کدام صنایع بیشترین اتکا را به کیفیت بالای جوهرهای صنعتی دارند؟

کاربردهای جوهر صنعتی در بسته‌بندی نوشیدنی و مواد غذایی

جایی که قرار است از جوهر در مصارف صنعتی استفاده شود، به ویژه در بسته‌بندی مواد غذایی و نوشیدنی‌ها، موضوع بسیار مهمی محسوب می‌شود، چرا که هیچ‌کس نمی‌خواهد مواد مضری وارد آنچه می‌خوریم یا می‌نوشیم شود. بهترین جوهرها باید بتوانند در برابر تمامی فرآیندهای تمیز کردن و استریل کردن مقاومت کنند و از تجزیه شدن ایمن باشند، از نفوذ مواد شیمیایی به داخل محصول جلوگیری کنند و تمامی استانداردهای تعیین شده توسط مقررات سخت‌گیرانه FDA و اتحادیه اروپا در مورد تماس با مواد غذایی را رعایت کنند. بیشتر شرکت‌ها امروزه به سراغ گزینه‌های پایه آبی می‌روند چرا که این نوع جوهرها در حین چاپ گازهای آلاینده (VOCs) کمتری با بوی نامطبوع آزاد می‌کنند و همچنین رنگ‌های شاداب و زنده‌ای هم فراهم می‌کنند. با این حال برخی افراد هنوز جوهرهای پخته شده با نور ماوراء بنفش (UV) را ترجیح می‌دهند چرا که خشک شدن سریع‌تر آن‌ها زمان را در خطوط تولید صرفه‌جویی می‌کند. یک تحلیل اخیر از بازار در اوایل سال 2024 نشان می‌دهد که حدود دو سوم تولیدکنندگان مواد غذایی اکنون به سمت گزینه‌های جوهر ضد میکروبی نگاه می‌کنند. در واقع این موضوع منطقی است، چه کسی نمی‌خواهد بسته‌بندی‌هایی داشته باشد که واقعاً به حفظ تازگی محصولات کمک کند؟

بسته‌بندی دارویی و آرایشی نیازمند جوهرهای برچسب با کیفیت بالا دارد

برچسب‌های دارویی و آرایشی نیازمند جوهرهایی هستند که در برابر سایش، رطوبت و مواجهه با مواد شیمیایی مقاوم باشند. جوهرهای قابل انتقال حرارتی و لیزری موجب می‌شوند که دستورالعمل‌های مربوط به دوز دارو و کدهای سری تولید در شرایط سخت نگهداری به مدت طولانی قابل خواندن باقی بمانند. از سال 2022، تقاضا برای سیستم‌های جوهری با شرایط ضد دستکاری در بسته‌بندی دستگاه‌های پزشکی ۴۵٪ افزایش یافته است.

چاپ دیجیتال امکان سفارشی‌سازی و چاپ دوره‌های کوتاه در بسته‌بندی را فراهم می‌کند

ظهور فناوری جوهرافشان دیجیتالی به‌طور واقعی روش تولید بسته‌بندی امروزی را تغییر داده است. اکنون تولیدکنندگان می‌توانند سفارش‌هایی به میزان کمتر از ۵۰ عدد و تا حدود ۵۰۰۰ عدد را با هزینه‌ای بسیار پایین‌تر از روش‌های سنتی تولید کنند. این موضوع ارزشمند است چون برند‌ها می‌توانند با هزینه‌های گزاف تغییرات صفحه که قبلاً لازم بود آزمایش‌هایی با محصولات ویژه یا طراحی‌های منطقه‌ای انجام دهند. بررسی داده‌های واقعی صنعتی از سال گذشته نیز چیزی جالب را نشان می‌دهد. شرکت‌های بزرگ کالاهای مصرفی توانستند زمانی که از روش‌های قدیمی فلکسوگرافی به این روش دیجیتالی روی آورده بودند، ضایعات بسته‌بندی خود را تقریباً به میزان یک‌سوم کاهش دهند. صرفه‌جویی‌ها تنها به لحاظ زیست‌محیطی نیست؛ بسیاری از شرکت‌ها کاهش قابل‌توجهی در کل هزینه‌های تولید خود نیز گزارش کرده‌اند.

