Как работает УФ-печать

Ультрафиолетовая печать - технология прямого переноса изображения, при которой специальная фотополимерная краска мгновенно отверждается под воздействием ультрафиолетового излучения. Благодаря этому картинка сразу фиксируется на поверхности, не растекается, не требует долгой сушки и может выглядеть ярко и четко на самых разных материалах - от картона и пленки до стекла, металла и дерева. В этой статье мы разберем что это за способ печати, как все происходит на практике, каким оборудованием выполняется работа, какие чернила и материалы используются, где УФ-печать применяется, а также рассмотрим ее плюсы и минусы и сравним с другими распространенными технологиями.

Что такое УФ-печать

УФ-печать - это метод прямой струйной печати, в котором жидкие фотополимерные чернила наносятся на основу микрокаплями и сразу же подвергаются воздействию ультрафиолетового света. Под действием УФ излучения в составе чернил запускается реакция полимеризации: жидкая смесь превращается в твердую, упругую пленку, прочно сцепленную с поверхностью. За счет такой мгновенной фиксации изображение не успевает растечься, границы линий остаются четкими, а цвета - насыщенными.

Согласно принятой терминологии, УФ-печать относится к цифровым технологиям: изображение формируется из файла непосредственно на поверхности, без форм, клише и предварительных тиражных подготовок. Файлы могут писаться в растровых и векторных форматах, допускать сложные градиенты и мелкие шрифты. Переход от одного макета к другому делается быстро: достаточно сменить задание на принтере, и можно работать с новой партией изделий.

За счет того, что отверждение происходит сразу в зоне печатающей каретки, технология практически не ограничена типом материала. Важно лишь, чтобы чернила смогли адекватно смочить поверхность и адгезировать, а лампы успели полимеризовать слой. Это открывает путь к прямой печати по твердому основанию и рулонным материалам и позволяет делать малые и средние тиражи с персонализацией.

Как она работает

Процесс можно описать как ряд последовательных стадий, которые происходят в доли секунды:

• Подготовка изображения. Макет переводится в печатный профиль, где прописывается, как должны выглядеть цвета на конкретном материале и каким образом делаться подложки: например, белая подложка под прозрачные или цветные основы, лакировка, выделение глянцевых зон. Параметры растискивания практически отсутствуют, так как чернила не впитываются, а сразу отверждаются;
• Нанесение капель. Печатающие головки формируют микрокапли разного объема (обычно от 3 до 14 пл), которые выстреливаются на поверхность по координатам. Печать может происходить в один или несколько проходов, с управлением плотностью точек для плавности градиентов. При необходимости в той же зоне добавляется белый слой или прозрачный лак для специальных эффектов;
• Отверждение УФ светом. Сразу за головками расположены УФ-излучатели (ртутные или светодиодные), которые запускают полимеризацию. Чернила моментально переходят в твердое состояние: закрепляются, формируя износостойкую, химически стойкую пленку. Так делаетcя мгновенная фиксация без сушки и без испарения растворителей;
• Финальная стабилизация. Зачастую достаточно одного прохода, но иногда добавляют дополнительный экспозиционный шаг, чтобы слой полностью набрал механическую прочность. Дальше изделие можно укладывать, резать, фрезеровать, сгибать, ламинировать или собирать в готовые конструкции.

С точки зрения пользователя, вся работа выглядит как обычная цифровая печать: положили заготовку или заправили рулон, нажали «Печать» и получили готовое изделие. Внутри же машины точная механика, электроника и оптика координируют сотни тысяч сопел и фотохимическую реакцию, чтобы сделать изображение максимально стабильным от экземпляра к экземпляру.

Какое используется оборудование для УФ-печати

Оборудование делится по типу подачи материала и задачам.

Планшетные (flatbed) принтеры

Это машины с неподвижным столом, на который укладывают жесткие материалы: пластик, композит, стекло, дерево, металл, пенокартон. Каретка движется над столом и пишет изображение прямо на изделии. Толщина заготовки может быть значительной - от нескольких миллиметров до десятков, а иногда и более 100 мм, поэтому печатать можно на дверцах, панелях, табличках, заготовках нестандартной формы. Такая конфигурация удобна для вывесок, интерьерной графики, POS-материалов, сувениров.

Рулонные (roll-to-roll) принтеры

Они работают с пленками, баннером, бумагой, тканями со специальным покрытием. Материал подается с рулона на рулон, а печать происходит непрерывно. Эти машины оптимальны для больших тиражей баннеров, стикеров, самоклеящихся пленок, сеток, витринных материалов.

Гибридные принтеры

Универсальные устройства, которые способны печатать как по рулонным материалам, так и по листовым и плитным основам. Часто применяются, когда нужно оперативно переключаться между задачами: сегодня - серия наклеек, завтра - партия пластиковых табличек.

