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浅谈在3D曲面产品上的印刷技术 李立军【摘要】在平面上进行印刷的技术历史非常的悠久，中国古代“四大发明”之一的“活字印刷术”即是其一现代工业技术的发展更是把平面印刷技术推到了一个极高的境界，在实际工业生产中用“随处可见”来形容，一点也不夸张近现代国内外的学术界对平面印刷技术的研究更是达到了登峰造极的程度，特别是近些年发展起来的数字喷墨印刷技术，更是将现代计算机技术的发展和传统印刷技术做了完美的整合，极大的推动了印刷技术在当代的发展，满足了人们日益增长的精神文化追求关键词】印刷现状 规则可展曲面产品 曲面网印 移印 无水胶印无论是工业应用还是生活产品，单纯的平面产品越来越少，即使对于书籍这种流传了数千年的产物，在当今也发展出很多的特色产品，比如立体书，触感书，有味道的书等随着人民生活水平的提高，以功能性为主的工业产品设计已远远不能满足人民对于审美的要求方方正正外形的產品正越来越多的被各种曲面和曲面组合体产品所代替，比较有代表性的如一些生活小家电和个人便携电子产品相应的，对于这些产品表面的装饰需求也越来越个性化，对各种装饰技术的要求也越来越高因笔者所从事的是电子消费产品的研发和生产，对此感触颇深。

特别是从2010年以来，工业设计被工业界所看重，加之跨国设计公司在国内纷纷设立设计中心，工业设计达到了一个新的高度在这种浪潮下，现代工业产品的设计将表面装饰需求也推到了一个历史的新高度，作为服务于这个行业的笔者而言，工作过程中可谓遇到了种种“难题”每每遇客户提出的新产品设计需求时，我们都要仔细评估比较，评选出更适合，更具效率和成本优势的技术组合毋容置疑，现代印刷技术在产品表面装饰和标识上的角色是无可替代的，小到一个商标标识，大到产品整面的图文信息和保护涂层，各种印刷技术和印刷组合应用层出不穷熟悉每一种传统印刷技术的原理，应用和限制是选择适合的印刷技术或开发印刷组合技术的基础；开放性的思考，整合传统印刷技术，进而开发出适合的创新应用是关键笔者所在行业对于印刷技术的需求对于传统印刷界而言是归属到特殊印刷领域的，所以对于从事传统印刷行业的技术人员来看有可能是陌生的领域究其原因，就是笔者所需要做的是在各种非平面承印物上做印刷应用笔者虽非印刷科班出身，但对于各种印刷技术在特殊印刷领域的应用也累计了一些实际的经验，适时的总结经验和教训对笔者自己是难得的提升机会，适度的分享经验和案例，也可对同行提供一些借鉴的意义。

因笔者水平和认知有限，文章中难免存在不足或错误，也欢迎同行和专家批评指正在谈到非平面承印物时，我们可以将承印物的待印曲面结构分成两类：一类是规则可展曲面产品；另一类是规则不可展曲面产品笔者在对一些产品结构归类后，依照产品几何形状提炼出的分类如图一所示读者可以从汇总后的产品几何形状中看到，外表面3D曲面形状为圆柱形，圆锥形（含截锥形）这类产品的表面从几何学和数学上是可以展开的，这类产品在日用品领域非常的多而像球形，半球形，圆环等这一类是几何学上或数学上曲面无法展开成2D曲面的产品结构，这类产品也有很多，像足球，吊灯等对于这类的产品表面装饰，大多采用近似展开的方式进行如果从印刷工艺角度看，第一类可展曲面的印刷工艺实现相对简单，而对于第二类的产品则要困难的多本文主要来讨论第一类产品的印刷工艺在开始讨论具体工艺之前，我们先理清什么是直接印刷技术，什么是间接印刷技术直接印刷技术，顾名思义，就是将油墨直接印刷到承印物上的印刷工艺；相反，间接印刷技术就是需要一个媒介，将油墨先印到这个媒介上，再由媒介转移油墨到承印物表面图二是常见的一些规格曲面结构的产品示例，从技术上分析，这些曲面产品所用到的印刷工艺可以采用直接印刷工艺，也可以采用间接印刷技术。

而实际状况是，工业领域选择适合的工艺需要评估参考的因素有很多，技术能力是最基础的一个可能很多读者对于这类产品表面装饰的第一印象是标签确实，标签印刷属于间接印刷技术之一，在日用产品领域应用非常的广泛，迄今仍然占据重要的市场份额但是我们也看到，很多大的国际企业因应个性化需求和成本压力，已经转移到直接在包装表面进行图文印刷的直接印刷技术上比如胶印，喷墨图三是常见采用的印刷此类产品的工艺技术这里我们抛开标签印刷，因为只要涉及标签就需要二次贴覆的过程，这不在我们讨论的范围曲面网印是一种直接印刷技术这一类印刷工艺在实际生产用非常常见，对于曲面网印应用而言，最近几年也已经有很多成熟的设备推出工艺原理为：曲面网板与承印物以其一中心线为轴进行旋转印刷，承印物的运动量和印版运动量要相同且同步，在其中心线上通过刮板的加压运动实现在承印物表面上的印刷相对于平面丝网印刷，通常承印物和印版都是固定的，这是最大的不同丝网曲面印刷的印刷的过程如下：开始印刷前，承印物要先停在一特定的位置作为印刷起始点，然后刮板向下施压，网版开始移动，印刷开始如需印刷整个圆柱体外表面，则圆柱旋转一周即完成印刷印刷完成后，印版和刮板同步回到起始点侧等待下一产品印刷。

