印刷设备的国内外研究现状与发展趋势

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印刷设备的国内外研究现状与发展趋势

【摘 要】在过去十年中，数字印刷取得了长足的发展，并从传统的单张纸印刷手中赢得了相当大的市场份额。即便爆发了经济危机，数字印刷的增长趋势也依然非常明显。此外，印刷业的合并之风也将越演愈烈，这主要是受企业成本上涨、利润缩水和价格压力过大的影响。现代印刷设备已远不再是简单的“印刷”，伴随着工业科技革命的每一个进步，现代印刷技术反映在印刷设备的每一次技术革新上，而印刷技术的每一次革新都必然深刻影响着人类文明的进步。

欧洲仍然是印刷设备器材最大的市场，美国和亚太紧随其后。在未来5年中，亚太地区的年均复合增长率将位居世界第一，这主要得益于澳大利亚、中国、印度、新加坡和泰国等国家印刷业的高速发展。功能丰富的印刷机是印刷设备器材行业最主要的一种产品。其中，胶印和柔印机的市场需求最大，单张纸印刷机在2007～2015年之间的年均复合增长率更是位居各类印刷设备器材之首。

　　据了解，印刷设备器材市场上的主要供应商有：爱克发、博斯特、都福、马肯依玛士、高斯国际、GraphicsMicrosystems、海德堡、惠普、I l l i n o i s T o o l W o r ks、高宝、曼罗兰、MediaandPrecision技术公司、马天尼、利优比和施乐等。

　　印刷机械行业的特点会随着市场因素、竞争程度和客户的多样性而有所变化。不同印刷机械领域的增长和盈利潜力也有所不同，在过去几年中，数字计算机直接制版（C T P）技术的使用已经完全超过了传统模拟技术。而现在，有越来越多的中小型印刷厂开始使用数字印前工作流程，市场对印刷品需求的增加和印刷企业产能利用率的提高将促使人们加大对印刷媒体行业的投资。

【关键词】印刷设备，研究现状，发展趋势，胶印，凹印，丝网印刷，数字印刷

1、印刷设备的国内研究现状

目前，我国包装印刷业的发展势头强劲，主要表现在瓦楞纸包装产品向大型家用电器、拼装家具、机电产品、水果蔬菜、鲜活海鲜、禽肉制品等包装产品扩张，不仅在数量上不断增长，而且由单色黑白印刷向彩色印刷发展。近年来，单层瓦楞纸正向多层瓦楞纸过渡，新型蜂窝纸包装的推出更提高了瓦楞纸的强度，从而进一步扩大了应用市场。多层复合纸和卡纸包装材料的用途更加广泛，已经应用于机电产品、家用电器、食品药品、服装鞋帽、日用商品、烟酒的内外包装。另一种广泛应用的塑料薄膜包装材料也主要用于食品、药品、生活用品的软包装方面。目前，这些包装产品已经深入到我们生活和生产中的每一个角落。同时，生产这些包装产品的包装机械设备制造厂也同步快速发展。

1.1瓦楞纸印刷设备

瓦楞纸印刷设备主要以瓦楞纸印刷开槽机为代表，生产企业主要包括陕西北人印刷机械有限公司、上海电气集团印刷包装机械有限公司纸箱分公司、咸阳和丰印刷包装机械有限公司、湖北京山轻工机械有限责任公司等30多家企业。瓦楞纸印刷开槽机的印刷宽度从1600mm至3150mm、印刷厚度从2mm至11mm、印刷速度从180张/分钟至190张/分钟。在一次印刷过程中可以完成1至4色印刷、压痕、开槽、打扣手、打气孔、切角、分切等工序。瓦楞纸印后设备主要包括平压平模切机、模切压痕机、圆压圆模切机、圆压平模切机、分隔机、切纸机、横切机、复合机、自动包装机、喷字机、自动折叠粘盒机等。

目前，瓦楞纸印刷开槽机已经广泛采用水性油墨、感光树脂版、双面胶上版等先进技术和环保印刷器材。原来的单色印刷方式已向多色印刷转移；原来的瓦楞纸板直接印刷已向胶印复合印刷、直接水性印刷和采用凹印、柔印后的预印刷方向发展，使传统单调的包装印刷向着五颜六色的高档印刷品发展。

