我国数码印花技术的新进展

　　内容提要：数字喷射印花技术既可省制版、省时间，又可省水和染化料。文章论述了数码印的技术特点和发展方向及其与大规模定制相结合的应用。
　　关键词：纺织品 数码印花 喷射印花 大规模定制
　　一、前言
　　近几年，我国的纺织印染业高速发展，印花产量也同步增长。2001年全国印染产量178.3亿米，其中印花布43.67亿米，占印染产量的24.41%，增加11.82%，2002年全国印染产量210.87亿米，增长18.34%，其中印花布49.86亿米，增加14.18%，占印染产量的23.57%；2003年1—12月份印染产量达251.32亿米，同比增长20.43%，印花产量尚未公布，如果按2002年的比例(23%)计算，2003年我国印花产量估计为57亿米。
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　　| 印染产量（亿米） | 增长率（%） | 印花产量（亿米） | 增长率（%） | 印花产量占印染（%）|
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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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　　＊为估计数
　　与此同时，服装流行周期却越来越短，花型变化越来越快，生产要求越来越高，订货批量越来越小，花型盗版猖獗。虽然印花企业在传统的印花方式上引入了印花CAD系统、激光照排机、平网、圆网的喷墨、喷蜡制网机等数字化手段来改进加工过程，但是印染厂就是污染厂的观念似乎已给人造成深刻印象。同时，在国际上我国印染产品出口也越来越受到包括环境在内的“非贸易壁垒”的阻碍。就目前的技术而言，数码印花市解决印花领域众多问题的好方法。
　　二、数码印花机的技术特点
　　数码喷射印花系统的印花工艺与传统印花工艺相比有了根本性的改变，工艺流程简化为设计、喷印、后处理，省却描稿、制片（或制网、雕刻）、筛网（或圆网）安装，简化了设备调试、调浆等工艺；工艺流程的简化省却了制片机（或制网机、雕刻机）等设备和胶片、丝网、滚筒等消耗材料。
　　技术特点和优势如下：
　　◎印花过程数字化所见即为所得，资料存贮永不退色；
　　◎高品质生产，精度高、色彩层次丰富；无法盗版；
　　◎印花过程简便，生产准备时间短；
　　◎柔性生产，适用于个性化、小批量，有效降低库存；
　　◎成本与产量无关，打样、小批量生产经济性好；
　　◎绿色环保，按需使用染料，污染少。
　　表2圆网、平网印花与数码印花对比分析
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　　圆网、平网印花 | 数码印花
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　　1.人工配色，一般为十余种 | 几种基本色，电脑自动配色，1667万种
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　　2.车速10-80m/min | 0.1-2m/min
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　　3.印前无需处理 | 印前需作处理
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　　4.需制网 | 全数字化处理无需制网
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　　5.印花精度800-250dpi | 印花精度180-1440dpi，可达到照片效果
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　　6.花型重现受限制 | 花型重现不受限制
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　　7.基本不能做半色调或效果较差 | 电脑半色调处理，仿真效果好
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　　8.对花不准，误差在0.2-1mm间 | 对花准确，误差在0.06-0.15mm
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　　9.样与小样很难一致 | 所见即所得，大小样完全相同
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　　10.设备投资280万元 | 设备投资25-50万元
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　　11.生产柔性小，花型转换时间长| 柔性生产，花型转换时间仅为几分钟
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　　三、数码印花技术的发展轨迹
