我國數碼印花技術的新進展
我國數碼印花技術的新進展
內容提要：數字噴射印花技術既可省制版、省時間，又可省水和染化料。文章論述了數碼印的技術特點和發展方向及其與大規模定制相結合的應用。
關鍵詞：紡織品 數碼印花 噴射印花 大規模定制
一、前言
近幾年，我國的紡織印染業高速發展，印花產量也同步增長。2001年全國印染產量178.3億米，其中印花布43.67億米，占印染產量的24.41%，增加11.82%，2002年全國印染產量210.87億米，增長18.34%，其中印花布49.86億米，增加14.18%，占印染產量的23.57%；2003年1—12月份印染產量達251.32億米，同比增長20.43%，印花產量尚未公布，如果按2002年的比例(23%)計算，2003年我國印花產量估計為57億米。
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| 印染產量（億米） | 增長率（%） | 印花產量（億米） | 增長率（%） | 印花產量占印染（%）|
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2001年 | 178.30 | 13.27 | 43.67 | 11.82 | 24.41 |
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2002年 | 210.87 | 18.34 | 49.86 | 14.18 | 23.57 |
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2003年 | 251.32 | 20.43 | 57* | - | - |
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＊為估計數
與此同時，服裝流行周期卻越來越短，花型變化越來越快，生產要求越來越高，訂貨批量越來越小，花型盜版猖獗。雖然印花企業在傳統的印花方式上引入了印花CAD系統、激光照排機、平網、圓網的噴墨、噴蠟制網機等數字化手段來改進加工過程，但是印染廠就是污染廠的觀念似乎已給人造成深刻印象。同時，在國際上我國印染產品出口也越來越受到包括環境在內的“非貿易壁壘”的阻礙。就目前的技術而言，數碼印花市解決印花領域眾多問題的好方法。
二、數碼印花機的技術特點
數碼噴射印花系統的印花工藝與傳統印花工藝相比有了根本性的改變，工藝流程簡化為設計、噴印、后處理，省卻描稿、制片（或制網、雕刻）、篩網（或圓網）安裝，簡化了設備調試、調漿等工藝；工藝流程的簡化省卻了制片機（或制網機、雕刻機）等設備和膠片、絲網、滾筒等消耗材料。
技術特點和優勢如下：
◎印花過程數字化所見即為所得，資料存貯永不退色；
◎高品質生產，精度高、色彩層次豐富；無法盜版；
◎印花過程簡便，生產準備時間短；
◎柔性生產，適用于個性化、小批量，有效降低庫存；
◎成本與產量無關，打樣、小批量生產經濟性好；
◎綠色環保，按需使用染料，污染少。
表2圓網、平網印花與數碼印花對比分析
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圓網、平網印花 | 數碼印花
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1.人工配色，一般為十余種 | 幾種基本色，電腦自動配色，1667萬種
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2.車速10-80m/min | 0.1-2m/min
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3.印前無需處理 | 印前需作處理
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4.需制網 | 全數字化處理無需制網
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5.印花精度800-250dpi | 印花精度180-1440dpi，可達到照片效果
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6.花型重現受限制 | 花型重現不受限制
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7.基本不能做半色調或效果較差 | 電腦半色調處理，仿真效果好
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8.對花不準，誤差在0.2-1mm間 | 對花準確，誤差在0.06-0.15mm
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9.樣與小樣很難一致 | 所見即所得，大小樣完全相同
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10.設備投資280萬元 | 設備投資25-50萬元