1.2凹版印刷设备

由于我国包装印刷业的迅猛发展,增加了对凹印机的需求，除国营、合资企业外，不少民营、个体企业也加入了凹印机的生产行列，其中凹印机制造企业有：陕西北人印刷机器有限责任公司、温州神力集团、瑞安跃华印刷机械厂、汕头汕樟轻工机械厂、湖北京山轻工机械有限责任公司、顺德德堡印刷机械有限公司、无锡北人协民印刷机械厂等40多家企业。与凹印机配套的全自动分切机、中封、三边封制袋机、封口机、塑包机等生产企业也迅速发展。

为了进行实地印刷和专色印刷，尤其是各种烟酒外包装印刷需求量的增加，近年来单张纸凹印机供不应求，取得快速发展。据对北京亨利、上海紫明、上海海润、上海印包第三机械分公司和纸箱分公司、北京印联恒通等几家企业的统计，单张纸凹印机的规格有720、800、820、900、920、940、1020、1040 等，凹印机的色组有单色、双色和四色，品种规格相当齐全，是发展的一大亮点。

1.3胶印印刷设备

速度精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善胶印机动态、静态特性等有效措施，速度、精度和效率已大大提高。

近年来单张纸多色印刷机开始应用以下新技术：一是输纸机脱离主机传动链，用单独的伺服电机传动跟踪主机， 数字控制技术完全可以做到与主机同步，省掉了制造过程到用户机械联机的调试；二是印刷滚筒应用独立驱动技术，节约了大量的齿轮和传动轴，实现单机组装配和多色机同时装版，减少了辅助操作时间和制造成本，以保证传递纸的准确性；三是输纸台取消左右纸张定位部件-两个侧规矩通过安装在输纸台两侧的光电感应装置对纸张位罝进行监测并将信息反馈到中央控制器再传送给递纸滚筒控制牙排的伺服电机完成牙排位置的侧向定位。操作人员不需做任何侧规调节， 可有效减少的调机准备时间： 四是实现水墨控制与主机运动分开水墨平衡和水墨量可以单独调整：五是设置自动纸张预置实现纸张厚度和纸张幅面的自动预先调整利用CIP3/CIP4文件格式标准使印刷机的调整信息与制版信息共享。利用格式标准实现向印后设备的传递， 实现整个印刷过程的信息传递过程的自动化

減少印刷过程的辅助操作时间提高胶印机自动化水平是用户的普遍要求，当前已经采用的新技术有以下几种： 自动换版、自动清洗、自动调版、自动套准、自动供墨、纸张预置、润滑油自动降温、自动定点、润滑系统、出墨辑自动降温、CPU墨色遥控等。由于胶印机设备质量和自动化水平的差异，以及大型印刷设备国产化仍存在较大困难，造成胶印机进口持续在高位运行。

图1：920mm单张纸多色胶印机

1.4丝印印刷设备

尽管中国的丝网印刷发展很快, 但仍处在普及为主的阶段。因此, 网印设备也不是速度愈快、精度愈高就越好。目前, 对网印设备的需求有可能向两极化发展。激烈的市场竞争促使已发展壮大的厂家购买高速、高精度设备和使用高质量的材料; 而新增加的数以万计的乡镇小型网印企业和家庭网印专业户仍将对手工设备感兴趣, 今后五年, 外型美观、结构合理、质量可靠、耐用的手动小型网印设备仍有很大市场。

当前, 在图文设计、刻膜等方面都有了电子新技术的应用, 在底片制作方面, 桌面排版将逐步代替照相制版和电子分色制版。由于数字化技术的影响, 丝网印刷材料、设备和工艺的发展将会日新月异, 更新换代的速度比人们预料的要快得多。

图2：数字成像技术给网印业带来巨大冲击

目前国外已有了由微机控制的大型六色联动丝网印刷机。通过研究国内外丝网印刷技术的发展过程和现状, 可以得出这样的结论: 随着电子计算机和微机技术的普及和发展, 现代化的丝网印刷设备、技术和制版工艺将发挥巨大的优势, 并将不断地有所创新, 最后逐步取代落后的丝网印刷设备、技术和制版工艺。在今后几年乃至更长一段时间内, 由于数字化成像技术迅速地向网印工业渗透，对从事网银材料与设备生产的厂家、丝网印刷厂和网印技术研究人员都具有积极广泛的促进作用。

