談到紡織行業(yè)，你會想到什么？是高排放量的廢水廢料？還是千篇一律的圖案設(shè)計(jì)？日前，中國第1臺Single-Pass超高速數(shù)碼印花機(jī)在浙江省杭州市投產(chǎn)，正式開啟中國紡織行業(yè)高速數(shù)碼印花之門。這種印花機(jī)的核心技術(shù)——數(shù)字噴墨印花控制技術(shù)，正是由中科院自動(dòng)化所先進(jìn)制造與自動(dòng)化團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)并具備完全知識產(chǎn)權(quán)數(shù)字噴墨印花技術(shù)，具備無需制版、環(huán)保綠色等優(yōu)點(diǎn)，還能實(shí)現(xiàn)柔性制造、按需生產(chǎn)，具備工業(yè)4.0的特點(diǎn)。

從陶瓷到紡織物

數(shù)字噴墨印花技術(shù)被譽(yù)為印花行業(yè)的第三次革命。為了讓這種技術(shù)能夠用于紡織行業(yè)，先進(jìn)制造與自動(dòng)化團(tuán)隊(duì)花費(fèi)了1年多的時(shí)間，克服了諸多技術(shù)難題，研發(fā)了這種印花機(jī)控制系統(tǒng)事實(shí)上，早在2000年左右，先進(jìn)制造與自動(dòng)化團(tuán)隊(duì)就著手于數(shù)字噴墨技術(shù)的研發(fā)，在該領(lǐng)域有著雄厚的技術(shù)積淀。

2012年左右，來自廣東的一家瓷磚印花行業(yè)的龍頭找上門來，希望能夠幫助企業(yè)升級改造，替代傳統(tǒng)的絲網(wǎng)及輥筒印刷流水線。經(jīng)過潛心攻關(guān)，該團(tuán)隊(duì)成功的將數(shù)字噴墨技術(shù)應(yīng)用于陶瓷印花行業(yè)，為陶瓷印刷工業(yè)帶來了革命性的變革。采用該裝備的瓷磚生產(chǎn)企業(yè)顯著提高了產(chǎn)品質(zhì)量與檔次，裝備市場需求強(qiáng)勁。

2015年左右，一家紡織行業(yè)的設(shè)備生產(chǎn)商找到先進(jìn)制造與自動(dòng)化團(tuán)隊(duì)，希望將這種技術(shù)用于印花領(lǐng)域，于是，這才有了中國第1臺Single-Pass超高速數(shù)碼印花機(jī)的誕生。

克服諸多技術(shù)障礙

盡管有著一定的技術(shù)共同性，但紡織物和陶瓷的質(zhì)地并不一樣，對圖案、顏色等的要求也不一樣。在研發(fā)過程中，先進(jìn)制造與自動(dòng)化團(tuán)隊(duì)也做了許多創(chuàng)新。

團(tuán)隊(duì)成員、中科院自動(dòng)化所助理研究員胡建華告訴《中國科學(xué)報(bào)》記者，研發(fā)過程中，他們攻克了高速光柵數(shù)據(jù)處理、高精度同步控制、分布式數(shù)據(jù)處理等技術(shù)難題。團(tuán)隊(duì)提出基于令牌隊(duì)列的分布式高速并行數(shù)字印刷控制架構(gòu)，形成完整解決方案，擁有4項(xiàng)發(fā)明專利，四項(xiàng)軟件著作權(quán)。衣服的圖案有很多種，打印時(shí)對表現(xiàn)力、色彩的鮮艷度和紋理的要求都很高，這就需要高速光柵數(shù)據(jù)處理技術(shù)

而超高速數(shù)碼印花機(jī)往往需要數(shù)十個(gè)彩色噴墨頭來精準(zhǔn)噴墨上色，如何實(shí)現(xiàn)對這么多的噴墨頭的精準(zhǔn)控制，也是一大技術(shù)難點(diǎn)。經(jīng)過攻關(guān)，目前該團(tuán)隊(duì)研發(fā)的這臺印花機(jī)能夠同時(shí)控制200多個(gè)噴墨頭。

目前，英國的數(shù)字噴墨印花技術(shù)在國際上屬于領(lǐng)先水平，相較他們的產(chǎn)品，我們的這種技術(shù)和產(chǎn)品在性能上旗鼓相當(dāng)，而且在本土化、一體化方面還要?jiǎng)龠^他們

助力工業(yè)4.0時(shí)代

在先進(jìn)制造與自動(dòng)化團(tuán)隊(duì)看來，他們的技術(shù)和產(chǎn)品，對于傳統(tǒng)的印染行業(yè)有著非常重要的意義。

“首先，使用我們的技術(shù)和產(chǎn)品，在對紡織物進(jìn)行印染時(shí)無需制版，可實(shí)時(shí)打印，杜絕了制版過程中的廢水、廢料的污染”，先進(jìn)制造與自動(dòng)化團(tuán)隊(duì)介紹，由于采用非接觸打印法，企業(yè)還可以制作三維立體圖案。高精度的數(shù)字噴墨，比傳統(tǒng)的滾筒印花或圓網(wǎng)印花技術(shù)能夠打印更多的顏色，成品率高、坯布、染化料消耗易于控制，能夠減少廢料的產(chǎn)生，環(huán)保程度明顯增強(qiáng)。

同時(shí)，工業(yè)級高速數(shù)碼印花裝備花型富有變化，迎合了“小批量、多品種、短交期”的快時(shí)尚之風(fēng)?！跋M(fèi)者可以通過電腦下單，將圖案傳到服務(wù)器上，廠家就能通過電腦直接下達(dá)指令讓機(jī)器開工印刷。應(yīng)該說，利用該項(xiàng)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)真正的柔性制造，可以實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的按需生產(chǎn)，真正符合工業(yè)4.0的要求。

中國已成為世界紡織品制造加工的最大基地，急需綠色無污染印刷。未來幾年將是我國數(shù)碼印花發(fā)展的黃金時(shí)期，該技術(shù)適應(yīng)印染行業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的迫切需要，將推動(dòng)傳統(tǒng)印染產(chǎn)業(yè)的迅速變革。

下一步，先進(jìn)制造與自動(dòng)化團(tuán)隊(duì)打算將這種技術(shù)擴(kuò)展到包裝、標(biāo)簽等行業(yè)，助力傳統(tǒng)行業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、綠色化生產(chǎn)。