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11.生產柔性小，花型轉換時間長| 柔性生產，花型轉換時間僅為幾分鐘
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三、數碼印花技術的發展軌跡
傳統印花自無論使用平網、圓網都離不開網，然而制版所消耗的成本和時間，無論怎樣也無法滿足小批量、多品種的現代印花趨勢，因此發展出無版、無壓力的數碼印花。其基本原理與噴墨打印機相同。
噴墨打印技術可追溯到1884年，美國人C．H．Richard在注射器中放入水，施加壓力針頭就飛出液滴，如果控制液滴運行方向，就可在紙上形成圖像，稱為霧墨印花。當時因為針、墨有問題，效果很差，直至1960年才正式進入實用階段。在十年前將噴墨技術用于條碼加工或產品序號的印制，稱噴碼機。
數碼噴射印花是一個系統工程，涉及到CAD技術、網絡通信技術、精密機械加工技術及精細化工技術等前沿科技，是信息技術與機械、紡織和化工等傳統技術融合的產物。由于數碼噴射印花技術涉及大量的計算和控制，可以說沒有今天的高速計算機就不可能有數碼噴射印花技術。就現在而言，數碼噴射印花技術的發展基本上與計算機的工作能力同步，而計算機技術發展至今依然沒有任何減弱的跡象，隨著計算機技術的發展可以預計未來的數碼噴射印花技術也會有高速發展。同時噴頭的制造技術也得益于集成電路的相關技術，如蝕刻、精密組裝等。現代高頻率、多噴嘴的噴頭不斷出現就證明了這一點。
90年代計算機技術逐步普及，連續式數碼噴射印花機出現，至1995年在地毯、壁掛等圖案粗獷的紡織品上已有成熟的應用。奧地利ZIMMER公司率先展出用于地毯的數碼噴射印花樣機，分辨率9—18，使用閥噴技術，未使用通常意義上的噴頭；其生產速度很快，可達16/min。但由于噴射液滴很大，分辨率很低，在
服裝面料方面無法應用。
1995年出現了按需噴墨式數碼噴射印花機，當時主要采用熱泡式噴頭，分辨率300dpi，后來逐步發展到600dpi，4色為主，基本可以在面料上應用。
1999-2000年采用壓電式噴頭的數碼噴射印花機有較多國家展出，包括荷蘭、日本、瑞士、美國、意大利和中國宏華公司，分辨率可達360～720dpi，6/h，由于壓電式噴頭的小噴墨量非常小(紡織品應用時可以達到6p1)，生產的產品圖案比較精細，色彩也更均勻自然，因此廣受歡迎，應用面也逐步擴大。
目前，各種新型數碼噴射印花機紛紛出現，主要采用壓電式噴頭；高印花速度從90年度的1／h、2000年的6／h發展至080—150／h；使用染料從4色發展到6-8色和2X6—8色；應用工藝日益成熟；控制軟件功能逐步完善。
由此可見，數碼噴射印花技術的發展基本上從連續式拍攝向按需噴射式發展、從熱泡式噴頭向壓電式噴頭轉變、從4色向6-8色轉變。目前，數碼印花技術的發展正呈現出群雄并起、百花齊放的態勢。
從基礎理論到生產設備，從應用工藝到染料開發，乃至設備、色彩控制方法和軟件都在全面研究開發之中。
90年代，ITMA展覽上數碼印花的產品展出廠商從1家發展到5家，近5年的ITMA展覽上數碼印花的產品展出廠商高速發展，據報道在ITMA2003上有關數碼印花的參展商多達23家，包括設備、染料、工藝技術等各個方面。特別是傳統印花機制造廠商和染料生產商投入了極大的熱情，如STORK和ZIMMER已經分別推出了4個型號的數碼印花機，CIBA、BASF、Dystar等頂尖的染料及助劑生產企業據我們了解已經對他們推出的數碼印花染料進行了多次改進。連臺灣經濟部也在去年十二月五日與許多企業簽訂研發聯盟，開發“產業用寬幅型數位式噴墨印花系統技術”這些國際性企業以如此大的力度開發數碼印花機反映了他們對紡織品數碼印花發展方向的判斷。
四、數碼印花技術的應用與先進生產方式
目前，數碼印花技術不但可應用于個性化、小批量生產以及印染企業打樣，而且已經進入批量生產領域。在歐洲，500米以內的定單基本上由數碼印花機擔當，只使用數碼印花系統的新型印染企業已出現許多，與網絡設計、網絡生產、網絡銷售相結合，并取得了良好的經濟效益。可以說，我們正在迎來一個數碼紡織的新時代。
我們已經協助香港、深圳、上海等地企業建立了許多采用數碼印花的打樣車間，提高了企業整體經濟效益。我們已經在泰國、馬來西亞和國內建立了多個批量生產數碼印花產品的工廠，全部進入盈利狀態。現在我們正進入一個新經濟時代與紡織業蓬勃發展的上世紀傳統經濟時代相比，紡織品生產的環境已經發生了重大變化，見表3
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| 傳統經濟時代 | 新經濟時代
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客戶可選擇性 | 區域性 | 性
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消費需求 | 物美價廉、滿足基本生活需求 | 個性化、多樣化
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市場 | 相對穩定 | 快速多變、無法預測
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市場需求 | 低成本、高質量 | 客戶化，快速交貨