图3：丝网印刷的光盘磁盘

1.5数码印刷设备

数码印刷不断成熟, 将部分替代传统印刷技术, 成为平、凸、凹、网印后的又一常规印刷技术, 并逐渐渗透到各印刷领域。数码印刷由于其“一张起印, 张张不同”的特点, 在按需印刷、可变数据印刷领域应用较多, 至于设备归属, 数码印刷设备多见于快印店和对可变数据印刷需求较多的票据、直邮等印刷企业。

据统计，软包装、折叠纸盒、包装商标和纸袋这4 种类型的产品已经占到包装市场的80%。相关统计也表明. 目前，大多数包装印刷品是由柔版印刷设备印制的。所以,建议那些准备进入数字印刷领域的商业印刷商，在前期投入时可以购买柔版印刷机,这在时间和金钱上均具有实际意义，毕竟对于包装印刷而言柔版印刷是首要的选择。或者，可以购买数字印刷设备,与之配套的流程软件除了可以适用于包装印刷还可用于商业印刷。这样一来相当于减少了企业在扩充职能部门时所需要的第一笔投资。

数字印刷设备之所以受到包装界的青睐，最重要的因素就在于它能对传统的商业印刷带来冲击。数字印刷能够实现快速周转、小批量印刷。还可以实现个性化印刷。一份关于数字印刷和包装印刷的研究报告指出折叠纸箱、商标和软包这三大包装品市场将借助数字印刷获得最大的收益。

印刷工业尤其是包装业的快速发展为系统供应商和印刷厂家带来了极好的发展机遇. 事实是最好的证据。一部分企业已经利用数字印刷技术在短短的几年里赚取了高额的利润。在市场对产品质量要求不断提升的同时系统供应商也在积极主动地进行技术创新以迎合市场需求的变化。相信.这一切努力的结果将使数字印刷在包装领域发挥出更大的能量。

图4：数字印刷设备地区分布

图5：全球胶印与数字印刷机装机量

图6：激光型数字印刷设备装机量平稳增长

2、印刷设备的国外研究现状

2.1德国印刷设备研究现状

德国是世界四大印刷中心之一，是欧洲最大的印刷市场。德国印刷设备工业一直处于国际领先地位，拥有印刷设备制造领域的三大巨头：海德堡、曼罗兰和高宝。

德国印刷和造纸设备制造商协会有122个会员，占到了德国印刷和造纸设备制造商的90％，他们涵盖了从造纸到纸加工、印刷以及印后加工的整个价值链德国是世界领先的印刷机械供应国。德国制造商出口设备占全球印刷设备出口额的42％。德国机械制造商们希望能够在技术上保持领先，目前他们平均将销售额的4％投入到研究和开发中。就印刷设备制造商而言，其投入到研发中的比例大约在6％，略高于平均值。

近年来，由于工作流程的数字化，使印前发生了很大的技术革新。近几年间，大多数印刷厂转向了计算机直接制版(CTP)，客户也越来越趋向于自己排版，印前部门只需拿走准备好的数据并输出。虽然能够在整个产品生产环境中贯穿JDF(活件描述格式)的印刷厂不多，但印前数字化工作流程连线印刷机设置已经成为大型印刷厂的常规做法。

与其他印刷领域相比，包装印刷有着最好的发展前景，尤其是在新兴工业化国家包装印刷市场规模将有所扩大，其最明显的发展趋势是用一流的上光技术和彩色化来完成高质量的折叠纸盒加工。另外，为打击盗版，一体化的安全防伪技术将逐渐成为一个重要的主题。更高质量的印后表面整饰加工可实现市场的细分，目的在于增加附加值和实现高价格。为此，目前UV技术为表面整饰加工的方式变化提供了很大的范围。UV技术目前的市场份额只有大约2％，也就是说，只占了市场的一小部分，而它每年却成功地以大约10％的份额在增长。

表1：德国印刷厂分类（以员工人数为依据）

2.2美国印刷设备研究现状

2.2.1小型印刷企业占多数

美国印刷业的核心是小型印刷企业, 这类企业占美国印刷公司总数的80%以上。美国印刷工业协会(PIA)把快速印刷定义为活件周转速度快的商业印刷和复印。20世纪70年代初,快速印刷业的年均产值只有1000万美元, 如今,一些快印公司的年营业额就超过20亿美元。据美国快速印刷者协会统计, 目前美国的快速印刷企业有25000一30000家。小型印刷企业一般指营业额在200万美元以下的企业, 雇员人数一般不超过20人。

