前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇印刷技術論文范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發現更多的寫作思路和靈感。
(1)數字印刷技術快速發展
近年來,數字印刷技術得到了快速增長,主要體現為高速噴墨印刷設備從概念到應用、靜電數字印刷設備風采依舊等。高速噴墨印刷設備的出現不僅提高了數字印刷的生產力,而且讓數字印刷的觸角延伸到了更廣闊的包裝印刷領域。近兩年來,隨著噴墨印刷技術的不斷成熟,高速噴墨印刷設備逐漸走向應用,成為數字印刷挑戰膠印的“急先鋒”。在本屆全印展上,多家廠商推出了高速噴墨印刷設備,不少設備還是首度在中國展出。如富士膠片JetPress720S,采用silicon壓電式噴墨技術,可以實現1200dpi×1200dpi的輸出分辨率,印刷質量驚人;佳能OcéColorStream3500支持單色至六組,在圖書印刷方面有著不可比擬的優勢。盡管風頭被高速噴墨印刷設備搶去,但靜電數字印刷設備依然有著較大的市場占有量。與高速噴墨印刷設備一樣,靜電數字印刷設備在印刷幅面、碳粉質量等特性上也有了很大提升,是數字印刷市場中不可分割的重要環節。本屆全印展上,富士施樂推出的全新VersantTM2100Press配有緊湊型帶狀定影器及冷卻模塊,可以實現100頁/分鐘的高速輸出和2400dpi×2400dpi的彩色物理輸出分辨率;柯尼卡美能達推出的bizhubPRESSC1100/1085是一款新型高產能彩色數字印刷系統,印刷速度最高可達100頁/分鐘。
(2)傳統印刷設備廠商加速數字化
除了數字印刷設備廠商的影響力日益提升以外,傳統印刷設備廠商也在加速數字化轉型,主要表現在傳統印刷機的數字化和向數字印刷領域進軍兩方面。傳統印刷機的數字化,主要通過在傳統印刷機中采用數字技術來實現。一般而言,各大膠印機廠商實現傳統印刷機數字化的主要途徑為采用自動控墨、自動套印、自動換版、連線檢品、不停機輸紙和收紙、其他輔助設計等機構。如今,無論是國內還是國際,傳統印刷機的數字化進程都在加速發展,對于縮短印刷換單時間、提升印刷生產效率意義明顯。此外,隨著數字印刷的快速發展,越來越多的傳統印刷設備廠商意識到數字印刷的巨大發展潛力,或與數字印刷設備廠商合作開發數字印刷設備,亦或自行開發數字印刷設備。如高寶自主研發推出了RotaJET76卷筒紙噴墨印刷設備;海德堡與理光合作,推出了Linoprint系列數字印刷機;柯尼卡美能達和小森合作,推出了KM1高速彩色噴墨印刷設備等。本屆全印展上,我們可以看出,傳統印刷設備廠商的數字化轉型仍在持續深化,如曼羅蘭與富士施樂簽署了戰略合作協議等。中國傳統印刷設備廠商也積極加入數字印刷轉型大軍,展出了全新的數字印刷設備,如大族冠華推出了筱原JETPress520噴墨數字印刷機、威海印機推出了WINJET56捷特噴墨印刷機等。雖然這些設備在性能等方面仍需提升,但也說明了中國傳統印刷設備廠商在不斷探索進軍數字印刷市場的道路上邁出了堅實的一步。
(3)印后自動化程度不斷提升
印后進軍數字化主要體現在印后自動化程度不斷提升和數字印后設備快速發展兩個方面。自動高效的設備之所以能夠獲得印刷企業的青睞,不僅因為其能減少勞動力需求,更重要的是,其生產效率與品質是人工所無法比擬的。近年來,國內印后設備自動化程度逐漸提升,這在印后聯動生產線的裝機量上可見一斑。《印刷技術》雜志第十次開展的“平裝膠訂聯動線裝機量調查”顯示,截至2014年9月30日,國產平裝膠訂聯動線裝機總量為957條,平均增長率為15.2%,高于行業的平均增長水平。在本屆全印展上,我們也可以看到多家印后設備廠商展出了平裝膠訂聯動線,如英厚機械的開拓5500A全伺服膠裝聯動線(整線)、上海紫光ZXJD450/18(24)超大開本型平裝膠訂自動線、威譽的CABS4000V膠裝聯動線等。這另一方面說明了國內印刷企業已經越來越關注整體印刷系統的效率和能力。而隨著數字印刷設備越來越快,連線數字印后也越來越吸引眼球,成為印后市場的重要增長極。目前市場上的連線數字印后設備已比較成熟,且具有極高的兼容性,甚至可實現不同品牌設備之間的組合生產。在國內,連線數字印后主要應用在圖書印刷領域,如鳳凰傳媒、中教圖、虎彩已引進了Hunkeler、精密達、MBO等品牌的數字印后設備進行連線加工。在本屆全印展上,我們也可以看到MBO、好利用等一系列印后設備廠商帶來的可與數字印刷設備連線的數字印后解決方案。相信連線數字印后帶來的整體系統效率和能力的提升將會為印刷企業的發展提供更多的解決方案和技術法寶。
2.綠色化
(1)輔助設備減少能源消耗和原輔
