Come ogni tecnologia la stampa UV ha i suoi vantaggi e limiti che bisogna conoscere.
La tecnologia di stampa UV LED è stata le più richieste dalle serigrafie digitali nel corso del 2020 e lo sarà anche nel corso del 2021.
Le stampanti UV LED digitali sono indispensabili per poter personalizzare piccoli lotti o grandi quantità di pezzi, pannelli, materiali e semilavorati industriali.
Semilavorati industriali e supporti di stampa che possono essere decorati in digitale esattamente come in serigrafia tradizionale, ma con numerosi vantaggi: operativi, economici, applicativi, e non solo.
Ma è anche dall’unione delle possibilità produttive della stampante UV LED con la serigrafia tradizionale che possono nascere grandi opportunità per la tua azienda.
Infatti le tecnologie digitali flatbed UV hanno pregi e limiti che bisogna conoscere sia che si tratti di stampanti UV LED grande formato sia di stampa UV LED di piccolo formato.
Ecco perché ti parlerò di 4 aspetti fondamentali che dovresti considerare per comprendere come funziona la stampante UV LED e come si può adattare in modo ottimale all’interno della tua serigrafia.
Stampa UV LED: quando è nata?
Le stampanti UV hanno fatto la loro comparsa sul mercato più di vent’anni fa ed i primi prototipi semi-funzionanti UV LED si videro effettivamente funzionare in fiera a drupa nel 2004.
Le prime tecnologie impiegavano lampade UV mercury tradizionali le cui limitazioni erano principalmente tre: la loro durata, l’elevato consumo energetico ed il grande calore necessario alla polimerizzazione dell’inchiostro.
La durata temporale delle lampade UV, più breve rispetto alle UV LED era dovuta all’eccessivo consumo determinato dalle accensioni e spegnimenti quotidiani e dai lunghi tempi di riscaldamento iniziali o ad ogni fermo stampa.
Problema risolto completamente dalle lampade UV LED, le quali possono essere accese e spente senza alcun ritardo o tempo di riscaldamento.
Come si produce in stampa UV LED?
Per poter permettere la decorazione del materiale, pannello o semilavorato, questo deve essere correttamente alloggiato e posizionato sopra il piano della stampante .
In questo articolo farò riferimento alle tecnologie di stampa UV LED a piano fisso.
Le tecnologie di stampa UV LED sono le uniche che per modalità operativa possono essere considerate alternative, o adatte ad affiancare la serigrafia industriale.
Una volta posizionato il materiale sul piano è necessario che l’operatore imposti correttamente il file di stampa dal RIP software e lo invii al sistema operativo della stampante.
Dal sistema operativo della stampante (meglio se presente) è possibile definire nel dettaglio alcuni parametri di stampa specifici di ogni modello ove presenti.
Una volta terminato il setup delle impostazioni è davvero possibile avviare la produzione.
Come si fa a stampare UV LED un supporto?
Per effettuare la produzione sono utilizzati degli speciali inchiostri sensibili alla luce UltraVioletta che grazie all’energia emanata dalle lampade UV LED si “asciugano” sul supporto.
L’inchiostro per la stampa UV LED è contenuto in specifici serbatoi, taniche o cartucce (dipende da quale fascia di prodotto state considerando).
Mentre il materiale rimane fermo immobile sul piano, trattenuto da un sistema di tipo vacuum (cioè aspirato) il carrello di stampa scorre da destra a sinistra sulla traversa che avanza, dal fronte, fino a fondo macchina.
Per approfondire la modalità in cui il supporto viene trattenuto sul tavolo la più recente innovazione è il piano di stampa UV LED swissqprint con tip switch vacuum.
Il procedimento di stampa prevede che le teste (print head) a getto d’inchiostro (inkjet) depositino sulla superficie del materiale una quantità minima d’inchiostro.
L’inchiostro sarà immediatamente “essiccato” cioè polimerizzato sulla superficie del supporto di stampa stesso grazie all’irraggiamento UV LED.
La stampa UV resiste al graffio?
Le stampe prodotte saranno estremamente resistenti al graffio, allo sfregamento o agli agenti chimici, in base alla qualità della loro formulazione.
Resistenza che può essere ulteriormente migliorata con l’eventuale utilizzo di primer o protettivi, ove necessario.
L’obiettivo è come in serigrafia anche per il digitale: rendere la stampa permanente e pressoché indelebile sul materiale.