美国的小型印刷企业大多拥有小胶印机(小胶印机的幅面一般不超过11英寸×17英寸)。许多印刷企业都习惯以印刷机幅面来表示自己的特点,例如,一家规模相当大的商业印刷公司也曾自称为快速印刷企业, 尽管它有近500名员工。美国越来越多的快速印刷企业采取特许经营的方式。据统计,截至2003年1月,美国约有3500家特许经营的快速印刷企业。

印刷复制服务链的一端是复印中心,另一端是商业印刷企业,居中间的则是快速印刷企业。实际上,这三类企业所提供的服务有重叠。快印业除特许经营外,也有独立经营方式的快印店,快印店的雇员通常不超过10人,年营业额为60万～80万美元,有的年营业额达30万美元。作为不断变化的经营策略的一部分,快印企业在探索协作经营的方式,而不是被动地等顾客自己找上门来。

2.2.2混合印刷有所增长

看来没有任何一种印刷复制工艺会完全消失。胶印取代了凸印, 但凸印仍然存在。数码印刷并不会取代胶印, 却会抢走其一部分业务。图7给出了不同印刷工艺所占的份额。只是今天才出现下述几种势头:①印刷客户所需印量变得更少；② 交货期变得更短；③转向目标市场营销；④设备的价格与性能更合理。

近年来一个主要趋势是混合印刷方式的增长:凹印与胶印组合, 胶印与采用墨粉技术的数码印刷相结合, 柔印与喷墨印刷或丝网印刷相结合等。

图7：不同印刷工艺所占的份额

2.2.3数码印刷继续增长

数码印刷的大部分收益来自黑白印刷设备。用黑白数码印刷机印刷黑白活件的成本比用彩色数码印刷机印刷黑白活件更便宜。新型彩色数码印刷机生产黑白活件成本更低,使得用彩色数码印刷机生产黑白活件也像用黑白数码印刷机一样经济。这种趋势将促进彩色数码印刷机在商业印刷市场的增长。随着时间的推移, 彩色数码印刷机将被用来印刷所有类别的活件。当采用彩色数码印刷机生产黑白活件的成本与用黑白数码印刷机一样时,数码印刷的市场就真正起飞了。

借助于联机印后加工设备,数码印刷者能够完成骑马订和无线胶订的加工任务。但大多数商业印刷者可能不会有很稳定的业务量,因此脱机印后加工更常见。此外,如果用数码印刷机印刷整本《时代周刊》可能也不经济,因为这要使用高档纸张。适于书籍印刷的数码印刷机至少为4 联(单面4个8.5英寸×11英寸的页面, 或双面8个8.5英寸×11英寸的页面),从而能更高效地处理幅面更大的多页文件。

2.3日本印刷设备研究现状

为了适应市场的新需求, 日本中坚印刷企业牵头提出了“提高生产力以高品质应对客户“的口号.并采取了一系列有效手段

2.3.1向高精细印刷方向发展

如今印刷企业一直处在严酷的经营环境中,优胜劣汰明朗化。在环境激变的潮流中，市场需求是一个晴雨表。四色胶印占据市场已有半个世纪，它已不能完全满足市场发展的需求。目前，日本印刷市场六色印刷＋230 线/英寸较受欢迎。其以美国Pantone公司设计的青、品红、黄、黑、橙、绿6种油墨为标准,除黑、青之外，其他油墨中含有荧光颜料，使印刷品鲜艳夺目。市场上已出现以六色印刷＋230线/英寸为主流业务的企业群体,一般采用八色机来印刷高档的商品目录和菜单。

为了开拓国际市场，日本有实力的印刷企业都积极从事高品位印刷的开拓，以400一700线/英寸为准的高精细印刷很受欧美客户的欢迎，甚至采用1000线/ 英寸印刷的文物和佛像精品也不断出现。高密度印刷、高保真印刷的需求也不断增长。这些说明社会环境的发展.对印刷文化出现新的需求

2.3.2按需及个性化需求有增无减

小批量、多品种的市场需求有增无减，并得益于数字制版的便利和印刷机适应能力的增强。按需印刷呈现出长久不衰的发展态势。个性化印刷是日本按需印刷领域增长最快的项目。其应用范围广泛，适用于印刷公司年度报告、产品促销单、菜单、贺年卡、请柬、直邮广告单、高校毕业纪念册等,印刷品种繁多，特别适合日本商业活动繁多的需求。