چگونه روندهای چاپ دیجیتالی دوباره زنجیره تأمین CPG را در حال شکل دادن هستند

استفاده از چاپ دیجیتال، مدل‌های تولید به موقع را پشتیبانی می‌کند و زمان متوسط نگهداری موجودی را از ۱2 هفته به ۱۹ روز کاهش داده است. به‌روزرسانی‌های طراحی در زمان واقعی و چاپ داده‌های متغیر (VDP) اکنون ۲۸٪ از تمام بسته‌بندی‌های تبلیغاتی در آمریکای شمالی را تشکیل می‌دهند و باعث افزایش پاسخگویی به تقاضاهای بازار شده‌اند.

مطالعه موردی: استفاده برندهای بزرگ CPG از جوهرهای اینکجت برای بسته‌بندی پایدار

یک شرکت بزرگ نوشیدنی با ترکیب جوهرهای گیاهی و چاپ دیجیتال، بسته‌بندی بدون کربن تولید کرد و از این طریق ۷۴۰ تن متريک زباله پلاستیکی سالانه را حذف کرد. با استفاده از فناوری پیشرفته سرچاپگر داکت-آن-دماند (DOD)، مصرف جوهر را نیز ۴۰٪ کاهش داد.

چاپ روی پارچه: تحول دیجیتال ناشی از جوهرهای اینکجت صنعتی

انتقال به اینکجت دیجیتال برای تولید پارچه به صورت درخواستی و پایدار

چاپ دیجیتال جت-تکی به سرعت در دنیای نساجی در حال گسترش است، زیرا مشتریان به دنبال گزینه‌های شخصی‌سازی بیشتری هستند و شرکت‌ها نیز به سوی روش‌های پاک‌تر حرکت می‌کنند. چاپ اسکرین سنتی مقدار زیادی آب و برق مصرف می‌کند، اما سیستم‌های صنعتی جوهرافشان این امکان را به تولیدکنندگان می‌دهند تا با کاهش هدررفت پارچه، تولیدات کوچک‌تری داشته باشند. برخی از مطالعات اخیر نشان می‌دهند که برندها می‌توانند محصولات خود را با تغییر به فناوری جوهرافشان تقریباً ۶۰ درصد سریع‌تر به بازار برسانند، همچنین مصرف آب خود را نسبت به روش‌های قدیمی تقریباً به میزان دو سوم کاهش دهند. اکنون بسیاری از تولیدکنندگان به سمت استفاده از جوهرهای پیگمنتی پایه آبی حرکت می‌کنند، زیرا این جوهرها با قوانین سخت‌گیرانه‌ی محیط زیستی که از منطقه اروپا تا منطقه اقیانوسیه ظهور کرده‌اند، سازگاری بهتری دارند.

چالش‌های سازگاری جوهر با زیرلایه در پلی‌استر، پنبه و ترکیبات آن‌ها

کیفیت طرح های چاپی واقعاً به انتخاب مخلوط جوهر مناسب برای هر پارچه ای که با آن کار می کنیم بستگی دارد. برای مواد پلی استری، جوهر های رنگ افزایشی رنگ ها تمایل دارند رنگ های روشن را که خیلی خوب برجسته می شوند، به وجود آورند. پنبه با جوهر های واکنش پذیر بهتر کار می کند چون در واقع به فیبر سلولز در پارچه چسبیده است. اما وقتی که با پارچه های مخلوط کار می کنیم، خیلی زود همه چیز پیچیده می شود. بیشتر چاپگرها به نوعی نیاز به ترکیب دارند، چون اگر جوهر به درستی چسبیده نباشد، مشکلات زیادی را ایجاد می کند. ما موارد را دیده ایم که چسبندگی ضعیف منجر به حدود 12 درصد زباله در طول تولید انبوه می شود، که وقتی با سرعت کامل در کارخانه اجرا می شود به سرعت افزایش می یابد.

