我國(guó)數(shù)碼印花技術(shù)的新進(jìn)展
我國(guó)數(shù)碼印花技術(shù)的新進(jìn)展
內(nèi)容提要：數(shù)字噴射印花技術(shù)既可省制版、省時(shí)間，又可省水和染化料。文章論述了數(shù)碼印的技術(shù)特點(diǎn)和發(fā)展方向及其與大規(guī)模定制相結(jié)合的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：紡織品 數(shù)碼印花 噴射印花 大規(guī)模定制
一、前言
近幾年，我國(guó)的紡織印染業(yè)高速發(fā)展，印花產(chǎn)量也同步增長(zhǎng)。2001年全國(guó)印染產(chǎn)量178.3億米，其中印花布43.67億米，占印染產(chǎn)量的24.41%，增加11.82%，2002年全國(guó)印染產(chǎn)量210.87億米，增長(zhǎng)18.34%，其中印花布49.86億米，增加14.18%，占印染產(chǎn)量的23.57%；2003年1—12月份印染產(chǎn)量達(dá)251.32億米，同比增長(zhǎng)20.43%，印花產(chǎn)量尚未公布，如果按2002年的比例(23%)計(jì)算，2003年我國(guó)印花產(chǎn)量估計(jì)為57億米。
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| 印染產(chǎn)量（億米） | 增長(zhǎng)率（%） | 印花產(chǎn)量（億米） | 增長(zhǎng)率（%） | 印花產(chǎn)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(jì)數(shù)
與此同時(shí)，服裝流行周期卻越來(lái)越短，花型變化越來(lái)越快，生產(chǎn)要求越來(lái)越高，訂貨批量越來(lái)越小，花型盜版猖獗。雖然印花企業(yè)在傳統(tǒng)的印花方式上引入了印花CAD系統(tǒng)、激光照排機(jī)、平網(wǎng)、圓網(wǎng)的噴墨、噴蠟制網(wǎng)機(jī)等數(shù)字化手段來(lái)改進(jìn)加工過(guò)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(shí)，在國(guó)際上我國(guó)印染產(chǎn)品出口也越來(lái)越受到包括環(huán)境在內(nèi)的“非貿(mào)易壁壘”的阻礙。就目前的技術(shù)而言，數(shù)碼印花市解決印花領(lǐng)域眾多問(wèn)題的好方法。
二、數(shù)碼印花機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)
數(shù)碼噴射印花系統(tǒng)的印花工藝與傳統(tǒng)印花工藝相比有了根本性的改變，工藝流程簡(jiǎn)化為設(shè)計(jì)、噴印、后處理，省卻描稿、制片（或制網(wǎng)、雕刻）、篩網(wǎng)（或圓網(wǎng)）安裝，簡(jiǎn)化了設(shè)備調(diào)試、調(diào)漿等工藝；工藝流程的簡(jiǎn)化省卻了制片機(jī)（或制網(wǎng)機(jī)、雕刻機(jī)）等設(shè)備和膠片、絲網(wǎng)、滾筒等消耗材料。
技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)如下：
◎印花過(guò)程數(shù)字化所見(jiàn)即為所得，資料存貯永不退色；
◎高品質(zhì)生產(chǎn)，精度高、色彩層次豐富；無(wú)法盜版；
◎印花過(guò)程簡(jiǎn)便，生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間短；
◎柔性生產(chǎn)，適用于個(gè)性化、小批量，有效降低庫(kù)存；
◎成本與產(chǎn)量無(wú)關(guān)，打樣、小批量生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性好；
◎綠色環(huán)保，按需使用染料，污染少。
表2圓網(wǎng)、平網(wǎng)印花與數(shù)碼印花對(duì)比分析
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圓網(wǎng)、平網(wǎng)印花 | 數(shù)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(dòng)配色，1667萬(wàn)種
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2.車速10-80m/min | 0.1-2m/min
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3.印前無(wú)需處理 | 印前需作處理
