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Cerámica Digital

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La impresión digital abarca muchos mercados y la cerámica no es ajena a estas tendencias, hoy día se pueden imprimir pisos y losetas cerámicas con la imagen que uno desee con menores costos de producción y mayor variedad de colores. Se trata de la impresión directa sobre cerámica aunque hay que aclarar que la cerámica tratada con poliéster también permite imprimir mosaicos y tazas por medio de sublimación por transferencia.

ceramicaLa impresión de inyección digital ha revolucionado la decoración de la cerámica. Hasta hace poco, la principal forma de decorar baldosas era con métodos tradicionales tales como la serigrafía rotativa. Ahora, la impresión de inyección digital es la tecnología estrella, y casi el 50% de la cerámica para decoración se produce con este sistema que permite que los fabricantes de todo el mundo recorten costos de producción, reduzcan desperdicios, aceleren los trabajos en curso, minimicen los stocks de productos acabados y mejoren los plazos de entrega. El cambio a la tecnología digital también hace que sea más fácil producir baldosas de alta calidad que sean más realistas a la hora de representar mármol y otros materiales naturales.

¿Por qué digital?
Minimiza/elimina las repeticiones de patrón.- Tradicionalmente, la circunferencia del tambor establece el patrón de la longitud de repetición, pero con la impresión digital, la longitud del patrón está limitada solo por la memoria de la computadora o por el accionamiento del cabezal, lo que significa que pueden conseguirse patrones y acabados naturales más realistas y hay una mayor flexibilidad en el diseño y potencial creativo (por ejemplo, un baño completo podría ser embaldosado sin repeticiones)

Configuración más rápida.- La configuración y preparación se hace mediante el software de control de impresión, hay menos tiempos de inactividad de la producción y menos desperdicios, haciendo más simple el proceso de imprimir tiradas cortas, incluyendo baldosas individuales.

Mejor gestión del color.- Comparado con los métodos tradicionales, la gestión del color controlada por software es sofisticada y predecible, permitiendo una replicación más precisa de los patrones y colores. Las tintas contienen pigmentos cerámicos vitrificables. El gamut de color está centrado al desarrollo de texturas para uso característico de la industria de recubrimiento para piso y muro.

Reducción de stocks de productos acabados.- La configuración más rápida, los cambios de patrón instantáneos y la gestión del color mejorada significa que no hay necesidad de tiradas de impresión largas o de mantener stocks excesivos de productos acabados o parcialmente acabados, ahorrando en costos de almacenamiento.

Alta calidad, acabado de impresión.- Con la impresión digital pueden producirse piezas de alta calidad y acabados perfectos que son virtualmente indistinguibles de los materiales naturales.

Reducción de roturas de baldosas.- La naturaleza sin contacto de la impresión de inyección digital hace que los casos de roturas sean extremadamente raros, reduciendo así en desperdicios y costos de material.

Impresión sobre baldosas texturadas.-Los cabezales de impresión digital pueden trabajar sobre superficies texturadas. La combinación de la impresión de inyección digital con las texturas produce representaciones más realistas de materiales naturales, aumentando el valor de las piezas. Los cabezales también decoran justo hasta el borde de la baldosa, eliminando los bordes blancos y consiguiendo un aspecto natural y fluido

Mayor elección de tintas para los fabricantes.- Los productores de baldosas de cerámica que usan los sistemas digitales pueden comprar las tintas a diferentes proveedores, en base al precio y rendimiento, Xaar tiene una política abierta con relación a las tintas e invierte sobremanera en la aprobación de una extensa gama de tintas.

Análogo contra digital
Tradicionalmente, las piezas cerámicas se decoran mediante la técnica denominada “tercer fuego”. Este sistema obliga a los azulejos a pasar por tres procesos de cocción. El primero consigue producir el soporte, el segundo vitrifica el esmalte y el tercero fija la decoración.
Al contrario de este sistema, la inyección de tinta en piezas cerámicas se realiza a baja temperatura. Las primeras piezas que se decoraron con esta técnica han cumplido ya una década. En 1998, Kerajet patentó una máquina que permitía imprimir en baldosas cerámicas cualquier imagen seleccionada en un ordenador. En 2005. Durst como fabricante de equipos junto con Torrecid (Empresa española) cómo fabricante de tintas, fritas, esmaltes y engobes, son los primeros en incursionar en este segmento. El sistema, Inkjet, similar al funcionamiento de una impresora, consigue todavía hoy en día “diferenciar y dotar de valor añadido cualquier propuesta cerámica”.
Esta nueva tecnología se está implantando cada vez más en el sector internacional ya que permite que tanto los interioristas como arquitectos y artistas, puedan personalizar a todo color y con resolución fotográfica cualquiera proyecto que se les ocurra, desde murales de cualquier tamaño hasta subir una columna decorada.
En los últimos años los productores cerámicos han tomado conciencia de las ventajas tecnológicas de los procesos de impresión inkjet, así como la absoluta libertad de elección que ofrece en cuanto a decoración o la oportunidad que ofrece para incrementar la eficiencia en los costos de fabricación, para tiradas cortas. Todo ello, genera oportunidades de diferenciación dentro del sector lo que, en conjunción con el continuo aumento de las velocidades de impresión disponibles, gracias a las modernas impresoras cerámicas singlepass, ofrece claras ventajas competitivas.