Система отверждения

Ставятся ртутные лампы средней давления или LED-излучатели. Классические ртутные лампы дают широкий спектр, но нагревают поверхность и требуют времени на прогрев. LED-системы холоднее, экономичнее и долговечнее, работают точечно по спектру чернил. Выбор влияет на стоимость эксплуатации, скорость, стабильность и совместимость с материалами, которые могут бояться тепла.

Печатающие головки

Сердце принтера. От них зависит разрешение, скорость, стабильность капли и то, как будут выглядеть мелкий текст и градиенты. Современные головки поддерживают переменный объем капли, что позволяет делаться гладким переходам без полос и ступенек. Количество каналов определяет, можно ли печатать белой краской и лаком параллельно с CMYK.

Системы подготовки поверхности. Для сложных материалов применяется коронное разрядное оборудование или праймеры, улучшающие адгезию. Иногда праймер печатается из отдельного канала, иногда наносится вручную или валиком до печати - решение подбирают под конкретный материал.

Транспорт и удержание

Вакуумные столы, прижимные валы, прижимные гребенки - все это помогает стабильно удерживать основу, чтобы точки попадали на нужные координаты, а изображение не смещалось при многослойной печати (например, при последовательном нанесении белого, цвета и лака).

Материалы и чернила

Основное преимущество УФ-печати - универсальность по материалам. Она может происходить почти на всем: ПВХ, акрил, поликарбонат, оргстекло, пенокартон, алюминиевые композиты, сталь, медь с подготовкой, натуральное дерево и шпон, МДФ, камень, керамика, кожа и искусственная кожа, бумага и картон с мелованной и немелованной поверхностью, различные пленки и баннерные ткани. На прозрачных и темных материалах часто используется белая подложка: сначала печатается белый слой, затем цвет, чтобы картинка выглядела контрастно и не «проваливалась» в фон.

Чернила - фотополимерные, то есть в их составе есть олигомеры, мономеры, фотоинициаторы и пигменты. При попадании УФ-излучения фотоинициаторы запускают реакцию полимеризации, мономеры связываются в пространственную сетку и формируют твердый слой. В результате на поверхности образуется пленка, которая хорошо сопротивляется истиранию, влаге, многим химическим веществам, УФ-выцветанию. Это делает продукцию пригодной для улицы и помещений, где нужно выдерживать контакт и частую уборку.

По каналам чернила могут быть базовыми (CMYK), белыми (White) для подложки и запечатывания прозрачных основ, а также прозрачным лаком (Varnish/Clear) для выборочного блеска, текстурирования и защиты. В ряде решений добавляют светлые оттенки (Lc/Lm) для мягких градиентов на фото. Важно понимать, что для разных типов ламп (ртутные/LED) применяются разные наборы чернил, и менять их между собой нельзя: спектр отверждения должен совпадать с характеристиками излучателя.

Если поверхность плохо смачивается, применяют праймеры - специальные составы, которые повышают адгезию. Они могут наноситься в линию печати отдельной головой, валиком или распылением. Иногда материал «активируют» коронным разрядом, чтобы улучшить энергию поверхности и сделать смачивание равномерным.

Где применяется УФ-печать

Эта технология востребована в наружной рекламе, оформлении интерьеров, производстве сувениров и в промышленности. Вывески, фасадные таблички, указатели, стенды, POS-материалы, дисплеи - все это можно быстро делать с точной цветопередачей и стойкостью. В интерьерных задачах популярна печать по стеклу и зеркалам (в том числе обратная с белой запечаткой), по дереву и шпону для декоративных панелей, по плитке для авторских вставок. В упаковке и этикетке применяют запечатку пластиковых заготовок, этикеток, бирок с персонализацией. В сувенирном направлении - печать по чехлам, ежедневникам, флеш-картам, powerbank, металлическим ручкам с праймером, фоторамкам, пазлам. В промышленности - панелям приборов, табличкам шильд, панелям управления, панорамам интерфейсов. Также УФ-печать используют для создания текстур: имитация лака, браша, рельефа за счет многослойного нанесения лака или белого.

Большое преимущество в том, что заказ может происходить с минимальным тиражом и с переменными данными: каждый элемент списка серий может иметь свой штрихкод, номер, имя, и это сделается в один проход без смены форм. Там, где нужно быстро сменить макет или выпускать разные версии продукта на одной линии, УФ-печать работает особенно эффективно.

Плюсы и минусы

Чтобы объективно оценить технологию, стоит посмотреть на сильные и слабые стороны.

Плюсы:

• Мгновенное отверждение: изделие готово к дальнейшим операциям сразу после печати;
• Универсальность по материалам: печать по жестким и гибким основам, в том числе по темным и прозрачным;
• Высокая четкость: нет растекания, тонкие шрифты и детали выглядят аккуратно;
• Белые чернила и лак: можно делать подложки, запечатывать прозрачные основы, создавать глянец и текстуры;
• Стойкость: износ, влага, многие химические средства, УФ - все это переносится лучше, чем у водных и сольвентных составов.
• Цифровая гибкость: быстрый старт, персонализация, небольшие тиражи без подготовки форм.