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市場方式 | 標準化、系列化、大批量 | 單件、小批量、多品種
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技術資源 | 相對集中 | 分布
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競爭要素 | 性能價格比 | 柔性生產與響應速度
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從表3可以看出，在當前及今后發展前景來看，維持紡織品大批量生產的環境已經改變，印花紡織品尤為首當其沖，以目前的生產方式不能適應這種環境變化的要求。
為了在新的環境中生存發展，在性的激烈競爭中贏得勝利，企業必須改變產品制造戰略，尋求實施新的生產模式來實現縮短產品上市時間、改進產品質量、降低產品成本等目標，以客戶可以接受的時間和價格實現滿足客戶對個性化定制產品的需求，大批量定制就是針對這種需求而提出的。
大批量定制生產是一種新興的企業生產與管理模式，它的目標是以大批量的效益生產定制產品，這無疑是制造業所向往的理想生產方式。所以大批量定制生產的概念一經提出就引起了人們的廣泛關注，成為近年來范圍的研究熱點，已經在一些企業得到成功實施，正成為21世紀制造業的主流生產模式。
大批量定制生產是在系統的思想指導下，以整體優化的觀點，通過充分挖掘企業的潛力，在標準化技術、計算機技術、現代設計方法學、并行工程等技術和思想的支持下，終實現根據每個客戶的特殊需求以大批量生產的效率提供定制產品的過程。大批量定制生產綜合了大批量生產的低成本的優點和定制生產滿足客戶個性化、多樣化需求的優點，使企業能夠適應市場的快速變化，在客戶可接受的時間和價格上提供客戶真正需要的產品。大批量定制生產與傳統大批量生產的區別如表4所示。
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| 大批量生產 | 大批量定制生產
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核心 | 通過穩定性和控制取得效率 | 實現產品變型和客戶化
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目標 | 以幾乎每個客戶都能夠承受 | 以足夠的靈活性和客戶化程度開發、生產、銷售、運送，
| 的低成本和低價格開發、生 | 幾乎每個客戶得到想要的商品和服務
| 產、銷售、運送商品和服務 |
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關鍵 | 以產品為中心；穩定的需求 | 以客戶需求為中心；動態的需求；分散的市場；
特征 | 大而統一的市場；產品開發 | 產品開發周期短；低成本、高質量、定制的商品和服務。
| 周期長；低成本、一致的質 |
| 量、標準化的商品和服務。 |
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大批量定制生產的目標是以大批量的效益進行定制產品的生產，對用戶而言，所得到的產品是定制的、個性化的；對制造企業而言，該產品卻主要是采用大批量生產方式形成的。
數碼噴射印花技術的出現和逐步成熟，成功的解決了這個難題，只需幾種原色就可以調出千萬種色彩，使得24小時內可以向客戶提供小樣，很方便的按客戶需要組織小批量、甚至單件生產，花色也可以隨心所欲；當數碼噴射印花技術進一步與信息網絡技術相結合，就可以在網絡上為客戶進行三維模擬和量身定制，實現完全個性化的經營模式。
例如：Cus~mClmh．com是定做服裝企業中的運用數碼印花技術的廠家之一。他們的產品包括電腦印花、以面料制作的商標、領帶和圍巾。
Cus~mClo出．com應用六色噴墨印花機。顧客可以從12到150種不同圖案中任意選擇，還可以運用其網頁中所提供的模板自己進行設計，或者付費由該公司按照自己的意愿為其度身定做。這種方式可操作性強，完全可以避免大量存貨所造成的麻煩。
總之，數碼印花技術的出現和成功應用無疑是紡織業中的一次重大技術革命，它具有里程碑式的意義，數碼印花帶來的經濟效益和社會效益將對特別是紡織印染大國中國產生深遠的影響。與歷次產業升級和變革一樣，數碼噴射印花新技術的出現既是挑戰也是機會，中國紡織企業在即將到來的變革中必須搶占先機。
五、結論
數碼噴射印花技術的發展基本上從連續式噴射向按需噴射式發展、從熱泡式噴頭向壓電式噴頭轉變。
數碼噴射印花機的速度正不斷提高，目前單臺可達到打樣與小批量生產目的，并行生產已經達到可用于大批量產品生產的水平，而且單機速度還在快速提高。
維持紡織品大批量生產的環境已經改變，目前的生產方式不能適應這種環境變化的要求；大批量定制生產是一種新的生產與管理模式，是21世紀制造業的主流生產模式。
數碼噴射印花技術根本改變了傳統的印花原理，是對傳統印花方式的一次革命性的變革。數碼噴射印花的優點非常突出，省水、省染化料，對環保有利，適應大批量定制生產需求。數碼噴射印花機的開發和推廣將促進國內紡織產業的數碼化升級，提高我國紡織行業的國際競爭力。