材料的浪費,提升生產效率通過輔助設備的使用,減少能源的消耗和原輔材料的浪費,提升生產效率,從而實現綠色印刷,是國內外很多印刷設備廠商使用較多的一種綠色化手段,如曼羅蘭、海德堡、小森、高寶的新型干燥系統可節約30%~50%的能耗;小森H-UV干燥系統的二氧化碳排放量僅為普通UV系統的1/4;高寶、利優比和筱原等可提供LED-UV干燥系統,能耗可以降低90%左右。
(2)綠色材料的使用備受重視,漸入佳境
論文關鍵詞:印刷技術專業;工作過程系統化;課程設計
工學結合是高等職業教育人才培養模式的顯著特征。在當前高等職業教育已由外延式發展轉向內涵式發展的關鍵時期,如何突出能力本位,開發設計具有工學結合特色的高等職業教育課程,是各高職院校推進深層次工學結合的關鍵環節和基礎工程。筆者基于工作過程系統化課程理論的視野,對高職印刷技術專業課程設計進行探討。
工作過程系統化課程理論是高等職業教育課程改革的最新成果
中國高等職業教育課程改革主要經歷了四個較為明顯的階段:一是“三段式”學科本位的課程模式。該課程模式主要是借鑒國內本專科“基礎課—專業基礎課—專業課”三段式課程模式并進行壓縮復制,此時雖然已經明確了能力本位的高職課程理念,但仍沿用學科本位的形式。二是理論與實踐分立的“二元”課程模式。該課程模式在完善理論課程體系的同時,以廓清技能體系為特征,在教學計劃中增加了實踐教學學時,尤其是集中實訓環節,但課程體系的變革仍停留在簡單的課程組合,沒有實現能力本位的深層重構,學科本位痕跡依然很重。三是職業能力系統化課程模式。該課程模式的典型特征是從職業能力分析入手設計課程,實施能力本位的課程方案,即在課程設計方法上,從以學科為起點的課程轉換為以職業為起點的課程。這次課改可以說真正顯示了高職課程從學科本位課程突圍的姿態,但由于沒能形成成熟的課程開發模式與技術,崗位職業能力分析流于形式,在能力分析與課程設置上,一些專業課程甚至出現“兩張皮”現象。四是工作過程系統化課程模式。該課程模式以職業工作過程系統化分析為特征,課程設計基于工作過程,以真實的工作任務或產品為載體進行課程整體設計,充分體現了工學結合的特點,是當前高等職業教育課程改革的主流方向。
(一)工作過程系統化課程理論從更高層次上體現了高職課程的能力本位
職業教育課程的能力本位,目前已成為我國職業教育界的共識。然而,由于急于擺脫知識本位的束縛,對“能力”這一泊來概念的理解不免矯枉過正,很多情況下將“能力”單純地理解為“崗位能力”,即滿足學生當下就業需要的能力,以此作為課程建設的唯一出發點和立足點。工作過程系統化課程理論通過系統化、整體性思維觀照,從更高層次上體現了對高職課程能力本位的獨特理解。
對知識的重新審視工作過程系統化課程理論認為,高職課程反對復制知識,但不等于消滅知識、不要知識,而是重構知識。“工作過程系統化”是對“學科知識系統化”進行“有距離觀察”,以解放與擴展傳統的知識序列課程的視野,尋求知識關聯與分離的路線,確立新的課程內容定位與支點。因此,工作過程系統化課程通過知識解構與重構,高度融合知識與技能,從知識與技能如何互動的角度更高層次地體現了高職課程的能力本位。
對技術的理性認識不可否認,正是技術的獨立性使高等職業教育成為一個獨立的高等教育類型,也決定了高等職業教育課程的獨特品格和形態。但當把技術在高等職業教育中的地位推向極致時,就可能走向“技術主義”,變成“物的技術”,人成為技術的“奴隸”和職業的“工具”。工作過程系統化是借助“人的技術”將“物的技術”轉換為對社會財富過程的系統把握,以強調技術與技能的不可分性,尋求工作中“物的技術”與“人的技術”的關聯。工作過程系統化是過程性技術,即以個體自身經驗和策略等形式存在的技術——技能或所謂“人的技術”。因此,工作過程系統化課程關注技術存在向技術價值的轉換,從技術與技能如何轉換的角度更高層次地體現了高職課程的能力本位。
對職業發展的人性關照工作過程系統化課程反對復制技能,反對單純技能訓練,強調綜合,強調思維訓練,以避免單純通過拷貝工作步驟進行課程設計的弊病,尋求職業工作的變動與應對的策略。一是通過對現實具體工作過程的系統化設計,把握具備具體職業特征的工作過程六要素,即工作的對象、內容、手段、組織、產品、環境,進而掌握指導完成工作過程的思維過程的六步驟,即資訊、決策、計劃、實施、檢查、評價的訓練,也就是從具體的個性去獲取普適的共性。二是通過對完整的思維過程的掌握與遷移,去應對未來變化了的具體工作過程。因此,工作過程系統化課程通過同一范疇載體的設計,在“重復”中掌握“同”的工作程序,在“類比”中習得“異”的工作特質,從行動與思維如何躍遷的角度更高層次地體現了高職課程的能力本位。
(二)工作過程系統化課程理論開辟了高職課程開發與設計的新途徑