Минусы:

• Требовательность к адгезии: часть материалов требует праймера или обработки;
• Стоимость оборудования и чернил выше, чем у традиционных водных/сольвентных решений базового уровня;
• Потенциальная хрупкость толстых слоев на изгиб при печати на очень гибких материалах без эластичных составов;
• Не все цвета и лаки одинаково совместимы с LED и ртутными лампами; нужна правильная связка «чернила-лампы»;
• Требуется контроль безопасности: защита от УФ-излучения и вентиляция при работе.

Сравнение с другими технологиями печати

Рассмотрим другие виды печати, и сравним их с УФ-печатью.

С сольвентной и экосольвентной печатью

Эти технологии широко применяются для наружной графики на пленках и баннерах, где чернила впитываются или закрепляются с испарением растворителя. Они дешевле по расходникам, но требуют времени на досушку, могут пахнуть, ограничены по печати на жестких материалах без промежуточных носителей. УФ-печать выигрывает скоростью готовности изделия, четкостью на непористых поверхностях, возможностью печатать на твердых основах напрямую и наносить белый/лак. При больших однотипных рулонных тиражах сольвент может быть экономичнее, но при задачах «сейчас и на любом материале» УФ выглядит практичнее.

С латексной печатью

Латекс - это водные чернила с полимерной дисперсией и термофиксацией. Печать экологична по эмиссиям, подходит для интерьеров, дает хорошую эластичность на гибких материалах. Но печатать на стекле, металле или дереве прямо - сложно: обычно требуется промежуточный носитель или специальная обработка. УФ-печать проще адаптировать под твердые поверхности и прозрачные основы, сразу делает белую подложку и лак. Латекс удобен там, где много рулонных материалов и нужны мягкие полотна без потенциальной хрупкости слоя при сильном изгибе.

С шелкографией

Шелкография славится плотными, непрозрачными слоями, специальными эффектами, высокой стойкостью при больших тиражах. Но подготовка форм и долгий прилад делают ее менее гибкой для малых партий и переменных данных. УФ-печать позволяет быстро запускать небольшие серии, печатать сложные градиенты, фотографии и мелкие шрифты без потерь времени на формы. При очень больших однотипных тиражах шелкография может быть выгоднее по себестоимости, но цифровая гибкость УФ-печати делает ее инструментом «здесь и сейчас».

С офсетом

Офсет идеален для крупных бумажных тиражей: книги, журналы, листовки. Его сила - скорость и цена на больших объемах, но он привязан к бумаге и требует длительной подготовки. УФ-печать выигрывает в вариативности материалов и персонализации: можно сделать короткую серию табличек на пластике, стекле или металле, где офсет просто не работает. По качеству фотографий и текстов обе технологии могут показывать высокие результаты, однако УФ удобнее там, где поверхность непористая и нужна мгновенная готовность к постобработке.

Сублимация и термотрансфер

Эти методы используют перенос изображения через промежуточный носитель или специальное покрытие, часто применяются для текстиля и сувенирной продукции. Они дают отличную эластичность и стойкость на тканях, но требуют полиэфирных основ или белых заготовок с полимерным слоем. УФ-печать позволяет писать сразу на широком спектре заготовок, включая темные и прозрачные, плюс добавлять белый и лак. Если же задача - именно ткань, сложные изгибы и носибельность, сублимация может выглядеть предпочтительнее.

Итоговое сравнение можно суммировать во втором и последнем списке:

• Нужна прямая печать по жестким основам: стекло, металл, пластик, дерево.
• Нужны белый слой, выборочный лак, текстуры, работа по прозрачным и темным материалам.
• Требуется быстрый запуск, готовность «с листа», персонализация, небольшие и средние тиражи на разных носителях.
• Важно, чтобы изделие могло выдерживать уличные условия и частый контакт.

В практическом применении УФ-печать показала, что способна работать как универсальный инструмент для рекламы, декора и промышленной маркировки. Процесс происходит быстро, результат может выглядеть безупречно, а возможности по материалам и спецэффектам позволяют сделать продукцию выразительной и долговечной. Для грамотного внедрения достаточно подобрать правильное сочетание оборудования, чернил и подготовки поверхности, соблюсти совместимость ламп и составов и уделить внимание профилированию под каждый материал. Тогда технология отработает стабильно - от единичных образцов до серийного выпуска. Компания «Фабрика рекламы» поможет выбрать оптимальные решения, настроить процессы и выполнить УФ-печать в Сочи под ваши задачи: быстро, аккуратно и предсказуемо по качеству.