　　传统印花自无论使用平网、圆网都离不开网，然而制版所消耗的成本和时间，无论怎样也无法满足小批量、多品种的现代印花趋势，因此发展出无版、无压力的数码印花。其基本原理与喷墨打印机相同。
　　喷墨打印技术可追溯到1884年，美国人C．H．Richard在注射器中放入水，施加压力针头就飞出液滴，如果控制液滴运行方向，就可在纸上形成图像，称为雾墨印花。当时因为针、墨有问题，效果很差，直至1960年才正式进入实用阶段。在十年前将喷墨技术用于条码加工或产品序号的印制，称喷码机。
　　数码喷射印花是一个系统工程，涉及到CAD技术、网络通信技术、精密机械加工技术及精细化工技术等前沿科技，是信息技术与机械、纺织和化工等传统技术融合的产物。由于数码喷射印花技术涉及大量的计算和控制，可以说没有今天的高速计算机就不可能有数码喷射印花技术。就现在而言，数码喷射印花技术的发展基本上与计算机的工作能力同步，而计算机技术发展至今依然没有任何减弱的迹象，随着计算机技术的发展可以预计未来的数码喷射印花技术也会有高速发展。同时喷头的制造技术也得益于集成电路的相关技术，如蚀刻、精密组装等。现代高频率、多喷嘴的喷头不断出现就证明了这一点。
　　90年代计算机技术逐步普及，连续式数码喷射印花机出现，至1995年在地毯、壁挂等图案粗犷的纺织品上已有成熟的应用。奥地利ZIMMER公司率先展出用于地毯的数码喷射印花样机，分辨率9—18，使用阀喷技术，未使用通常意义上的喷头；其生产速度很快，可达16/min。但由于喷射液滴很大，分辨率很低，在服装面料方面无法应用。
　　1995年出现了按需喷墨式数码喷射印花机，当时主要采用热泡式喷头，分辨率300dpi，后来逐步发展到600dpi，4色为主，基本可以在面料上应用。
　　1999-2000年采用压电式喷头的数码喷射印花机有较多国家展出，包括荷兰、日本、瑞士、美国、意大利和中国宏华公司，分辨率可达360～720dpi，6/h，由于压电式喷头的小喷墨量非常小(纺织品应用时可以达到6p1)，生产的产品图案比较精细，色彩也更均匀自然，因此广受欢迎，应用面也逐步扩大。
　　目前，各种新型数码喷射印花机纷纷出现，主要采用压电式喷头；高印花速度从90年度的1／h、2000年的6／h发展至080—150／h；使用染料从4色发展到6-8色和2X6—8色；应用工艺日益成熟；控制软件功能逐步完善。
　　由此可见，数码喷射印花技术的发展基本上从连续式拍摄向按需喷射式发展、从热泡式喷头向压电式喷头转变、从4色向6-8色转变。目前，数码印花技术的发展正呈现出群雄并起、百花齐放的态势。
　　从基础理论到生产设备，从应用工艺到染料开发，乃至设备、色彩控制方法和软件都在全面研究开发之中。
　　90年代，ITMA展览上数码印花的产品展出厂商从1家发展到5家，近5年的ITMA展览上数码印花的产品展出厂商高速发展，据报道在ITMA2003上有关数码印花的参展商多达23家，包括设备、染料、工艺技术等各个方面。特别是传统印花机制造厂商和染料生产商投入了极大的热情，如STORK和ZIMMER已经分别推出了4个型号的数码印花机，CIBA、BASF、Dystar等顶尖的染料及助剂生产企业据我们了解已经对他们推出的数码印花染料进行了多次改进。连台湾经济部也在去年十二月五日与许多企业签订研发联盟，开发“产业用宽幅型数位式喷墨印花系统技术”这些国际性企业以如此大的力度开发数码印花机反映了他们对纺织品数码印花发展方向的判断。
　　四、数码印花技术的应用与先进生产方式
　　目前，数码印花技术不但可应用于个性化、小批量生产以及印染企业打样，而且已经进入批量生产领域。在欧洲，500米以内的定单基本上由数码印花机担当，只使用数码印花系统的新型印染企业已出现许多，与网络设计、网络生产、网络销售相结合，并取得了良好的经济效益。可以说，我们正在迎来一个数码纺织的新时代。
　　我们已经协助香港、深圳、上海等地企业建立了许多采用数码印花的打样车间，提高了企业整体经济效益。我们已经在泰国、马来西亚和国内建立了多个批量生产数码印花产品的工厂，全部进入盈利状态。现在我们正进入一个新经济时代与纺织业蓬勃发展的上世纪传统经济时代相比，纺织品生产的环境已经发生了重大变化，见表3
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　　| 传统经济时代 | 新经济时代
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　　客户可选择性 | 区域性 | 全球性
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　　消费需求 | 物美价廉、满足基本生活需求 | 个性化、多样化
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　　市场 | 相对稳定 | 快速多变、无法预测
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　　市场需求 | 低成本、高质量 | 客户化，快速交货
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　　市场方式 | 标准化、系列化、大批量 | 单件、小批量、多品种