工作過程系統化課程在繼承和創新職業能力系統化課程“能力本位”的基礎上,其工作過程系統化方法,以工作過程為主線對“職業行動”這一復雜活動進行系統化分析,克服了職業能力系統化分析抽象、虛化的弊端,開辟了高職課程體系構建的新途徑:一是通過對知識與技能、技術與技能、行動與思維等高職課程重要概念的厘清與界定,實現了高職課程知識觀、能力觀、教學觀、質量觀等課程觀在高職課程理論上的內在統一,并通過工作過程系統化的課程開發方法與程序,具化為課程目標、課程模式、課程內容、課程實施、課程評價等,實現高職課程理論與高職課程建設實踐的有機結合。二是通過對實際工作過程的分析,確立課程的職業培養目標,明確課程模式,在描述典型工作任務的基礎上,將職業行動領域轉換為職業學習領域,再進行學習情境的具體化設計,實現課程體系與具體課程的內在統一。三是通過系統化的課程項目、課程學習領域、課程情境等課程內容組織和呈現方式,實現理論與實踐教學的一體化。四是通過仿真或真實工作情境的整體化、體驗式設計,解決行動導向教學中學生主體性、評價多元化問題。可以說,工作過程系統化課程理論是高職課程改革的一次“顛覆性革命”。
工作過程系統化理論在印刷技術專業課程設計中的應用探索
(一)印刷技術專業工作過程系統化課程模式的構建
工作過程系統化作為高職課程設計總的思路與方法,具體到某一門課程,主要應考慮三方面的層次與邏輯:一是根據課程性質選擇課程模式,如學習情境課程、項目化課程、任務型課程、案例課程等;二是根據課程內容結構之間的關系確定學習情境(或項目、任務、案例等)之間的組合關系,如并行式、包容式、遞進式等;三是根據技能與知識的有效整合方式組織和序化學習情境(或項目、任務、案例等)內容。綜合考慮以上因素,印刷技術專業可設計多種多樣的工作過程系統化課程。下面以印刷技術專業部分主干課程為例,探討工作過程系統化課程的模式選擇與內容設計。
以任務為載體的印刷工藝類課程印前工藝、平版印刷工藝、包裝印刷工藝、印后加工等印刷工藝類課程是印刷技術專業綜合性較強的核心課程。該類課程可根據印刷工藝的明確印刷任務、印刷準備、實施印刷、印刷質量檢驗等實際工作來選擇和編排課程內容。如深圳職業技術學院國家精品課程《平版印刷工藝》,以“精裝書印刷” 單個典型任務為載體,采用任務遞進方式,并結合國家平版印刷工職業資格標準,將知識解構與重構,實現了技能與知識在工作過程系統化基礎上的高度融合。
以項目為載體的印刷綜合實訓類課程如印前綜合實訓、印刷機操作綜合等實訓課程。該類課程可以選擇印刷企業實際生產項目,按照項目類型,由淺入深、由易到難、循序漸進地進行課程內容安排,學生經過具體項目的反復學習訓練,即可較全面地掌握圖像制作與處理、菲林輸出、印版制作、印刷品印刷、印刷品質量檢驗等方面的知識和技能。
以模塊組合為主的印刷機結構與調節課程印刷機結構與調節這門課,可以說既是印刷工藝等綜合類課程的基礎課,其自身又具有很強的獨立性。該課程可以印刷機的典型構造為基礎,按照印刷機結構組成序列、難易程度、操作順序等綜合考慮,系統提取學習模塊,使學生在學完各模塊后整體把握印刷機結構,并能結合印刷工藝等課程的學習,掌握印刷機調節的步驟、方法和技巧。
以問題為中心的印刷故障排除類課程這類課程主要涉及印刷質量故障和印刷設備故障兩個類別。如印刷質量檢驗與控制,可根據故障性質、類別,以一個或幾個故障問題為主線設置學習情境,將課程實施演變為一個連貫的實務操作過程。每個學習情境以解決、處理一個或一類故障為目標,學生完成所有學習情境的學習訓練后,獲得印刷質量檢驗與控制的系統化能力。
以案例為載體的印刷業務與管理類課程如印刷成本核算、印刷企業管理等課程。該類課程在開發設計中可根據實際工作類別、工作環節等設置教學單元,以典型案例貫穿單元內容,并且在每個教學單元后安排一定數量的典型案例供學生深入分析和討論。課程實施建議進行小組或團隊教學,將個人能力與團隊精神培養相結合。
(二)印刷技術專業工作過程系統化課程設計應注意的幾個問題
應注意“系統化適度”系統化是一個組織構造范疇的概念,本身含有科學化、合理化、優質化、高效化等價值取向。工作過程系統化課程設計的目的并不是要想方設法減少專業課程數量,而是在有利于專業人才培養目標的總體原則下進行的課程體系和課程內容優化。如果不考慮課程之間的有機關系、技能與知識間的結合方式,把理論和實踐的概念過于通俗化,讓工作過程系統化課程包容一切基礎理論,如將印刷材料、印刷設備、印刷色彩等全部整合進印刷工藝,就將導致印刷技術專業工作過程系統化課程設計的“系統化泛化”,這樣的課程設計實際上也是無法進行的。
關鍵詞:絲網;平面設計;藝術感
中圖分類號:TS871.1 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)29-0130-02
一、絲網印刷的起源