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4.需制網(wǎng) | 全數(shù)字化處理無(wú)需制網(wǎng)
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5.印花精度800-250dpi | 印花精度180-1440dpi，可達(dá)到照片效果
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6.花型重現(xiàn)受限制 | 花型重現(xiàn)不受限制
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7.基本不能做半色調(diào)或效果較差 | 電腦半色調(diào)處理，仿真效果好
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8.對(duì)花不準(zhǔn)，誤差在0.2-1mm間 | 對(duì)花準(zhǔn)確，誤差在0.06-0.15mm
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9.樣與小樣很難一致 | 所見(jiàn)即所得，大小樣完全相同
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10.設(shè)備投資280萬(wàn)元 | 設(shè)備投資25-50萬(wàn)元
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11.生產(chǎn)柔性小，花型轉(zhuǎn)換時(shí)間長(zhǎng)| 柔性生產(chǎn)，花型轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為幾分鐘
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三、數(shù)碼印花技術(shù)的發(fā)展軌跡
傳統(tǒng)印花自無(wú)論使用平網(wǎng)、圓網(wǎng)都離不開網(wǎng)，然而制版所消耗的成本和時(shí)間，無(wú)論怎樣也無(wú)法滿足小批量、多品種的現(xiàn)代印花趨勢(shì)，因此發(fā)展出無(wú)版、無(wú)壓力的數(shù)碼印花。其基本原理與噴墨打印機(jī)相同。
噴墨打印技術(shù)可追溯到1884年，美國(guó)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(yùn)行方向，就可在紙上形成圖像，稱為霧墨印花。當(dāng)時(shí)因?yàn)獒槨⒛袉?wèn)題，效果很差，直至1960年才正式進(jìn)入實(shí)用階段。在十年前將噴墨技術(shù)用于條碼加工或產(chǎn)品序號(hào)的印制，稱噴碼機(jī)。
數(shù)碼噴射印花是一個(gè)系統(tǒng)工程，涉及到CAD技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、精密機(jī)械加工技術(shù)及精細(xì)化工技術(shù)等前沿科技，是信息技術(shù)與機(jī)械、紡織和化工等傳統(tǒng)技術(shù)融合的產(chǎn)物。由于數(shù)碼噴射印花技術(shù)涉及大量的計(jì)算和控制，可以說(shuō)沒(méi)有今天的高速計(jì)算機(jī)就不可能有數(shù)碼噴射印花技術(shù)。就現(xiàn)在而言，數(shù)碼噴射印花技術(shù)的發(fā)展基本上與計(jì)算機(jī)的工作能力同步，而計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展至今依然沒(méi)有任何減弱的跡象，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展可以預(yù)計(jì)未來(lái)的數(shù)碼噴射印花技術(shù)也會(huì)有高速發(fā)展。同時(shí)噴頭的制造技術(shù)也得益于集成電路的相關(guān)技術(shù)，如蝕刻、精密組裝等?，F(xiàn)代高頻率、多噴嘴的噴頭不斷出現(xiàn)就證明了這一點(diǎn)。
90年代計(jì)算機(jī)技術(shù)逐步普及，連續(xù)式數(shù)碼噴射印花機(jī)出現(xiàn)，至1995年在地毯、壁掛等圖案粗獷的紡織品上已有成熟的應(yīng)用。奧地利ZIMMER公司率先展出用于地毯的數(shù)碼噴射印花樣機(jī)，分辨率9—18，使用閥噴技術(shù)，未使用通常意義上的噴頭；其生產(chǎn)速度很快，可達(dá)16/min。但由于噴射液滴很大，分辨率很低，在
服裝面料方面無(wú)法應(yīng)用。