Sin embargo la adopción generalizada de la tecnología inkjet para la decoración de azulejos y baldosas, no sólo ha sido cuestión de proporcionar máquinas de alta calidad bien diseñadas; las tintas especiales también son indispensables en este área. Este último punto se analiza con más detalle en este artículo, ofreciendo no sólo un análisis de las características especiales que requieren las tintas cerámicas sino también los desafíos que se plantean en la formulación de dichas tintas y el funcionamiento del sistema de suministro de tinta asociado.

Características especiales de la tinta
Las tintas cerámicas difieren significantemente de las tintas de impresión inkjet “convencionales” usadas para la decoración gráfica de papel, plásticos, textiles y similares. Por supuesto las tintas cerámicas son impresas también directamente sobre el material, en este caso sobre el cuerpo del azulejo, pero el subsiguiente proceso de cocción (que alcanza temperaturas de más de 1000 grados C), requiere el uso de materias primas completamente diferentes. Estas materias primas especiales y las consecuencias de su uso se explican a continuación.

Pigmentos inorgánicos
Los azulejos son cocidos a temperaturas muy altas por lo que el uso de pigmentos con suficiente resistencia al calor es esencial. Los sistemas de pigmentos inorgánicos, como son los óxidos metálicos, son los únicos capaces de resistir tales temperaturas. Además, estos pigmentos muestran altas resistencias a la luz y una gran durabilidad de aplicación. El uso de estos pigmentos, en los azulejos impresos digitalmente, permite satisfacer todos los estándares habituales de esta aplicación. No obstante, las propiedades intrínsecas de los pigmentos inorgánicos, como alta densidad, dificultad de molienda y una fuerte tendencia a la sedimentación, generan multitud de desafíos técnicos.

Uno de los principales desafíos se deriva de la tendencia a la sedimentación de las tintas. Esto es debido a la alta densidad de los pigmentos, su tamaño de partícula típico y la carga de pigmento, entre 20 y 40 por ciento del peso para cada color de proceso. Sin embargo, puede ser mantenido dentro de límites razonables, que puedan ofrecer condiciones estables de operación, mediante una apropiada optimización de los procedimientos de dispersión y los sistemas de circulación.

Además de los mencionados aspectos técnicos del proceso, hay también restricciones ecológicas a ser consideradas cuando se trabaja con pigmentos inorgánicos. Por ejemplo, los tonos rojos brillantes se pueden lograr con el uso de pigmentos que contienen cadmio tóxico lo que, sin embargo, entraría en absoluta contradicción con los principios de sostenibilidad. Durst y sus socios han logrado desarrollar una gama de tintas que satisfacen plenamente las exigencias actuales de la industria cerámica sin usar pigmentos poco recomendables.

Líquidos portadores o vehículos
Los pigmentos no son la única área donde las tintas cerámicas difieren completamente de otras tintas inkjet de impresión, los vehículos usados son también muy diferentes. Mientras las formulaciones clásicas de tintas gráficas están basadas en acrilatos, agua o solventes2, glicoles y sistemas de hidrocarbonos, los alcanos y otros compuestos aromáticos sustitutos, han sido adoptados como medios de transporte para las tintas cerámicas. En el transcurso del proceso de cocción se evaporan completamente y lo hacen de manera controlada, de forma que actúan simplemente como un medio transporte para el pigmento. Además, estos líquidos portadores aseguran una correcta reología de la tinta. Su selección y combinación permite, por ejemplo, que la viscosidad de cada tinta cerámica sea deliberadamente especificada, lo cual es un requisito fundamental para lograr procesos de impresión estables en máquinas singlepass.

Desafíos
Las diferencias, arriba explicadas, entre tintas cerámicas y tintas gráficas convencionales no sólo aparecen en cuanto a la forma de uso de otros tipos de materias primas sino que también plantean nuevos desafíos que deben ser atacados para así asegurar una operativa estable en las impresoras cerámicas singlepass. Los factores variables más relevantes son detallados a continuación.

Comportamiento de la viscosidad
Cada tipo de cabezal tiene una ventana de viscosidad característica con la que se logra la mejor estabilidad de operación de la máquina. Por un lado, el respectivo objetivo de viscosidad se logra al seleccionar y combinar los vehículos y por otro tener en consideración los efectos de dilución o espesamiento que resultan de los pigmentos que utiliza y su tamaño y forma de partícula. Para las tintas cerámicas es, por tanto, importante buscar una viscosidad específica durante el proceso de desarrollo de la tinta, de manera que se optimice dentro del rango de dilución espesamiento requerido por la impresora bajo condiciones reales de operación, en lugar de simplemente confiar en unas sencillas mediciones de rutina a bajas tasas de corte, qué únicamente son válidas como mediciones de control de calidad.

Sedimentación
Como se explicaba más arriba, debido a la densidad, el tamaño de la partícula y la carga de pigmentos inorgánicos, las tintas cerámicas tienen tendencia a la sedimentación. Este efecto no puede evitarse por completo, pero la optimización de los procedimientos de dispersión y de los sistemas de recirculación dentro de la impresora pueden asegurar un uso estable y a gran escala de las tintas cerámicas. No obstante el asunto de la sedimentación debe ser muy tenido en cuenta cuando se formula la tinta y ha de ser chequeado específicamente cuando se prueba la tinta cerámica.

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