絲網印刷最早起源于中國,距今已有兩千多年的歷史了。早在中國古代的秦漢時期就出現了夾纈印花方法。到東漢時期夾纈蠟染方法已經普遍流行,而且印制產品的水平也有提高。至隋代大業年間,人們開始用繃有絹網的框子進行印花,使夾纈印花工藝發展為絲網印花。據史書記載,唐朝時宮廷里穿著的精美服飾就有用這種方法印制的。到了宋代絲網印刷又有了發展,并改進了原來使用的油性涂料,開始在染料里加入淀粉類的膠粉,使其成為漿料進行絲網印刷,使絲網印刷產品的色彩更加絢麗。唐代絲網印刷技術傳到日本,宋代又傳入歐洲。幾千年來,絲網印刷技術不斷發展完善,如今已成為人類生活中不可缺少的一部分,這都是中國早期偉大發明為我們留下的財富,同時我們也要轉變觀念,力求將我國現代絲網印刷與現代平面設計盡早同國際接軌。
二、絲網印刷技術的程序
絲網印刷屬于孔版的一種,絲網印刷最大的優點就是適應性極強,除了水和空氣以外,對材料和形狀基本沒有要求,任何材料都可充當承印物。絲網印刷通俗的講就是一個漏板印刷,所有的顏色都是從上面鏤空的圖形漏下去到承印物上的,所以在很久以前叫漏板印刷,而不叫絲網印刷。換句話說就是利用油墨滲透過印版來進行印刷的一種技術。
三、絲網印刷的工具和材料
絲網印刷基本的設備:網框,感光機,烘干箱,刮墨刀,手工絲印臺,高壓水槍,晾畫架等。下面就絲網印刷過程中所需要的工具和材料進行介紹,使大家對于絲網印刷有比較全面的認識。
1.膠片。膠片是用來感光的材料,而膠片上的圖形便是設計者在電腦軟件里制作好的完整圖形,將這些圖形按顏色一一分版,然后每個顏色的圖形分一個版,并打印黑白稿來進行感光,所有要印刷的圖形都要根據自己對圖形需要的完整程度來用黑色進行填充,填充越完整,感光后所呈現出來的圖形就越完整。所以打印出完整的覆蓋率高的膠片很重要,如果圖形部分的油墨不夠,會影響感光的效果,使圖形不完整。
2.網框。絲網印刷作品與網框的質量也有一定的關系,如果網框質量不好,用兩三次可能就松了,網框是擴展和固定絲網的一種支架,與絲網一起構成網版,是印版的版基。為保證絲網印刷的質量,對網框的性能要求極高,網框要很緊,當然也不能超過絲網的承受力,網框松了容易脫落;絲網繃得越緊,儲存的動力就越大。為了防止網框變形,盡量選擇金屬網框,這樣可以避免網框受潮而變形,也可以避免降低印刷質量。
3.網距。絲網印版與承印物之間留的間隙即網距,網距在一定程度上影響誤差,網距越大,絲網被拉伸得越長,張力越大,印跡的誤差也就越大,若單從印刷精度考慮,網距越小越好。但網距過小又會降低絲網的回彈力,影響圖像的清晰度,為了得到高質量的清晰的圖像,通常手工印刷的時候,都會在網框上面墊一個小東西,讓網框與承印物之間有一定的距離。
4.網目。絲網是通過網目來控制清晰度的,印刷時,油墨是通過絲網與絲網之間構成的均勻網孔漏印到承印物上面的,網孔越多,圖像越精美細膩。絲網的網目與照片的像素是一個概念,像素越高,圖片就越清晰,但是在絲網中,網目越高,對我們的要求就越高,因為網目越高,那么網目就越小越密集,印得就越清晰,但是也越容易堵版,印刷也越有難度,印刷時滴墨就會越困難,所以我們上絲網課一般用200~250目就可以,并且250目的網也是最實用的,如果想印一些特別精細的東西,就需要300目,絲網的最高目數就是350目,也就達到了最清晰的狀態。
5.繃網。繃網過程中,繃網張力要適當,絲網繃得太緊,絲網就會失去彈性,甚至導致絲網變形,從而在印刷過程中影響要印的圖像;絲網繃得太松,張力不足,絲網松軟,印刷時會產生卷網,回彈力差。網框和絲網容易受到溫度、濕度等因素的影響而變形,所以繃好的網最好在一天后使用。
6.感光膠。感光膠是在網框洗凈且烘干后,在網框上勻速刷的,刷好以后在35°~40°的烘干機烘干,然后便可以感光,但是感光膠不能見自然光、日光燈,在感光房里面要用黃色的漫射光,否則,感光膠就會失去作用。
7.感光臺。在感光過程中,多少會損失一些東西,可以根據你對圖形的要求,如果想要圖形保留得越完整,感光時間就要越短,但是圖形也相對來說生硬一些,如果想要圖形更自然,更能體現手工絲網的特性,感光時間就可以稍微長一點。過度曝光會使感光膠膠膜產生硬化,圖形部分缺失不完整,網框不易沖洗,需要重新制版。
8.刮板。刮板是印刷中刮顏料的工具,如果想讓油墨順利通過網目,就要給它施加適當的力量,但是力量太大又不均勻的話,會使承印物上面圖形的顏色深淺不一,力量太小的話,顏料又會不飽滿,使圖形看上去輕飄飄的,沒有重量感。
9.烘干機。烘干機是用來烘網框的,網框買回來的時候要洗凈烘干,刷完感光膠以后也要烘干才能感光。在絲網印刷中,要求網版烘干的溫度不宜過高,一般為40°~50°,烘干時間為40~60分鐘。保證絲網在烘干時不變形,不收縮,始終保持其熱穩定性。
10.手工絲印臺。手工絲印臺是絲網印刷的最主要工具之一,在所有的絲網印刷過程中,絲印臺使用得最多,在絲印臺上要把網框放上,還要用刮板刮顏料到承印物上面。