1995年出現(xiàn)了按需噴墨式數(shù)碼噴射印花機(jī)，當(dāng)時(shí)主要采用熱泡式噴頭，分辨率300dpi，后來(lái)逐步發(fā)展到600dpi，4色為主，基本可以在面料上應(yīng)用。
1999-2000年采用壓電式噴頭的數(shù)碼噴射印花機(jī)有較多國(guó)家展出，包括荷蘭、日本、瑞士、美國(guó)、意大利和中國(guó)宏華公司，分辨率可達(dá)360～720dpi，6/h，由于壓電式噴頭的小噴墨量非常小(紡織品應(yīng)用時(shí)可以達(dá)到6p1)，生產(chǎn)的產(chǎn)品圖案比較精細(xì)，色彩也更均勻自然，因此廣受歡迎，應(yīng)用面也逐步擴(kuò)大。
目前，各種新型數(shù)碼噴射印花機(jī)紛紛出現(xiàn)，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(fā)展至080—150／h；使用染料從4色發(fā)展到6-8色和2X6—8色；應(yīng)用工藝日益成熟；控制軟件功能逐步完善。
由此可見(jiàn)，數(shù)碼噴射印花技術(shù)的發(fā)展基本上從連續(xù)式拍攝向按需噴射式發(fā)展、從熱泡式噴頭向壓電式噴頭轉(zhuǎn)變、從4色向6-8色轉(zhuǎn)變。目前，數(shù)碼印花技術(shù)的發(fā)展正呈現(xiàn)出群雄并起、百花齊放的態(tài)勢(shì)。
從基礎(chǔ)理論到生產(chǎn)設(shè)備，從應(yīng)用工藝到染料開發(fā)，乃至設(shè)備、色彩控制方法和軟件都在全面研究開發(fā)之中。
90年代，ITMA展覽上數(shù)碼印花的產(chǎn)品展出廠商從1家發(fā)展到5家，近5年的ITMA展覽上數(shù)碼印花的產(chǎn)品展出廠商高速發(fā)展，據(jù)報(bào)道在ITMA2003上有關(guān)數(shù)碼印花的參展商多達(dá)23家，包括設(shè)備、染料、工藝技術(shù)等各個(gè)方面。特別是傳統(tǒng)印花機(jī)制造廠商和染料生產(chǎn)商投入了極大的熱情，如STORK和ZIMMER已經(jīng)分別推出了4個(gè)型號(hào)的數(shù)碼印花機(jī)，CIBA、BASF、Dystar等頂尖的染料及助劑生產(chǎn)企業(yè)據(jù)我們了解已經(jīng)對(duì)他們推出的數(shù)碼印花染料進(jìn)行了多次改進(jìn)。連臺(tái)灣經(jīng)濟(jì)部也在去年十二月五日與許多企業(yè)簽訂研發(fā)聯(lián)盟，開發(fā)“產(chǎn)業(yè)用寬幅型數(shù)位式噴墨印花系統(tǒng)技術(shù)”這些國(guó)際性企業(yè)以如此大的力度開發(fā)數(shù)碼印花機(jī)反映了他們對(duì)紡織品數(shù)碼印花發(fā)展方向的判斷。
四、數(shù)碼印花技術(shù)的應(yīng)用與先進(jìn)生產(chǎn)方式
目前，數(shù)碼印花技術(shù)不但可應(yīng)用于個(gè)性化、小批量生產(chǎn)以及印染企業(yè)打樣，而且已經(jīng)進(jìn)入批量生產(chǎn)領(lǐng)域。在歐洲，500米以內(nèi)的定單基本上由數(shù)碼印花機(jī)擔(dān)當(dāng)，只使用數(shù)碼印花系統(tǒng)的新型印染企業(yè)已出現(xiàn)許多，與網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)銷售相結(jié)合，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益?？梢哉f(shuō)，我們正在迎來(lái)一個(gè)數(shù)碼紡織的新時(shí)代。
我們已經(jīng)協(xié)助香港、深圳、上海等地企業(yè)建立了許多采用數(shù)碼印花的打樣車間，提高了企業(yè)整體經(jīng)濟(jì)效益。我們已經(jīng)在泰國(guó)、馬來(lái)西亞和國(guó)內(nèi)建立了多個(gè)批量生產(chǎn)數(shù)碼印花產(chǎn)品的工廠，全部進(jìn)入盈利狀態(tài)。現(xiàn)在我們正進(jìn)入一個(gè)新經(jīng)濟(jì)時(shí)代與紡織業(yè)蓬勃發(fā)展的上世紀(jì)傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)時(shí)代相比，紡織品生產(chǎn)的環(huán)境已經(jīng)發(fā)生了重大變化，見(jiàn)表3
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| 傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)時(shí)代 | 新經(jīng)濟(jì)時(shí)代