جوهر های کاربردی و رسانا که باعث می شود پارچه های هوشمند در مراقبت های بهداشتی و لباس های ورزشی استفاده شوند

صنعتی اینک‌ها اکنون فراتر از زیبایی، نساجی‌های عملکردی را ممکن می‌کنند. اینک‌های هادی مبتنی بر نانوذرات نقره، لباس‌های بیمارستانی مانیتورینگ ECG و اینک‌های ترموکرومیک در پوشاک ورزشی، تهویه را با توجه به دمای بدن تنظیم می‌کنند. این نوآوری‌ها باعث رشد بازار پارچه‌های هوشمند به سمت ارزش 6.3 میلیارد دلاری تا سال 2027 می‌شوند.

تاثیر محیط زیست: تفاوت دای‌سابلیمیشن و اینک‌های پیگمنتی در چاپ نساجی صنعتی

در حالی که دای‌سابلیمیشن رنگ‌های شدیدتری روی پارچه‌های مصنوعی ایجاد می‌کند، اما 30٪ دی اکسید کربن بیشتری نسبت به سیستم‌های اینک پیگمنتی تولید می‌کند. اینک‌های پیگمنتی انرژی کمتری مصرف می‌کنند اما به دلیل بقایای باندر، نیازمند مدیریت دقیق فاضلاب هستند که این موضوع یک معامله بین پایداری را ایجاد می‌کند که تولیدکنندگان باید با آن کنار بیایند.

الکترونیک چاپی و ساخت هوشمند با اینک‌های صنعتی عملکردی

اینک‌های هادی که دستگاه‌های اینترنت اشیا و الکترونیک قابل حمل را به کار می‌اندازند

امروزه جوهرهای عملکردی پایه‌ای برای فناوری الکترونیک چاپی محسوب می‌شوند. ذرات نانویی نقره که با گرافن ترکیب شده‌اند موادی را ایجاد می‌کنند که هدایت الکتریکی آن‌ها از یک میلیون زیمنس بر متر فراتر می‌رود، که این موضوع برای دستگاه‌هایی مانند مانیتورهای بهداشتی قابل پوشیدن و دستگاه‌های تشخیص آلودگی بسیار مهم است. بر اساس یافته‌های اخیر صنعتی از اوایل سال 2024، حدود سه چهارم شرکت‌های تولیدکننده ساعت‌های هوشمند شروع به استفاده از مدارهای چاپی در محصولات خود برای صفحه‌های انعطاف‌پذیر و ویژگی‌های تشخیص ضربان قلب کرده‌اند. چیزی که این جوهرهای خاص را ارزشمند می‌کند، این است که چگونه می‌توان آن‌ها را مستقیما روی موادی مانند فیلم پلی‌ایمید نانو کاربرد کرد. این روش به طور قابل توجهی از پیچیدگی تولید می‌کاهد و در مقایسه با روش‌های قدیمی ساخت مدارهای چاپی، حدود چهل درصد از کار تجمعی معمول را صرفه‌جویی می‌کند.

جوهر صنعتی در مدارهای انعطاف‌پذیر و تولید سنسورها برای ساخت هوشمند

چاپ افزودنی با جوهر صنعتی در کاربردهای کارخانه هوشمند باعث کاهش ۶۰ تا ۸۰ درصدی ضایعات مواد می‌شود. حسگرهای فشار چاپی مونیتور خطوط مونتاژ رباتیک را انجام می‌دهند و تگ‌های RFID ردیاب‌های هادی را به‌صورت مستقیم درون قطعات ماشین‌آلات ادغام می‌کنند. قابلیت‌های چاپ چندلایه‌ای همچنین امکان دمیدن مسیرهای الکتریکی را در سطوح سه‌بعدی در طول تولید اولیه فراهم می‌کنند.

