PRINT 4.0, 인쇄 분야의 인더스트리 4.0

디지털 인쇄 프로세스는 인더스트리 4.0을 위해 태어난 듯 하다. 뮌헨에서 열린 Inprint 박람회에서 디지털 인쇄 프로세스로 할 수 있는 모든 것이 소개되었다.

슈테파네 이타세(Stéphane Itasse)

전통이 있는 인쇄기 제조사들도 오래 전부터 디지털 인쇄분야에 뛰어 들었다. Heidelberger Druckmaschinen AG는 자동차 분야를 위한 시스템을 새로 선보였다. 이 시스템은 디지털 방식으로 구현되는 디자인으로 개별화된 제품을 제공한다. 스마트 공정을 예로 들어 Heidelberger는 개별 디자인을 간단하고 빠르게 구현할 수 있는 방법을 Inprint 박람회에서 라이브로 시연하였다. 그 기능적 범위에는 개별적으로 장식된 속도계 테두리 장식과 토출구 노즐에서 경금속 림에 이른다. 시연에는 4D 프린팅 시스템 Heidelberg Omnifire 250을 사용하였다. „산업 공정에 통합하기 위해 4D 세그먼트로 디지털 인쇄가 발전함으로써 새로운 성장 시장이 열렸습니다. 당사는 개별적인 맞춤 시장을 형성하기 위한 역량과 기술을 이미 보유하고 있으며, 각 분야의 고객들이 디지털 비즈니스 모델을 구축할 수 있도록 지원하고 있습니다.“(Dr. 울리히 헤어만, Heidelberg 이사, 최고 디지털 책임자)

인더스트리 4.0 작용 방식: 고객이 태블릿에서 개별적으로 자신의 제품을 디자인하고, 디지털 지원을 통해 저렴한 가격으로 제작할 수 있다.

디지털 인쇄는 햅틱 효과도 만들 수 있다

디지털 인쇄 기술은 4D 프로세스로 그 한계를 넓혀, 컬러링 외에 햅틱 효과를 추가되었다. 4D 인쇄 절차는 연속적으로 디지털화되었다. 컨피규레이터 앱에서 토출구 노즐, 계기판 커버, 멀티미디어 인터페이스 패널과 같은 자동차 내부 장식용 부품을 선택한 후 자신의 모티브로 디자인할 수 있고, 전체 디자인을 태블릿과 VR(가상현실)을 통해 바로 확인할 수 있다. 이어서 인쇄를 위해 디자인을 최적화하고, 컬러와 햅틱 효과를 넣어 구성품에 인쇄를 진행한다. Heidelberg Omnifire 인쇄 시스템으로 축구공, 콜라병, 하키 스틱, 자동차 부품, 비행기 부품 및 비행기 전체의 거의 모든 형태의 일상적인 물체와 다양한 재료에 인쇄가 가능하다.

디지털 인쇄로 금속 또는 플라스틱 재질 포장재 코팅

중소기업인 Hinterkopf GmbH는 포장에 특화된 업체이다. „금속과 플라스틱 포장재 디지털 인쇄는 지난 2016년에서 2017년으로 해가 바뀌면서 그 돌파구가 만들어졌습니다.“(알렉산더 힌터코프, 사장) 최근에 Hinterkopf는 이 분야에 있어서 전세계 최초로 디지털 인쇄기 D240을 출시하였다. 이 프로세스의 장점은 주문 처리 전에 연판을 작성할 필요가 없으며, 첫 포장재에서 마지막 포장재까지 동일한 품질의 인쇄 이미지가 유지되어 불량이 없다. 이러한 품질은 대량 생산에서 더욱 중요하다. Hinterkopf에 따르면 여러 디지털 인쇄기를 여러 위치에서 예비동작 없이 빠르게 서로 연결할 수 있다. 인쇄 결과도 기계 위치와 상관없이 정확하고 동일하다. „일시적으로 1백만개 이상의 제작이 필요하다고 주문하면, 일부 라인에 부담이 됩니다.“(힌터코프) 하지만 리드 타임 없이 D240 타입의 기계 10 대를 연결할 수 있으며 그 기계에서 모두 동일한 품질의 제품이 생산된다고 힌터코프는 강조한다. 대량 주문을 처리하면, 생산이 장비교체를 위한 시간손실도 없이 다른 배치의 생산으로 전환된다. 따라서 Hinterkopf는 D240에서 인더스트리 4.0의 핵심 개념인 네트워크화된 생산에 대한 기술적 해답이 있다고 보고 있다.

