可拓展性，已在3D成型、建材、印染、电子等领域发挥着重要作用。

经过多年发展，我国印刷行业从设备制造到使用已经有了完整的工业基础，具有庞大的产业集群，如何在现有产业基础上进一步发展进步，成为印刷行业重点探索的问题之一。目前，数字印刷的核心技术垄断尚未被打破，在陶瓷喷墨印刷领域已经突显的高昂喷头成本问题已被广泛关注。而用于胶印制版的喷墨制版技术的出现，既充分利用了喷墨技术的材料适用范围广的特点，带来了新材料环保的优势，又保留使用了传统印刷机及胶印技术，发挥了原有工业基础成熟的高质量优势，通过二者的协同，实现了印前制版系统的环保升级，为印刷系统的环保变革带来了新契机。

喷墨制版技术的成像原理

传统制版是将光敏或热敏材料预先涂布在砂目化的亲水铝基表面，通过光照，对印版进行成像，光敏或热敏材料发生化学反应，印版表面形成图案的潜影，再通过对印版进行显影处理，最终形成用于上机印刷的印版。制版过程会形成HW16感光材料危险废液，对环境造成影响。

喷墨制版技术是通过喷墨的方式将特殊的纳米墨水直接打印至版基表面，从而实现图文的“塑造”，在版基表面形成图文区（亲油）、非图文区（亲水）的差异，经固化后形成用于上机印刷的印版。该技术省去了以往成像过程中的显影环节，简化了制版流程，消除了印版显影的污染。 

喷墨制版技术的体系构成

喷墨制版技术是不同于感光成像的新兴技术，具有围绕喷墨的核心技术架构。喷墨制版系统包含高精度喷墨制版设备、纳米版材、纳米墨水和工艺控制，四位一体围绕喷墨制版需求特征展开，最终达到满足印刷适性的要求，结构关系如图2所示。

1.制版设备

专业设备是喷墨制版技术应用的平台，从功能模块上可划分为机械结构、运动控制、墨路系统和辅助系统4个部分，实现将纳米墨水精确打印在版材指定位置的功能。喷墨制版设备重点关注运动控制稳定性、喷墨墨滴落点（着纸）准确性、辅助功能易用性和人机交互友好性。

喷墨制版设备以喷射的单个墨滴为基本成像单元，通过墨滴铺展，叠加区域体现图文边界，将RIP后的网点信息转移到纳米版材上。墨点作为单个像素要有准确的位置和规整的形态。因此要求喷头的运动控制准确度高，运动误差小；打印驱动控制要兼顾墨水特性，使墨滴下落过程不拖尾，落地无散点，墨滴飞行和落地形态规整，近似圆形。

早期的喷墨制版设备大多使用市面上成熟的打印机进行改造，但是因为打印控制不匹配、机械结构受局限等，该类制版设备的打印速度和精度与制版需求相差甚远。目前较为先进的喷墨制版系统完全针对制版工艺要求设计，在版材定位、打印制版、运动衔接方面均有重大改善。目前国内相关产品的运动定位精度已达到微米级，印版套准精度达到10微米，已达到光学制版系统的控制水平。

随着喷头技术的快速发展，喷墨制版速度得到大幅提升，从初期的每小时制版几个对开张，到现在的每小时制版20～40对开张，甚至可以达到每小时近200张报业对开版的制版速度。输出精度也从初期的1440dpi提升到现在的2400dpi以上。

2.纳米版材

纳米版材是喷墨制版技术体系的核心材料。目前，常见的纳米版材分为砂目纳米版材和免砂目纳米版材。砂目纳米版材的生产工艺与传统版材类似，免砂目纳米版材采用全新的材料体系和生产工艺，以亲水的纳米材料为核心，代替传统胶印版材中砂目的亲水性作用，在胶印过程中作为非图文区使用。