تعادل بین عملکرد و هزینه در پذیرش جوهرهای هادی برای تولید انبوه

جوده‌های مبتنی بر نقره هنوز در کاربردهای فرکانس بالا پرچم‌دار هستند، اما هیچ‌کس نمی‌تواند قیمت آن‌ها را که حدود ۷۴۰ دلار در هر کیلوگرم است نادیده بگیرد. این موضوع شرکت‌ها را وادار کرده است تا به دنبال گزینه‌های ارزان‌تری مانند جایگزین‌های مبتنی بر مس و کربن باشند. وقتی تولیدکنندگان مدارهای چاپی را با فناوری سطحی سنتی برای محصولات اینترنت اشیا خودرو ترکیب می‌کنند، معمولاً هزینه هر دستگاه حدوداً بین ۱۸ تا ۲۲ درصد کاهش می‌یابد. امروزه بیشتر تولیدکنندگان به‌طور ویژه‌ای روی دستیابی به نتایج خوب با چاپگرهای جوهرافشان و یافتن راه‌هایی برای پخت مواد در دمای پایین‌تر تمرکز کرده‌اند. در نهایت، صرفه‌جویی در مصرف انرژی از نظر محیط‌زیستی و مالی خصوصاً در تولیدهای انبوه، منطقی به نظر می‌رسد.

چاپ سه‌بعدی و تولید سفارشی: مرزهای نوظهور برای جوهر صنعتی

رشد در ساخت سه‌بعدی تقاضا برای فرمول‌بندی‌های خاص جوهرافشان را افزایش می‌دهد

همان‌طور که چاپ سه‌بعدی از مرحله نمونه‌های اولیه فراتر رفته و وارد تولید قطعات واقعی برای استفاده در دنیای واقعی می‌شود، تلاش‌های بیشتری برای بهبود فرمول‌های جوهر انجام می‌شود تا بتوانند دقت میکرونی کوچک را به دست آورند و روی انواع مواد از فلزات تا پلاستیک‌ها و حتی موادی که در داخل بدن استفاده می‌شوند، کار کنند. مطالعات اخیر دانشمندان مواد نشان می‌دهند که چیزی حدود 58 درصد از آنچه امروزه با استفاده از تولید افزودنی ساخته می‌شود، به این جوهرهای ویژه نیاز دارد تا کار به درستی انجام شود. صنعت هوانوردی نیز این فناوری را پذیرفته و از آن برای ساخت نازلهای سوخت پیچیده استفاده می‌کند که در آن‌ها مدیریت حرارت اهمیت زیادی دارد. در همین حال، پزشکان و شرکت‌های فناوری پزشکی راهی برای چاپ راهنماهای جراحی سفارشی یافته‌اند که درواقع دارای نشانگرهای کوچکی هستند تا متخصصان بدانند چه زمانی تمام تجهیزات قبل از جراحی به خوبی استریل شده‌اند.

از نمونه‌های اولیه تا قطعات نهایی: جوهر صنعتی در تولید افزودنی

امروزه، جوهر صنعتی فراتر از ساخت نمونه‌های ساده می‌رود و در واقع قطعاتی را تولید می‌کند که مجوز استفاده در دنیای واقعی را دارند. بر اساس گزارش اخیری که از صنعت خودرو در سال ۲۰۲۴ منتشر شده است، حدود ۴۲ درصد از تولیدکنندگان خودرو شروع به استفاده از چرخ‌دنده‌های پلی‌آمیدی تولیدشده با چاپگرهای جوهرافشان درون جعبه‌دنده‌های خود کرده‌اند. دلیل چیست؟ این چاپگرها می‌توانند طرح‌های مشبک و پیچیده‌ای را بسازند که قالب‌های معمولی قادر به تولید آنها نیستند. این موضوع در عمل به چه معناست؟ واضح است، هدررفت کمتری در متریال. ما صحبت می‌کنیم از کاهش هدررفت تا حدود سه چهارم در مقایسه با روش‌های سنتی ماشین‌کاری. علاوه بر این، این امکان را فراهم می‌کند که کارخانه‌ها قطعات تعویضی را هر زمان که لازم باشد برای مدل‌های قدیمی‌تر خودرو که دیگر تولید نمی‌شوند، بسازند.