11.顏料。顏料是手工絲網印刷中必不可少的材料,顏料又有很多種,常用的顏料是水彩,透疊性好,但是也很貴,學生上課通常都用水粉或丙烯來代替,但是水粉和丙烯最大的缺點是不通透,而且干得很快,容易堵版。
12.承印物。絲網印刷承印物非常廣泛,基本上除了水和空氣意外,所有的東西都可以被用來印刷,承印物的關鍵在于無論設計作品多么精彩,只有在油墨被印到承印物的時候,才能真正體現出設計的創造性。
四、絲網制作時的意外所造成的藝術感
在現在的很多設計大賽中,主辦方也開始不收電子稿,而是要收原稿,所以很多人都在用絲網來做,因為絲網的塑造能力要比膠板靈活得多。我想主辦方要求收原稿,大概也是因為大家在絲網制作時出現的意外所帶來的不同的藝術感吧!在絲網制作過程中,最終出來的成品和最初的原圖可能不盡相同,因為在手工印刷過程中太容易出現意外了,比如在刮板刮顏料的時候,可能力度不一樣,出來的顏色就深淺不一,反而給了創作者不同的視覺感受而得以保留;或者在感光的過程中,圖形元素保留得不夠完整,打破了印刷作品原有的規整和局限,讓最終作品看起來更有藝術感;又或者在印刷到不同承印物上時,由于承印物凹凸不平,導致印上去的顏色有一些偏差,或是對版過程中有一點點不準,這些都可能讓最終呈現出來的作品增加藝術感,畢竟世上沒有相同的兩片葉子,當然,同一張原圖,通過絲網的印刷,也不可能有兩張一模一樣的作品。在印刷中,可變性很大,通過這些小意外也往往主宰著創作者作品的方向,因為這些意外或許帶給我們的藝術感更強烈,更容易發出創作者內心的聲音。
五、小結
絲網印刷最早起源于中國,歷史悠久,且伴隨著繪畫一直延續至今。絲網印刷程序也繁多,但是對材料基本沒什么限制,除了水和空氣以外,任何材料、任何形狀的承印物都可印刷,并且不受印刷面積大小的限制,最大的優點就是適應性極強。在學校,基本都是學習手工絲網印刷,通過手工絲網印刷,我們可以了解印刷原理,掌握印刷流程,親身感受印刷操作。同時,絲網印刷的優勢也非常明顯,不僅不受材料限制,而且在印刷過程中出現的意外往往還會帶給我們意想不到的驚喜,這也是絲網印刷近年來越來越受歡迎的一個重要原因。絲網分兩個方向,一種是純商業的路線,這種路線當然也不能用手工,都是用機器自動印刷,商業路線跟膠板印刷印刷一樣還是要出菲林,通過電子分色來出菲林,然后進行顏色疊印。另一種就是藝術品,最常見的就是絲網版畫,絲網版畫就是要用純手工藝,那么對于顏色的要求,很多時候都是個人審美的體現,比如我們在學校上絲網課,做的就是偏向于個人化的東西,因為學校不提供大型的機器來印,所以就純粹靠個人的手工來做,當然,我們學校更注重手工,這樣使我們對絲網藝術的特點把握得更快一些,對我們做設計也是相當有幫助的。
在印刷中,同一張原圖,通過絲網的印刷,得到的是給人不同感受的作品,或是像膠版印刷一樣數字化的機械化的東西,又或是與眾不同的,充滿藝術感的藝術作品,這都取決于創作者的取舍。在印刷中,作品的可變性很大,一些小意外往往主宰著創作者作品的方向,因為這些意外或許帶給我們的藝術感更強的東西,更容易發出創作者內心的聲音。由于不存在的東西渴望存在,它們不時會創造出比存在本身更強烈的存在感。所以也借此論文拋磚引玉,希望能讓更多的人關注絲網印刷,讓更多的制作者重視絲網制作時的意外帶來的藝術感。
參考文獻:
[1]郭婧儒.絲網印刷在藝術設計應用中的優勢[D].河北師范大學,2013,(3):10-11,5.
Abstract: Printing technology is an important way of information transmission. It made an important contribution for human civilization and progress by the plane graphic information. Based on traditional two-dimensional graphic printing technology, 3D (three dimensional) printing technology is superposed by the 2D printing and producted in three-dimensional space. This article mainly expounds the application of 3D printing technology in all fields, explores the bottleneck of the development of 3D printing technology and its development trend in the future.