Gli inchiostri UV come funzionano?
Premettendo che non sono uno scienziato chimico cercherò di offrirti una descrizione semplice e comprensibile di come funzionano gli inchiostri UV LED per la stampa su supporti rigidi e flessibili.
Prima di tutto gli inchiostri UV LED non hanno nulla a che fare con gli inchiostri ad eco-solvente, latex o base acqua.
Mentre in passato la maggior parte degli inchiostri UV conteneva una elevata quantità di solvente al proprio interno oggi esistono varianti più sostenibili.
Alla base della formulazione chimica dell’inchiostro UV (e quindi anche UV LED) vi sono quattro ingredienti principali: colorante (cioè il pigmento), veicolo di trasporto, fotoiniziatori ed altri additivi.
L’inchiostro una volta depositato sul supporto vi rimane nella sua totalità: viene polimerizzato dalle lampade formando un “film” di inchiostro sulla superficie.
Questo ti permette fin d’ora di comprendere che l’inchiostro UV non evapora come il base acqua, il solvente o eco-solvente, o l’inchiostro latex.
Come fa ad “asciugare” la stampa con inchiostro UV?
In sostanza, l’irraggiamento ultravioletto scatena i fotoiniziatori contenuti nelle gocce d’inchiostro che iniziano la fase di polimerizzazione.
Da uno stato viscoso, liquido, l’inchiostro si solidifica quasi istantaneamente sul materiale rigido o flessibile.
In realtà affinché il processo di polimerizzazione dell’inchiostro si completi, saranno necessarie circa 48 ore.
Questo non significa che il supporto appena stampato non possa essere già utilizzato.
Qual è il vantaggio dell’inchiostro di una stampante UV LED?
Il vantaggio principale di questi inchiostri può essere facilmente intuito: può essere utilizzato su tutte le superfici non assorbenti.
A differenza degli inchiostri base acqua o solvente, l’inchiostro UV per plotter UV LED può essere utilizzato su: plastica, metallo, legno, vetro, ceramica, compositi e affini…
Ovviamente è possibile utilizzare la stampa UV digitale anche su carta, cartone e supporti laminati o trattati superficialmente.
Il costo dell’inchiostro UV non può essere paragonato a quello delle stampanti a solventi, base acqua o latex, sia per ordine di consumo sia per ordine di applicazione.
Come si differenziano gli inchiostri?
Gli inchiostri per stampante UV LED si differenziano in funzione della loro rigidità o flessibilità.
Sebbene per centimetro o pollice quadrato lo strato d’inchiostro depositato sulla superficie del supporto sia calcolabile nell’ordine dei millilitri, una volta essiccato vi permane.
Permanenza che può essere compromessa in caso di eccessiva rigidità dell’inchiostro, qualora sia necessario effettuare pieghe, imbutiture, o altre finiture al supporto stampato.
Ecco perché oggi quasi tutti i produttori di stampanti o fornitori di inchiostri UV LED offrono due o più varianti per adattarsi alle specificità applicative.
Specificità applicative che in base al materiale stampato possono prevedere: massima rigidità, ridotta flessibilità o flessibilità elevata. Un caso a parte riguarda gli inchiostri per la stampa UV di tipo termoformabile. Di cui non tratterò.
È importante sapere invece che gli inchiostri swissQprint ti permettono di ottenere un livello di adesione al supporto eccellente, e flessibilità ben superiore alla media di mercato.
Gli inchiostri UV LED hanno una scadenza?
Come tutti gli inchiostri per il mondo inkjet anche quelli per stampa UV digitale hanno una scadenza.
Scadenza che viene esplicitata di fabbrica dal produttore e indicata sull’etichetta: ricordati di cambiarli prima del termine indicato dal produttore.
La durata dell’inchiostro varia in funzione del produttore e del lotto. Se hai una cartuccia o una tanica d’inchiostro nuova ma in scadenza… Non usarla.
Non utilizzare l’inchiostro UV scaduto perché non solidifica in fase di stampa e inoltre andresti incontro a problemi all’idraulica e alle teste inkjet.
Inchiostro bianco per stampa UV LED come funziona?
Alla pari della serigrafia, anche la stampante digitale UV a piano fisso si è evoluta per offrire la stampa con inchiostro bianco.
L’evoluzione dell’inchiostro bianco digitale, al fine di portarlo ai livelli di coprenza e brillantezza di quello serigrafico è stata lunga e molto lenta.