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客戶可選擇性 | 區(qū)域性 | 性
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消費(fèi)需求 | 物美價(jià)廉、滿足基本生活需求 | 個(gè)性化、多樣化
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市場(chǎng) | 相對(duì)穩(wěn)定 | 快速多變、無(wú)法預(yù)測(cè)
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市場(chǎng)需求 | 低成本、高質(zhì)量 | 客戶化，快速交貨
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市場(chǎng)方式 | 標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、大批量 | 單件、小批量、多品種
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技術(shù)資源 | 相對(duì)集中 | 分布
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競(jìng)爭(zhēng)要素 | 性能價(jià)格比 | 柔性生產(chǎn)與響應(yīng)速度
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從表3可以看出，在當(dāng)前及今后發(fā)展前景來(lái)看，維持紡織品大批量生產(chǎn)的環(huán)境已經(jīng)改變，印花紡織品尤為首當(dāng)其沖，以目前的生產(chǎn)方式不能適應(yīng)這種環(huán)境變化的要求。
為了在新的環(huán)境中生存發(fā)展，在性的激烈競(jìng)爭(zhēng)中贏得勝利，企業(yè)必須改變產(chǎn)品制造戰(zhàn)略，尋求實(shí)施新的生產(chǎn)模式來(lái)實(shí)現(xiàn)縮短產(chǎn)品上市時(shí)間、改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本等目標(biāo)，以客戶可以接受的時(shí)間和價(jià)格實(shí)現(xiàn)滿足客戶對(duì)個(gè)性化定制產(chǎn)品的需求，大批量定制就是針對(duì)這種需求而提出的。
大批量定制生產(chǎn)是一種新興的企業(yè)生產(chǎn)與管理模式，它的目標(biāo)是以大批量的效益生產(chǎn)定制產(chǎn)品，這無(wú)疑是制造業(yè)所向往的理想生產(chǎn)方式。所以大批量定制生產(chǎn)的概念一經(jīng)提出就引起了人們的廣泛關(guān)注，成為近年來(lái)范圍的研究熱點(diǎn)，已經(jīng)在一些企業(yè)得到成功實(shí)施，正成為21世紀(jì)制造業(yè)的主流生產(chǎn)模式。
大批量定制生產(chǎn)是在系統(tǒng)的思想指導(dǎo)下，以整體優(yōu)化的觀點(diǎn)，通過(guò)充分挖掘企業(yè)的潛力，在標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)、并行工程等技術(shù)和思想的支持下，終實(shí)現(xiàn)根據(jù)每個(gè)客戶的特殊需求以大批量生產(chǎn)的效率提供定制產(chǎn)品的過(guò)程。大批量定制生產(chǎn)綜合了大批量生產(chǎn)的低成本的優(yōu)點(diǎn)和定制生產(chǎn)滿足客戶個(gè)性化、多樣化需求的優(yōu)點(diǎn)，使企業(yè)能夠適應(yīng)市場(chǎng)的快速變化，在客戶可接受的時(shí)間和價(jià)格上提供客戶真正需要的產(chǎn)品。大批量定制生產(chǎn)與傳統(tǒng)大批量生產(chǎn)的區(qū)別如表4所示。
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| 大批量生產(chǎn) | 大批量定制生產(chǎn)
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核心 | 通過(guò)穩(wěn)定性和控制取得效率 | 實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品變型和客戶化
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目標(biāo) | 以幾乎每個(gè)客戶都能夠承受 | 以足夠的靈活性和客戶化程度開發(fā)、生產(chǎn)、銷售、運(yùn)送，