目前市场上的曲面网印设备有适合圆柱形，截锥形和曲平两用型三种设备移印是一种直接印刷技术，印刷原理为将欲印刷之图形先经过蚀刻技术，在金属钢板上形成图形凹陷，将制成的钢板固定在移印机上，在移印机上安装有一倒扣的墨杯，每次印刷前，气缸带动墨杯在钢板图形区域往复运动，以便墨杯中的油墨浸入蚀刻的凹槽中钢板凹槽完成注墨后，特制的硅胶胶头移动到图形区上方，在气缸的带动下下压，将凹槽中的墨取走，钢板缩回到设备中，胶头下压，将取得的油墨印刷到承印物表面，完成一次印刷过程这样的过程有时需要重复多次才可以达到所需的颜色或厚度要求移印工艺可以在多种凹凸形状的表面上印刷，可印刷的面积大小和产品凹凸的尺寸以及曲率直接相关，通常胶头可以印的角度在120度以内，大于这个角度时，印刷图形变形明显，图形边缘糊掉据公开资料显示，有厂商已经成功应用特殊胶头，实现移印半个球面的工艺当前工业界移印应用非常广泛，主要产品为商标和一些文字信息，究其原因还是出于成本考虑 无水胶印是一种间接印刷技术，属于柔版印刷技术 此种方法通过设计专用的印刷机构，实现在桶形和截锥形产品表面的印刷印刷机构如图三中所示，圆柱表面随印桶旋转，实现将印桶上的图形转印的圆桶表面。

这种印刷方式可以实现专色和多色叠印工艺，印刷效率高，而且容易实现自动化控制，应用广泛以上提及的常见三种印刷技術均需要预先制作相应的印版，才能实现图形转换的目的在直接印刷技术中，还有一种是数字喷墨技术，数字喷墨技术也需要制版，只不过是数字版，在制版的灵活性和便利性方面具有绝对的优势，数字喷墨印刷在近些年的印刷市场上逐渐展露锋芒，特别是近些年的光固化喷墨打印，在很多领域得到应用当前市场上数字喷墨印刷主要针对平面产品印刷和薄膜印刷对于规则曲面产品，如规则圆柱体，截锥体等，数字印刷也有一些应用数字喷墨更适合个性化的表现随着喷墨技术的发展，喷印效果已经可以媲美胶印产品了，但印刷效率低还是其硬伤间接印刷技术是将图文信息先印到中间媒介上，然后由媒介再将油墨转移到承印物上，代表的技术有IMF/IML， 水披覆，热转印，TOM等间接转印技术在曲面形状产品上应用也十分广泛这里因篇幅关系，就不做赘述了综合以上，规则几何形状产品，即3D曲面可展开成2D几何图形产品的印刷工艺，目前已经有相对成熟的技术可以实现工业化生产而对于非规则，即曲面不可展开的几何形状产品而言，尚没有一种印刷技术或印刷技术组合可以完美实现在其表面上的印刷。

笔者认为，未来在规则曲面组合和非规则几何体产品上的印刷技术要依托数字喷墨技术的发展会有比较大的机会实现，特别是异形喷头和喷头控制技术是未来数字喷墨技术发展的一个方向另外一个低成本的非规则曲面印刷技术有可能会在印章技术基础上发展出来特别是光敏印章技术的发展将印章技术应用推到了一个新的阶段，笔者亦看好光敏印章技术的发展参考文献：[1]陈蕴智 主编.印刷材料学.中国轻工业出版社.2011[2]唐正宁 李飞 安君 编著. 特种印刷技术. 印刷工业出版社. 2011[3]姚海根 孔玲君 徐东 姜中敏 编著. 喷墨印刷. 印刷工业出版社. 2011[4]陈虹 编著.现代印刷机械原理与设计.中国轻工业出版社.2007[5]丘星星 王秀君 编著. 印刷工艺实用教程.清华大学出版社. 2010 商情2017年4期商情的其它文章大学生校园贷存在的问题及对策巧设情境 促进参与制约我国绿色物流发展的因素及其策略分析高职院校学生思想特点与思想教育初探“慕课”不宜在全日制高校教学中广泛推广浅谈中国石油新时期思想建设与队伍建设 -全文完-。