關鍵詞:3D打印技術;印刷技術;發展前景
Key words: 3D printing technology;printing technology;development prospect
中圖分類號:TS805 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2016)07-0166-02
0 引言
近年來,我們經常會看到有關于3D打印技術的新聞,“3D打印房屋”、“3D打印金屬手槍”、“3D打印自行車”、“3D打印仿生耳”等等,3D打印自問世以來就得到了廣泛的關注,其應用更是跨越各個領域。2014年11月末,《時代》周刊將3D打印技術列為2014年25項年度最佳發明之一。全球工業分析公司(Global Industry Analysis Inc)的研究報告預測2018年全球3D打印市場將達到29.9億美元。但3D打印技術也面臨著如制造速度與精度、設備和材料成本、產品性能、操作的安全性等多方面的瓶頸和挑戰。提升3D打印的效率和精度,開發更為多樣的3D打印材料是未來的研究熱點。本文主要對3D打印技術的應用和發展趨勢進行了研究和探討。
1 何為3D打印
3D打印(Three Dimensional Printing)始于上世紀90年代,是快速成型技術的一種。美國3D System公司在1986年就制造了第一款3D打印設備。在傳統二維平面印刷打印技術的基礎上,通過逐層二維打印的迭加,利用噴頭的三維運動實現曲面打印,逐層增加材料來生成三維實體,其原理圖如圖1所示。其分層加工的過程與傳統噴墨打印十分相似,樹脂、尼龍、塑料、金屬、陶瓷、混凝土等材料經過特殊處理都可以用做3D打印的“墨水”。3D打印機是3D打印的核心裝備。它是集機械、控制及計算機技術等為一體的復雜機電一體化系統,主要由高精度機械系統、數控系統、噴射系統和成型環境等子系統組成。此外,新型打印材料、打印工藝、設計與控制軟件等也是3D打印技術體系的重要組成部分。
2 3D打印技術的應用
目前3D打印技術支持多種材料,可以廣泛應用在工業設計、建筑、家具、航天、醫療和教育等各個領域,其主要具有以下應用特點:
2.1 模具加工與機械制造 如今,3D打印技術已經廣泛應用于機械模具的設計與加工,如圖2A所示。相對于傳統制造技術來說,3D打印技術不需要任何模具或任何機械加工,既省工又省料,如美國F-22猛禽戰斗機在制造過程中會大量使用鈦合金構件,如使用傳統的整體鍛造方法,最大的鈦合金整體加強框材料利用率不到4.9%,使用3D打印利用率接近100%,幾乎不產生廢料,大大節省了原材料的浪費,降低了生產成本。此外,也可利用3D打印技術實現個性生產,滿足人們的少量和復雜形狀的個性化需求。如個性化藝術家具的定制和專屬個性空間的打造(如圖2B)。
在建筑行業,2014年8月,在上海青浦張江高新園區,盈創建筑科技有限公司用3D打印技術24小時打印了10棟房屋(如圖2C、2D)并交付使用,相關建筑指標均達到國家建筑質量標準,開啟了3D打印建筑的新篇章,將來更有望使用3D打印技術建造整棟別墅。
在航天方面,美國NASA以及國外的一些航天公司已經就3D打印技術在航天上的應用展開了嘗試,2014年第一臺3D打印機在國際空間站上安裝成功,并打印出扳手等機械部件,這臺打印機由Made in Space公司設計制作,該公司是世界首家研究零重力下3D打印技術的公司。而且3D打印為按需施材,減少了材料的浪費,從而降低了生產成本。
2.2 生物醫療 3D打印技術與醫學的結合堪稱醫學史上的創造性舉動。在生物醫學領域,已開始被應用于手術分析策劃、假體植入物的制造、細胞或組織打印等方面。
早在2011年,德國科學家利用3D打印技術成功研制出了一種人工血管(如圖3A),該項目有望被用于人體試驗和藥物試驗。2014年,University College London的研究人員利用生物“墨水”打印出人造耳朵(如圖3B),可用于外科整形。目前這種3D打印耳朵已有成功移植的案例。2015年7月,湖南省腦科醫院利用3D打印顱骨為腦積水患兒縮腦,完成全球首例“全腦縮小塑形”手術。
2.3 考古文物復制 3D打印技術在考古文物領域主要用于修復已經破損的古文物。在應用3D打印技術進行文物修復時,需要使用3D掃描儀掃描破損文物,完成數據采集,并處理數據,建立相應的模型之后進行打印。在電影《十二生肖》中,先是對獸首進行三維掃描,再使用3D打印技術打印了獸首的復制模型,精度和相似度令人贊嘆,且不需后期加工打磨,相信在不久的將來,隨著3D打印技術的不斷發展改進,3D打印技術復制文物的精度定會上升到這個高度,將不再需要后期處理。