| 的低成本和低價(jià)格開發(fā)、生 | 幾乎每個(gè)客戶得到想要的商品和服務(wù)
| 產(chǎn)、銷售、運(yùn)送商品和服務(wù) |
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關(guān)鍵 | 以產(chǎn)品為中心；穩(wěn)定的需求 | 以客戶需求為中心；動(dòng)態(tài)的需求；分散的市場(chǎng)；
特征 | 大而統(tǒng)一的市場(chǎng)；產(chǎn)品開發(fā) | 產(chǎn)品開發(fā)周期短；低成本、高質(zhì)量、定制的商品和服務(wù)。
| 周期長(zhǎng)；低成本、一致的質(zhì) |
| 量、標(biāo)準(zhǔn)化的商品和服務(wù)。 |
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大批量定制生產(chǎn)的目標(biāo)是以大批量的效益進(jìn)行定制產(chǎn)品的生產(chǎn)，對(duì)用戶而言，所得到的產(chǎn)品是定制的、個(gè)性化的；對(duì)制造企業(yè)而言，該產(chǎn)品卻主要是采用大批量生產(chǎn)方式形成的。
數(shù)碼噴射印花技術(shù)的出現(xiàn)和逐步成熟，成功的解決了這個(gè)難題，只需幾種原色就可以調(diào)出千萬(wàn)種色彩，使得24小時(shí)內(nèi)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(chǎn)，花色也可以隨心所欲；當(dāng)數(shù)碼噴射印花技術(shù)進(jìn)一步與信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，就可以在網(wǎng)絡(luò)上為客戶進(jìn)行三維模擬和量身定制，實(shí)現(xiàn)完全個(gè)性化的經(jīng)營(yíng)模式。
例如：Cus~mClmh．com是定做服裝企業(yè)中的運(yùn)用數(shù)碼印花技術(shù)的廠家之一。他們的產(chǎn)品包括電腦印花、以面料制作的商標(biāo)、領(lǐng)帶和圍巾。
Cus~mClo出．com應(yīng)用六色噴墨印花機(jī)。顧客可以從12到150種不同圖案中任意選擇，還可以運(yùn)用其網(wǎng)頁(yè)中所提供的模板自己進(jìn)行設(shè)計(jì)，或者付費(fèi)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(qiáng)，完全可以避免大量存貨所造成的麻煩。
總之，數(shù)碼印花技術(shù)的出現(xiàn)和成功應(yīng)用無(wú)疑是紡織業(yè)中的一次重大技術(shù)革命，它具有里程碑式的意義，數(shù)碼印花帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益將對(duì)特別是紡織印染大國(guó)中國(guó)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。與歷次產(chǎn)業(yè)升級(jí)和變革一樣，數(shù)碼噴射印花新技術(shù)的出現(xiàn)既是挑戰(zhàn)也是機(jī)會(huì)，中國(guó)紡織企業(yè)在即將到來(lái)的變革中必須搶占先機(jī)。
五、結(jié)論
數(shù)碼噴射印花技術(shù)的發(fā)展基本上從連續(xù)式噴射向按需噴射式發(fā)展、從熱泡式噴頭向壓電式噴頭轉(zhuǎn)變。
數(shù)碼噴射印花機(jī)的速度正不斷提高，目前單臺(tái)可達(dá)到打樣與小批量生產(chǎn)目的，并行生產(chǎn)已經(jīng)達(dá)到可用于大批量產(chǎn)品生產(chǎn)的水平，而且單機(jī)速度還在快速提高。
維持紡織品大批量生產(chǎn)的環(huán)境已經(jīng)改變，目前的生產(chǎn)方式不能適應(yīng)這種環(huán)境變化的要求；大批量定制生產(chǎn)是一種新的生產(chǎn)與管理模式，是21世紀(jì)制造業(yè)的主流生產(chǎn)模式。
數(shù)碼噴射印花技術(shù)根本改變了傳統(tǒng)的印花原理，是對(duì)傳統(tǒng)印花方式的一次革命性的變革。數(shù)碼噴射印花的優(yōu)點(diǎn)非常突出，省水、省染化料，對(duì)環(huán)保有利，適應(yīng)大批量定制生產(chǎn)需求。數(shù)碼噴射印花機(jī)的開發(fā)和推廣將促進(jìn)國(guó)內(nèi)紡織產(chǎn)業(yè)的數(shù)碼化升級(jí)，提高我國(guó)紡織行業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。