نوآوری‌های اخیر در سیستم‌های جوهر چند ماده‌ای برای چاپ سه‌بعدی پیشرفته

آخرین دستاوردهای فناوری چاپ چند ماده‌ای، نحوه استفاده از جوهر صنعتی را در بخش‌های مختلف تولید هوشمند در حال تغییر داده است. سیستم‌های چاپگر جدید اکنون می‌توانند چندین وظیفه را به‌صورت همزمان انجام دهند؛ مثلاً در عین حال که پلاستیک‌های سازه‌ای را اعمال می‌کنند، مسیرهای هادی را نیز روی خودِ قطعه چاپی قرار می‌دهند و بدین‌ترتیب مدارهای الکتریکی واقعی را درون بدنه چاپگری سه‌بعدی ایجاد می‌کنند. آزمایش‌های اخیر نشان می‌دهند که این جوهرهای چند ماده‌ای می‌توانند پیوندهایی با استحکام حدود 98.5 درصدی بین مواد مختلف ایجاد کنند، که امری ضروری در ساخت قطعات رباتی است که باید استحکام مکانیکی داشته باشند و در عین حال سیگنال‌های الکتریکی را از خود عبور دهند.

عوامل رانشی بازار: دیجیتالی‌شدن و پایداری در تقاضای جوهر صنعتی

دیجیتالی‌شدن، انتقال از چاپ آنالوگ به چاپ جوهرافشان را تسریع می‌کند

امروزه شرکت‌های بیشتری در حال گرایش به استفاده از جوهر صنعتی هستند، چونکه دارند از روش‌های قدیمی چاپ آنالوگ به سمت فناوری جوهرافشان دیجیتال سوق پیدا می‌کنند. دلیل اصلی چیست؟ سرعت تولید تقریباً ۲۴ درصد افزایش می‌یابد در حالی که ضایعات مواد حدود ۳۰ درصد کاهش می‌یابد، نسبت به روش‌های سنتی. برای کسب‌وکارها این موضوع به معنای توانایی ایجاد طرح‌های سفارشی برای بسته‌بندی‌های ویژه یا اجرای کمپین‌های بازاریابی هدفمند بدون هزینه‌بر بودن است. برخی از چاپگرها حتی روش‌های دیجیتال و مرسوم را با هم ترکیب می‌کنند و وضوح ۱۲۰۰ نقطه در اینچ (dpi) قابل توجهی دست می‌آورند که در مورد جزئیات ریز روی برچسب‌های دارویی بسیار مهم است. بر اساس داده‌های اخیر صنعتی از گزارش اخیر انتقال به چاپ دیجیتال، تقریباً دو سوم از عملیات بسته‌بندی امروزه سیستم‌های دوگانه را راه‌اندازی کرده‌اند، به گونه‌ای که دستگاه‌های آنالوگ خود را در کنار تجهیزات دیجیتال جدید به کار می‌گیرند تا بتوانند سفارش‌های حجم بالا را پوشش دهند و در عین حال درخواست‌های خاص چاپی را نیز انجام دهند.

روند پایداری و نوآوری در جوهرهای صنعتی بیوپایه و کم‌فرار

ترکیب قوانین محیط‌زیستی سفت‌گیرانه‌تر و تغییر در سلیقه‌های مردم، باعث شده رشد فرمول‌های جوهرهای تجدیدپذیر بیویی حدود 140 درصد نسبت به سال 2020 افزایش پیدا کند. امروزه، تقریباً 45 درصد از بسته‌بندی مواد غذایی از جوهرهای فلکسویی پایه آبی به جای گزینه‌های سنتی استفاده می‌کند. خبر خوب این است که این جایگزینی، انتشار ترکیبات آلی فرار را در مقایسه با گزینه‌های پایه حلالی قدیمی تقریباً 90 درصد کاهش می‌دهد. برخی از تولیدکنندگان برجسته جوهر هم خلاقیت به خرج داده‌اند و رنگ‌دانه‌هایی از جلبک‌ها توسعه داده‌اند که واقعاً پس از 12 ماه در آب دریا تجزیه می‌شوند. با توجه به اینکه تقریباً 8 میلیون تن متکی از زباله‌های بسته‌بندی هر ساله وارد دریاهای ما می‌شود، این نوع نوآوری از دیدگاه محیط‌زیستی و اقتصادی برای شرکت‌هایی که به آینده فکر می‌کنند، منطقی است.