Inprint 박람회 방문객들이 금속 및 플라스틱 포장재 디지털 인쇄를 위한 Hinterkopf 기계에 관심을 보이고 있다.

HINTERKOPF사는 개인 맞춤 포장을 추진한다

Aroja Xorfex도 인더스트리 4.0 기반의 다른 아이디어를 추진하고 있다. 체코 기계 제조사인 Aroja Xorfex의 시스템을 이용하면 금속 효과나 3D 효과도 얻을 수 있다. 제품 포트폴리오에는 원통 몸체에 바로 인쇄하는 시스템과 최대 길이 7,500mm의 판을 인쇄하는 시스템이 있다. 이 장비들은 이미 많은 유럽 국가에서 사용하고 있다. Aroja Xorfex는 현재 캔, 컵, 플라스틱 병 또는 파이프와 같은 회전 대칭 포장재를 멈추지 않고, 접착제, 라벨 또는 필름에 대한 비용 없이 다양한 모티브로 인쇄할 수 있도록 연구하고 있다. 또한 전체 프로세스가 완전 자동으로 진행되는 것을 목표로 한다.

Hymmen은 디지털 인쇄를 이용하여 햅틱 효과를 낼 수 있다. Hymmen사가 명명한 디지털 래커 엠보싱(Digital Lacquer Embossing)은 투명한 매체가 완전히 경화되지 않는 래커 층에 인쇄할 수 있다. 이 과정은 Hymmen이 10년 전부터 제공하고 있는 Jupiter 타입의 일반적인 디지털 인쇄기에서 이루어진다. 물리적, 화학적 반응에 의해 새로운 구조물이 생기게 된다고 한다. 70 ~ 2100mm의 폭과 단 하나의 디지털 프린팅 바로 인해 이 공정은 기존 프로세스에 간단하게 통합할 수 있다. 경도, 접착성, 내스크래치, 화학적 내구성과 같은 래커의 바람직한 특성은 소량의 구조물 생성 매체로도 달성할 수 있다.

디지털 인쇄로 매우 다양한 제품을 개인의 취향대로 만들 수 있다.

Toshiba Tec는 산업 분야를 겨냥한 잉크젯 프린터 헤드 CF3을 출시하였다. 이 프린터 헤드는 싱글 패스 인쇄와 스캐너 기반 인쇄에 사용할 수 있다. 여러 위치에 사용할 수 있으며, 편평한 표면이나 굴곡이 있는 표면에도 인쇄가 가능하다. 이러한 구조로 인해 기포와 입자 침착을 방지하기 위해 모든 노즐 개구부를 통해 잉크가 지속적으로 펌핑할 수 있다. 동시에 더 크고 무거운 색상 안료, 점도가 높은 잉크도 쉽게 사용할 수 있다.  소프트웨어 공급사 Colorgate는 기계와 시스템을 보완하여 OOGM (Out of Gamut Module)을 선보였다. 이 소프트웨어는 색상 편차가 예상되는 인쇄 출력에서 비전문 작업자에게도 인쇄 주문마다 쉽게 이해할 수 있는 예측 색상을 재현한다. „인쇄 산업에서도 디지털 변혁이 본격화되었습니다. 인쇄 산업은 인더스트리 4.0을 기반으로 기계, 사람 그리고 시장을 바꾸고 있습니다. 이러한 급속한 발전에는 지능적 솔루션과 새로운 사고가 필요합니다. 이것이 바로 Print 4.0입니다.“(토마스 키르쉬너, Colorgate 설립자이자 CEO)

디지털 인쇄에서 품질 검사

OOGM은 PDF 데이터와 래스터 데이터에 사용할 수 있다. 데이터를 새로 작성해야 하는지를 결정하는 데에 도움이 된다. 툴팁은 dE값 (dE76, dE94, dE2000에서 선택 가능) 또는 출력 CMYK 값(또는 해당 컬러 모드 값)을 보여준다. Colorgate는 Rapid Spectro Cube라는 색상관리시스템을 제공한다. 이 시스템으로 산업용 디지털 프린팅 어플리케이션을 위한 초고속 컬러 측정과 ICC 프로파일링이 가능하다. 다양한 기판과 표면으로 안전하고 신속하게 측정값과 ICC 프로파일을 생성하고, 각 ICC 호환 소프트웨어로 처리할 수 있다. 최소 패치 크기는 1mm이다.