Oggi l’inchiostro bianco UV LED offre un livello di coprenza, flessibilità e resistenza, oltre che di brillantezza del tutto paragonabile a quello serigrafico.
Tuttavia, ancora oggi, ove necessario e nelle situazioni più complesse, la base bianca serigrafica si rivela risolutiva.
Il bianco digitale è perfetto per poter offrire elevata coprenza durante la stampa di supporti trasparenti: dal Plexiglas al vetro fino ai film plastici.
L’inchiostro bianco è anche indispensabile per la stampa di supporti scuri, metallizzati o colorati, e può essere utilizzato da solo o come fondo per il colore.
L’inchiostro bianco ben si presta anche come elemento di stratificazione intermedio tra più livelli di colore per ottenere un livello di opacità superiore.
Come funziona la vernice trasparente per stampa UV?
La vernice trasparente per stampanti UV digitali può essere considerata fondamentale come in serigrafia per nobilitare e proteggere il prodotto.
Nobilitare perché la vernice digitale offre la possibilità di impreziosire dettagli o crearne di nuovi sulla stampa a colori.
Oppure è possibile utilizzare la vernice trasparente anche da sola per variare il livello di lucentezza della superficie stessa del supporto.
Come decorare pannelli e prodotti con vernice UV digitale
Normalmente esistono due o tre modalità differenti di gestione della vernice: lucida o opaca.
Nel caso della vernice digitale per stampanti inkjet è possibile gestire in almeno 9 modalità differenti l’utilizzo della vernice per ottenere effetti estetici irraggiungibili per qualsiasi altra tecnologia concorrente oggi sul mercato.
La vernice UV può essere applicata alla stampa anche stratificandola, al fine di ottenere un effetto rilievografico.
L’effetto di verniciatura o riserva digitale può essere dato praticamente su qualsiasi tipo di sopporto, inclusi quelli flessibili o larghi fino a 3,2m.
La vernice può fungere anche da protettivo per ogni tipo di applicazione dove è possibile applicarla e avendo studiato nel dettaglio come applicarla.
Come specificato in precedenza, inoltre, non tutti i tipi di superficie sono adatti alla ricezione dell’inchiostro UV e quindi ti potrebbe occorre il primer.
Come funziona e cos è il primer per serigrafia digitale UV LED?
Il primer per la stampa UV LED è un tipo di “promotore di adesione” o più comunemente detto aggrappante che prepara (altera) la superficie del materiale su cui intendi stampare affinché l’inchiostro vi aderisca.
Esistono diversi produttori di promotori di adesione o primer sul mercato ed è bene sin d’ora distinguere tra: primer che non possono essere applicati dalla stampante e primer stampabili.
Il primer è un prodotto chimico che aggredisce la superficie su cui viene posto ed è studiato tipicamente per metallo, plastica, vetro e altri supporti difficilmente stampabili.
Essendo chimica di tipo aggressivo, la sua installazione a bordo macchina deve prevedere il suo utilizzo quotidiano e una costante manutenzione dell’idraulica oltre che di una o più teste di stampa dedicate.
Qualora non ti trovassi nelle condizioni di poter stampare quotidianamente con il primer, considera una tecnologia che ti permetta di installarlo come upgrade.
I primer adatti all’impiego sulla stampante sono di tipo generico: cioè adatti alla maggior parte delle superfici ma con severe limitazioni.
Limitazioni che possono essere superate da primer specifici in base al supporto da trattare.
Qual è il vantaggio di un primer dato direttamente dalla stampante?
Che viene dato solo dove occorre sulla superficie e non su tutta l’area del materiale. Non dovendo coprire tutta l’area del materiale ma solo dove è necessaria la stampa, si risparmia sul prodotto.
Quale tipologie di materiali è possibile decorare con stampanti UV?
La tecnologia di stampa inkjet UV ha reso possibile la stampa sulla maggior parte delle superfici, tranne che materiali sensibili al calore.
Dico sulla maggior parte delle superfici perché oggi con l’UV LED è invece possibile stampare anche su supporti termosensibili o delicati e film plastici molto sottili che con lampade UV non era possibile decorare a causa dell’elevatissima temperatura generata.