2.3.3跨媒体时代到来

随着IT技术、数码技术的发展跨媒体时代已经到来，传统的印刷市场也因此受到极大的冲击。所谓跨媒体，即经过数字化的视觉资源转换为特定格式的数据存储在网络化的数据库中，可以通过网络访问查询，并可重新加工处理制成不同的媒体产品，如印刷品、音像制品、电子出版物等。简言之, 是单一资源多用途。

在日本印刷市场，可以发现特种印刷产品有60多种，最常见的20余种，其中比较凸出的是立体三维印刷和全息图压凸印。立体3D印刷从原先的小型静态印刷已转为大型动态印刷。日本现在盛行用八开动态3D片装饰店面橱窗，明信片大小的动态3D片用于贺年片和请柬。为了争取外汇，日本立体片商制作动漫集向境外出口，这点同样值得我国业界注意。

2.4澳大利亚印刷设备研究现状

2.4.1澳大利亚印刷业的基本情况

与许多其他国家一样，澳大利亚印刷业也在承受着来自于经济环境和大众沟通方式改变的双重影响。与美国和欧洲相比，澳大利亚的经济发展状况较好，政府的净负债率较低，印刷业也释放出了一些积极信号。

印刷业目前仍是澳大利亚规模最大的制造业之一，雇佣员工人数超过11.5万人；中小型企业在印刷业中占大多数，97.5%的印刷企业雇员人数少于100人，94.4%的印刷企业雇员人数少于50人，85.3%的印刷企业雇员人数少于20人；印刷企业的数量大约为5000家，遍布全国每一个地区；印刷业的年营业额可达230亿澳元，年出口额超过5亿澳元，年进口额超过20亿澳元。

2.4.2澳大利亚数字印刷业的发展状况

先进技术是澳大利亚印刷业发展的重要驱动力。数字印刷有着美好的发展前景，虽然当前大多数数字印刷设备还不具备强大的生产能力和优异的印刷质量，但是数字印刷技术已经显示出了诸多优势，如灵活性强、生产准备成本低、短版印刷价格更低廉、生产效率高等。若假以时日，数字印刷应该可以与传统印刷技术媲美，获得更加广泛的应用。

3、展望未来

全球行业分析公司（GIA）日前公布了对全球印刷设备器材市场的研究报告，结果显示：受喷墨打印机、数字彩色机和特种成像印刷机市场需求增长的影响，全球印刷设备器材市场的规模有望在2015年达到212.2亿美元。

3.1绿色环保印刷将成为主流

随着包装印刷技术的发展，瓦楞纸印刷机、柔性版印刷机、覆膜机等设备已经实现使用环保印刷材料、消除油墨和复合剂对人和环境污染的目的。国际印刷市场的发展表明，在印刷方式中，柔版印刷方式将快速发展，其市场份额将迅速扩大，尤其在包装印刷领域最为明显。

3.2包装印刷设备复合化

包装印刷设备复合化指包装产品可以采用多种印刷方式进行组合印刷，并且印后工序如裁切、压痕、模切、复卷、折叠等作业可以在同一台机器上完成，使包装印刷的制造周期大大缩短，生产效率大大提高。

3.3数字化工作流程将进入包装印刷领域

目前，已进入数字化领域的设备，除印刷设备外，柔版数字直接制版机、凹版印刷的版滚筒、网纹辊激光雕版机、数字雕刻机都已经广泛应用。随着包装印刷业的发展，CIP3、CIP4、PDF、JDF 等数字化工作流程也会进入包装印刷业，进一步推动行业的快速发展。

3.4无轴驱动技术广泛应用

卷筒纸凹版印刷机、柔版印刷机（包括卷筒纸平版印刷机、表格机、不干胶印刷机等）的各个功能机组，靠一根长轴连接传动，动力和速度的调整靠直流调速电机或变频电机。这种驱动方式不能实现流水线作业、设备调整环节多、印刷质量不稳定、人为因素多，同时不能实现印刷的个性化组合和柔性化作业。因此，应用数控技术，提高设备的自动化水平是当前发展的主要方向。

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/206cc4f8326c1eb91a37f111f18583d049640f88.html