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　　技术资源 | 相对集中 | 全球分布
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　　竞争要素 | 性能价格比 | 柔性生产与响应速度
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　　从表3可以看出，在当前及今后发展前景来看，维持纺织品大批量生产的环境已经改变，印花纺织品尤为首当其冲，以目前的生产方式不能适应这种环境变化的要求。
　　为了在新的环境中生存发展，在全球性的激烈竞争中赢得胜利，企业必须改变产品制造战略，寻求实施新的生产模式来实现缩短产品上市时间、改进产品质量、降低产品成本等目标，以客户可以接受的时间和价格实现满足客户对个性化定制产品的需求，大批量定制就是针对这种需求而提出的。
　　大批量定制生产是一种新兴的企业生产与管理模式，它的目标是以大批量的效益生产定制产品，这无疑是制造业所向往的理想生产方式。所以大批量定制生产的概念一经提出就引起了人们的广泛关注，成为近年来世界范围的研究热点，已经在一些企业得到成功实施，正成为21世纪制造业的主流生产模式。
　　大批量定制生产是在系统的思想指导下，以整体优化的观点，通过充分挖掘企业的潜力，在标准化技术、计算机技术、现代设计方法学、并行工程等技术和思想的支持下，终实现根据每个客户的特殊需求以大批量生产的效率提供定制产品的过程。大批量定制生产综合了大批量生产的低成本的优点和定制生产满足客户个性化、多样化需求的优点，使企业能够适应市场的快速变化，在客户可接受的时间和价格上提供客户真正需要的产品。大批量定制生产与传统大批量生产的区别如表4所示。
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　　| 大批量生产 | 大批量定制生产
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　　核心 | 通过稳定性和控制取得效率 | 实现产品变型和客户化
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　　目标 | 以几乎每个客户都能够承受 | 以足够的灵活性和客户化程度开发、生产、销售、运送，
　　| 的低成本和低价格开发、生 | 几乎每个客户得到想要的商品和服务
　　| 产、销售、运送商品和服务 |
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　　关键 | 以产品为中心；稳定的需求 | 以客户需求为中心；动态的需求；分散的市场；
　　特征 | 大而统一的市场；产品开发 | 产品开发周期短；低成本、高质量、定制的商品和服务。
　　| 周期长；低成本、一致的质 |
　　| 量、标准化的商品和服务。 |
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　　大批量定制生产的目标是以大批量的效益进行定制产品的生产，对用户而言，所得到的产品是定制的、个性化的；对制造企业而言，该产品却主要是采用大批量生产方式形成的。
　　数码喷射印花技术的出现和逐步成熟，成功的解决了这个难题，只需几种原色就可以调出千万种色彩，使得24小时内可以向客户提供小样，很方便的按客户需要组织小批量、甚至单件生产，花色也可以随心所欲；当数码喷射印花技术进一步与信息网络技术相结合，就可以在网络上为客户进行三维模拟和量身定制，实现完全个性化的经营模式。
　　例如：Cus~mClmh．com是定做服装企业中的运用数码印花技术的厂家之一。他们的产品包括电脑印花、以面料制作的商标、领带和围巾。
　　Cus~mClo出．com应用六色喷墨印花机。顾客可以从12到150种不同图案中任意选择，还可以运用其网页中所提供的模板自己进行设计，或者付费由该公司按照自己的意愿为其度身定做。这种方式可操作性强，完全可以避免大量存货所造成的麻烦。
　　总之，数码印花技术的出现和成功应用无疑是纺织业中的一次重大技术革命，它具有里程碑式的意义，数码印花带来的经济效益和社会效益将对全球特别是纺织印染大国中国产生深远的影响。与历次产业升级和变革一样，数码喷射印花新技术的出现既是挑战也是机会，中国纺织企业在即将到来的变革中必须抢占先机。
　　五、结论
　　数码喷射印花技术的发展基本上从连续式喷射向按需喷射式发展、从热泡式喷头向压电式喷头转变。
　　数码喷射印花机的速度正不断提高，目前单台可达到打样与小批量生产目的，并行生产已经达到可用于大批量产品生产的水平，而且单机速度还在快速提高。
　　维持纺织品大批量生产的环境已经改变，目前的生产方式不能适应这种环境变化的要求；大批量定制生产是一种新的生产与管理模式，是21世纪制造业的主流生产模式。
　　数码喷射印花技术根本改变了传统的印花原理，是对传统印花方式的一次革命性的变革。数码喷射印花的优点非常突出，省水、省染化料，对环保有利，适应大批量定制生产需求。数码喷射印花机的开发和推广将促进国内纺织产业的数码化升级，提高我国纺织行业的国际竞争力。