تأثیر مقررات بر فرمول‌بندی جوهر برای کاربردهای بسته‌بندی مواد غذایی و پزشکی

سازمان غذا و دارو (FDA) همراه با مقررات EU MDR قوانین بسیار سفت و سختی در مورد جوهرهای صنعتی دارند که در صورت تماس با مواد غذایی یا تجهیزات پزشکی باید 23 آزمون اعتبارسنجی مختلف را پشت سر بگذارند. امروزه اکثر شرکت‌ها، در واقع حدود سه چهارم آن‌ها، به جوهرهایی که دارای گواهی ISO 10993 هستند اتکا می‌کنند، به خصوص برای بسته‌بندی اقلامی که وارد بدن می‌شوند. همچنین محدودیتی برای میزان مهاجرت فلزات سنگین از جوهر وجود دارد که تنها 0.01 قسمت در میلیون تعیین شده است. تمام این الزامات نظارتی قطعاً در حال تغییر دادن اولویت‌های بخش‌های تحقیق و توسعه هستند. ما شاهد تمرکز بیشتری بر روی شفافیت کامل در مورد مواد تشکیل‌دهنده در زنجیره تأمین محصولات دارویی و زیبایی هستیم که این موضوع در راهنمای بسته‌بندی پایدار 2024 منتشر شده سال گذشته برجسته شده بود.

سوالات متداول

چرا صنعت بسته‌بندی بزرگترین مصرف‌کننده جوهرهای صنعتی است؟

صنعت بسته‌بندی از جوهر صنعتی به‌طور گسترده‌ای برای تولید و برچسب‌زنی بسته‌بندی‌ها در بخش‌های مختلف از جمله مواد غذایی، نوشیدنی‌ها، داروسازی و آرایشی بهداشتی استفاده می‌کند. تقاضا برای فرمولاسیون‌های جوهر با دوام، ایمن و با کیفیت، این صنعت را تبدیل به یکی از مصرف‌کنندگان عمده این محصولات کرده است.

چاپ دیجیتال چه تأثیری بر پایداری در بسته‌بندی دارد؟

چاپ دیجیتال با کاهش ضایعات مواد و کاهش هزینه‌های تولید نسبت به روش‌های سنتی، امکان پیاده‌سازی روش‌های پایدارتری را برای شرکت‌ها فراهم می‌کند. همچنین این روش اجازه تغییر سریع طرح‌های بسته‌بندی را می‌دهد که بهره‌وری را افزایش داده و واکنش به تقاضاهای بازار را بهتر می‌کند.

انواع جوهرهای مورد استفاده در پارچه‌های هوشمند کدامند؟

جوهرهای صنعتی مانند جوهرهای هادی و جوهرهای ترموکرومیک در پارچه‌های هوشمند مورد استفاده در لباس‌های ورزشی و بهداشتی به کار می‌روند. این جوهرها امکان ایجاد قابلیت‌هایی مانند نظارت بر الکتروکاردیوگرام (ECG) و تهویه واکنش‌گرا به دما در لباس‌ها را فراهم می‌کنند.

چگونه مقررات تأثیرگذار بر فرمولاسیون جوهر در کاربردهای غذایی و پزشکی هستند؟

مقررات سختگیرانه از سازمان‌هایی مانند FDA و EU ایجاب می‌کند که جوهرها بسیاری از آزمون‌های اعتبارسنجی را تحمل کنند تا ایمنی آن‌ها برای تماس با مواد غذایی و استفاده در کاربردهای پزشکی تضمین شود، که بر تحقیق و توسعه در فرمول‌بندی جوهر تأثیر می‌گذارد.