2.4 教育行業 3D打印技術也為教育的發展開啟了新的方向,許多教育機構和組織正探索如何將3D技術應用到教育、教學中。以高職教育為例,在高職院校中印刷技術專業、數碼印刷專業、印刷圖文信息處理以及計算機等相關專業都可以考慮引入3D打印技術。
相關專業引入3D打印技術后,可以將人才培養的目標范圍進行延伸和擴大。培養不僅能從事傳統印刷設備和數碼印刷設備的操作,還能使用3D打印機;不僅能完成傳統印刷和數碼印刷的印前制作,還能從事3D打印需要的三維建模設計;不僅能從事傳統印刷和數碼印刷的印刷工藝與生產管理、印刷營銷與業務管理,還能從事3D打印設備的控制和生產管理、營銷和業務管理的人才。學生就業面更寬廣,職業技能更新,更貼合社會發展需要,也必定會推動3D打印設備的發展。另外,3D打印技術可以作為扶持大學生創新創業的一個項目,支持大學生們早日實現創業的夢想,讓剛剛走出校園的甚至還在校內的大學生們勇敢地站在科技發展的前沿,直觀地感受打印技術帶來的影響與進步。
3 3D打印技術未來發展前景分析
與傳統技術相比,3D打印技術擁有諸多優勢。美國總統奧巴馬在2014年國情咨文的演講中強調了3D打印技術的重要性,賦予其制造業復興的重任,提出將推動3D打印產業的發展。在歐美發達國家,3D打印機的研究技術已走向成熟并產業化發展。近年來,隨著2015年《中國制造2025》規劃的實施與頒布,我國對這項技術的重視和產業鏈規劃將進一步加強。
從中長期看來3D打印產業具有較為廣闊的發展前景,但要進一步擴展其產業應用空間,目前仍面臨著多方面的瓶頸和挑戰:一是設備和耗材方面,現有3D打印機造價普遍較為昂貴,打印耗材的價格每公斤幾百到數萬元不等,給其進一步普及應用帶來了困難。二是打印材料方面,目前3D打印的成型材料多采用化學聚合物、石膏等材料,成型品的物理特性較差,金屬材料直接成型技術有待發展。三是工藝方面,目前3D打印的精度及效率還遠不適應大規模生產的需求。四是知識產權方面,3D打印技術的普及將使產品更容易被復制和擴散,制造業面對的盜版風險大增,如何針對3D打印技術進行知識產權保護面臨新的挑戰。五是公共安全方面,如3D打印手槍,若可從網絡上下載手槍的三維圖紙,再擁有一臺3D打印機就可以打印并組裝手槍,這一潛在問題需要國家從法律層面進行規范和監督。
4 結束語
3D打印技術作為第三次工業革命的代表性技術之一,越來越受到工業界和投資界的關注。偉大發明所能帶來的影響,在當時那個年代都是難以預測的,1450年的印刷術如此,1969年的互聯網也是如此,3D打印技術更是如此。未來3D打印技術的發展將體現出精密化、智能化、通用化等主要趨勢。隨著信息技術、控制技術、材料技術的進一步發展,制約3D打印技術發展的瓶頸將一一得到解決。3D打印技術也將被推向更高的應用層面。
參考文獻:
[1]宋延林.從平面印刷到三維制造[J].中國印刷,2013,5:57-62.
[2]張曉青.3D打印技術應用于文物修復的可行性研究[D].北京印刷學院碩士學位論文,2014:4.
[3]袁慧羚,文雅珊,曾希.3D打印技術的應用現狀與發展[J].南方農機,2015,7:38-40.
[4]余冬梅,方奧,張建斌.3D打印:技術和應用[J].金屬世界,2013,6:6-11.
[5]趙剛.漫話3D打印[J].印刷工業,2013,7:47-48.
[6]魯麗彬.3D打印技術對高職印刷專業培養的影響研究[J].信息與電腦,2013,10:19-20.
陳廣學,1963年出生于河南省杞縣,1983年本科畢業于鄭州測繪學院地圖制圖與印刷專業。后又分別在西北大學和鄭州信息工程大學獲碩士和博士學位,并于2002至2003年在日本東京大學做高級訪問學者。上世紀80年代,陳廣學便開始從事地圖制版新材料、新技術的研究工作,他所參與完成的地圖彩色縮微技術已經達到國際先進水平,且首創感光撕膜片的單浴沖洗方法,使中國在這個領域上一直保持國際先進水平。
寒風刺骨的冬日,他走在祖國的大地上,測繪著每一寸土地;酷熱炎炎的夏天,他關在悶熱的研究室里,細數著枯燥的數據。但對他而言,寒風吹響了他前進的號角,烈日照耀著他前進的道路,陳廣學深知自己掌握的數據對于社會的意義,而他自己所做的就是不斷創新,勇攀高峰。作為中國測繪學會地圖學與GIS專業委員會委員,他是當年地圖制版工藝變革的推手,首次發現并提出單浴沖洗中的超加和作用機理,研制成功的“GS-II型正性重氮感光撕膜片”獲國家級新產品稱號,而他也順理成章地成為國內這個領域的先驅。
作為第一發明人,陳廣學先后申報國家發明專利4項,獲專利授權3項;主持完成“地圖電子出版系統”、“地圖數字成像印刷系統”、“多功能無銀膠片自動沖洗設備”、“異同像混用重氮復制膠片”等十多項部級科研項目,主持或參與完成的科研成果獲省部級科技進步一等獎1項,二等獎8項,三等獎9項。