Ecco una serie di materiali su cui è possibile stampare con plotter UV LED:
• Metalli di tutti i generi: alluminio naturale, anodizzato, spazzolato, preverniciato e similare
• Metacrilato o PMMA, Plexy, Plexiglass (Plexiglas)
• Dbond e lastre in alluminio composito
• Polipropilene in fogli o lastre, anche cannetto o microcannettato (dette anche “Polionda”)
• Carta, catone, cartoncino, cartone ondulato, onda singola, doppia, tripla e varianti
• ReBoard e altri pannelli in cartone alveolare
• Pannelli sandwich in schiuma di polietilene e rivestiti con fogli in PVC, Polipropilene o fibra di cellulosa
• PET (Polietilene Tereftaato)
• Polipropilene (PP)
• Policarbonato
• PVC espanso (es: il Forex)
• Legno e affiniVetro
• Specchio e superfici lucidate a specchioCeramica e laterizi inclusa la pietra e il marmo
• Pelle ed ecopelle
• Sughero
E altri semilavorati…
Esiste uno spessore massimo per stampare UV LED?
Al proposito dello spessore massimo del supporto è necessario fare alcune premesse.
Le stampanti UV LED nascono per sostituire o affiancare la serigrafia tradizionale e in alcuni casi, la tampografia.
Tuttavia il 99% delle applicazioni stampate in serigrafia e tampografia non superano l’ordine dei 5cm di altezza.
L’altezza di 5cm che è considerata da sempre uno standard de facto del mercato.
Negli anni alcuni trasformatori di stampanti o produttori asiatici hanno proposto sul mercato sistemi in grado di permettere la stampa di supporti fino a 25cm ma non hanno poi raggiunto le produttività necessarie all’industria ove tali prodotti alti più di 5cm potevano richiedere la stampa digitale.
Per tanto un conto è cercare di stampare gadget o personalizzare prodotti finiti per il settore degli accessori, tutt’altro paio di maniche è la produzione industriale di pezzi, pannelli o semilavorati destinati ad applicazioni ben più complesse.
Esistono poi delle limitazioni specifiche della stampa a getto d’inchiostro UV che riguardano in modo particolare gli oggetti con superficie non planare.
Le superfici irregolari, specie se con cavità, dislivelli e, in generale, non planari, possono risultare molto complesse o impossibili da decorare.
Questa limitazione della stampa UV deriva dall’impossibilità di far arrivare sulle lunghe distanze la goccia d’inchiostro esattamente dove ci si aspetterebbe e questa si depositasse.
Significa che, prendendo l’esempio di una tavola di legno con basso rilievo di 4-5mm dall’esterno, il punto più in profondità potrebbe risultare stampato sfocato.
Stampante UV LED: in quali mercati utilizzarla?
Il plotter inkjet UV LED a piano fisso possono essere utilizzati in quasi tutti i mercati industriali.
Di fatto le opportunità di stampa sono correlate alla superficie che si intende decorare e all’applicazione e aspetto finale desiderato.
Tra i mercati generali che è puoi raggiungere con la stampa UV LED, trovi:
• comunicazione visiva
• arredamento
• horeca
• vetro
• metallurgico
• della plastica e dei derivati
• tessile tecnico
• pelletteria e affini
• packaging
e molti altri ancora…
Qual è la produttività massima di una stampante UV LED?
Ogni produttore di stampanti UV LED sfida ogni giorno i limiti di produttività sin d’ora raggiunti dalla propria tecnologia.
Una sfida ed evoluzione tecnologica necessaria per assecondare le richieste di mercato.
Oggi la tecnologia inkjet UV LED è stata applicata con successo sia ai plotter tradizionali sia ai sistemi di tipo single pass.
Ovviamente mentre il plotter si accomoda maggiormente alle esigenze di PMI e grandi industrie, le tecnologie single pass sono unicamente destinate all’industria.
Nel caso dei plotter a piano fisso abbiamo la possibilità senza automazione di carico e scarico di raggiungere velocità di stampa prossime ai 400mq/ora senza perdita di qualità.
Nel caso dei sistemi completamente automatizzati la produttività può anche raddoppiare.
Quando invece parliamo di tecnologie single pass, l’ordine di misura cambia da metri quadrati all’ora a metri lineari al minuto.
La differenza sostanziale è che mentre un plotter può essere destinato alla maggior parte dei materiali da stampa, la tecnologia single pass no. La tecnologia single pass proprio per garantire massima produttività costante, entra in un flusso di lavoro dove il prodotto da stampare è sempre lo stesso o con piccole variazioni possibili.