華麗轉變 創建印刷專業
2008年,陳廣學以特聘教授身份調入華南理工大學,擔任輕化工程系主任,負責“印刷與包裝工程”新專業的創辦。開始了他傳奇的行業轉變之路。
陳廣學認為作為一個新成立的專業,必需要在學生培養和專業研究中取得突出成就,才能在學校站得住腳跟。他將專業定位在培養從事產品包裝印刷裝潢和紙品研究與開發、企業生產管理等工作的高級工程技術人才和管理人才,同時為碩士生和博士生的培養輸送可造之才。
他詳細制定新專業“印刷與包裝工程”的基礎課程和專業課程,他要求學生必需熟練掌握制漿造紙原理與工程、色彩學、印刷材料及印刷適性、制版工藝原理、印品質量檢測與控制、印刷圖像處理、數字印刷技術等專業內容,還要懂得計算機排版技術、包裝工藝等技術。
陳廣學非常重視新專業畢業生的就業情況,為新專業培養的畢業生謀劃了在印刷包裝及復合材料企業從事生產技術、管理工作,或到相關院校、研究機構、設計院從事教學科研、設計等工作,或到國內外經營制漿造紙及印刷包裝材料與機械設備的公司從事經貿等就業之路。
陳廣學教授主持完成“印刷工程”本科專業的籌備和申報工作,2010年獲教育部批準招生,正式成為華南理工大學輕工與食品學院一個新的專業。如今,在全體師生的共同努力下,華南理工大學的輕化工程系,已經成長為國家級特色專業、廣東省名牌專業。
潛心專研 深掘印刷科技
在主持輕化工程系教學工作的同時,陳廣學還堅持開展科學研究工作。調入華南理工以后,他先后持了國家自然科學基金“印刷圖像顏色信息的高保真傳輸與再現研究”、制漿造紙國家重點實驗室自主課題“紙張表面特性與印刷油墨轉移及色彩再現性能關系的研究”、“數字印刷關鍵技術基礎研究”以及廣東省高等教育教學改革項目“發揮輕工學科優勢,優化專業結構,構建印刷與包裝工程新專業體系”等課題研究。
在他主持的國家自然科學基金課題研究中,圍繞印刷圖像顏色信息的高保真傳輸與再現這一基本理論問題,在國內外學術期刊和國際會議上發表了30余篇高水平論文,其中被EI檢索的論文就有20多篇。2011年,他的《基于高保真顏色再現的色域拓展方法研究》刊登在《包裝學報》。陳廣學等人針對高保真顏色再現的需要,研究了多種拓展目標色域方法。這些方法包括基于新顯示技術的色域映射方法、改善紙張表面性能和采用多種數字印刷紙張、采用超過四色的高保真印刷方式等。
陳廣學等對多種擴大目標色域的方法進行研究,提出影響目標色域拓展的因素,并對這些因素進行實驗分析。實驗的結果表明,采用軟件方法與采用硬件方法對色域拓展的機理和效果并不相同。由此可以根據高保真顏色再現的具體要求采用不同的方法拓展目標色域。對于基于新的技術的色域拓展,通過新的映射算法,能夠實現色彩在不同標準下的轉換,并能夠充分利用目標色域的全部色彩空間;對于基本高保真數字印刷輸出的色域拓展,可采用紙張、油墨、加網方式和設備等的綜合方法,提高顏色再現的效果。
陳廣學等人的這一研究有助于進一步研究色域拓展的新方法,使顏色在傳遞過程中達到最佳的視覺效果。
陳廣學還主持制漿造紙國家重點實驗室的自主課題――“紙張表面特性與印刷油墨轉移及色彩再現性能關系的研究”和“數字印刷關鍵技術基礎研究”。制漿造紙工程國家重點實驗室,依托于華南理工大學,是國家重點學科,其一級學科“輕工技術與工程”在2004年全國一級學科評估中名列第一。
2011年,陳廣學等發表其課題研究成果《水性油墨在凹版印刷中的應用研究》。在文中,陳廣學先介紹了水性油墨的基本成份和特性,并通過水性油墨與常規溶劑型油墨的對比,詳細闡述了水性油墨在凹版印刷中的優勢以及在未來包裝印刷發展中的地位。
文章著重分析了凹印水性油墨的特點和優勢,指出其在使用性能上已取得了巨大的進步,尤其在著色力、附著牢度以及光澤度等方面,甚至超過了溶劑型油墨的性能。而且,水性油墨本身是一種環保型油墨,無溶劑揮發,無溶劑殘留,尤其適用于食品、藥品包裝印刷。但是它依然存在油墨干燥速度慢,干燥能耗高,生產效率低,成本高等問題,急需研究解決。
文章最后總結,水性油墨的開發符合市場要求,也能適應市場要求。他認為,隨著工業經濟的快速發展,國家節能減排壓力的增加,在印刷材料上必然需要環保型的凹印水性油墨。
凝聚團隊 重產學研合作
通過調研,陳廣學發現珠江三角洲的印刷產業總產值占全國的三分之一。其中,數碼印刷飛速發展,并以其高效節能、可變數據等特點成為印刷行業的大熱門。他認為,傳統印刷有十多個環節,只能大量印刷,資源污染、浪費嚴重;而數碼印刷只要輸出數據即可進行操作,而且輸出數據和數量靈活多變,不會產生廢氣廢水,具有廣闊的發展前景。
但是,如今數碼印刷的核心技術均被國外企業壟斷,以致國內90%的數字印刷機都需要從日本、美國等發達國家引進。雖然國內有少數擁有數字印刷自主研發設備的公司,但是國內數字印刷行業的研究人才依然緊缺。