Drupa 2016: La transformación digital de la impresión industrial

Por Ron Gilboa, director del servicio de asesoramiento sobre producción e impresión industrial de InfoTrends

Desde tiempos inmemoriales, el ser humano ha buscado maneras de embellecer el entorno y enriquecer su vida con la ayuda de la decoración. Las personas han usado jeroglíficos decorativos, pinturas y palabras escritas en blanco y negro o color para ilustrar su estilo de vida o bien con un propósito funcional. (Por ejemplo, el color verde significa «adelante».) Innovadores de todo el mundo buscan siempre maneras de colocar materiales decorativos y funcionales en los objetos y las superficies de nuestro día a día. Algunos de estos diseños están concebidos para transmitir un mensaje, mientras que otros están pensados para crear un efecto visual impactante o mejorar su utilidad. Todo empezó con la xilografía en papel y tejidos, hasta que llegó la invención que lo cambió todo en 1440: la imprenta con tipos móviles de Gutenberg.

Desde que Gutenberg revolucionó la impresión hace 575 años, este proceso de fabricación se ha desarrollado hasta convertirse en una técnica de deposición precisa de colorantes o materiales para numerosas aplicaciones gráficas e industriales. Las tecnologías de artes gráficas han evolucionado para producir contenido impreso que se usa para compartir información, hacer publicidad, educar e imprimir diversos documentos de uso común. Por su parte, la impresión industrial sirve para embellecer numerosas superficies de nuestro día a día, como envases de productos o elementos decorativos, o para producir materiales funcionales para la industria electrónica, por ejemplo. Las aplicaciones de impresión industrial se han producido tradicionalmente con diversas técnicas de impresión analógica, como el offset, el huecograbado, la flexografía y la serigrafía. La gama de aplicaciones es enorme, desde tejidos hasta cerámica, pasando por suelos, laminados, vidrio, madera, interruptores de membrana, componentes electrónicos impresos, envases e incluso materiales biomédicos.

Efectos de la personalización masiva

El motor de estos avances fue la necesidad de producir en serie elementos impresos como los libros o los bienes de consumo envasados que las grandes marcas comercializan a gran escala. Artículos como las prendas de ropa, los laminados decorativos, los azulejos cerámicos y los envases de productos llegaron a los consumidores gracias a los procesos y las tecnologías de producción masiva. Pese a que la fabricación en masa disminuye el precio unitario, requiere una gran inversión en capacidad productiva, así como una cadena de suministro adecuada para gestionar la entrada y salida de materiales y bienes.

Según nuestros cálculos, la producción masiva mundial de productos decorativos representa menos de medio billón de dólares en artículos fabricados.

Sin embargo, el deseo cada vez mayor de personalizar lo que nos rodea, junto con las innovaciones incesantes en los ámbitos de las ciencias de los materiales y la tecnología de deposición digital de materiales, es uno de los factores principales que impulsan la transición de la producción masiva a la personalización en masa. Esta transición ofrece tanto a consumidores como a responsables de compras los medios para personalizar el entorno con imágenes de marca o superficies decorativas que reflejen su gusto y sensibilidad visual. Hoy en día, las impresiones digitales se usan cada vez más para hacer posible la personalización masiva, al tiempo que proporcionan otras ventajas, como la eficacia operativa de la producción y la reducción de los efectos sobre el medio ambiente.

Impresión industrial en la era digital

Hace una generación, la impresión digital apareció con una serie de tecnologías que permitían adoptar nuevos procesos de producción integrados y personalizar productos. Aunque estos primeros avances eran prometedores, a menudo resultaban caros y no proporcionaban una calidad aceptable para el usuario final. Una de estas tecnologías primerizas era la impresión por inyección de tinta. Durante muchos años, los equipos de impresión por inyección de tinta, como las tecnologías de gota a demanda y de inyección de tinta continua, se las vieron y se las desearon para penetrar en los mercados, ya que eran caras, tenían problemas de fiabilidad y ofrecían un abanico limitado de materiales y tintas. Estos factores restringían la gama de aplicaciones que podían producirse.

En las últimas dos décadas, avances tecnológicos en los materiales y los cabezales de impresión han permitido sacar al mercado varios productos que han transformado la dinámica del sector para permitir la personalización masiva de productos gráficos mediante la tecnología de inyección de tinta. Además, estos cambios ahora están llegando a la producción industrial. En esencia, estas soluciones por inyección de tinta permiten a los fabricantes producir artículos de calidad y al mismo tiempo beneficiarse de las ventajas operativas de la impresión digital.

No obstante, por muy importante que sea la eficacia operativa, es solo uno de los factores que potencia el crecimiento en el mercado. La capacidad de fabricar series cortas de productos de manera rentable está democratizando el proceso creativo. En un mercado en que la impresión necesita menos preparación y los inventarios se están reduciendo de manera considerable, las marcas y los diseñadores tienen libertad para probar nuevos productos, materiales y tecnologías de fabricación que no necesitan una inversión tan elevada como los productos fabricados de forma masiva. Con el impulso de internet, estos productos generan demanda de una serie de aplicaciones que antes no estaban al alcance de los consumidores y las empresas que venden a otras empresas. Estas oportunidades, generadas por el mercado y complementadas por las ventajas operativas, pueden potenciar el crecimiento rentable de empresas pequeñas y grandes.

Panorama industrial

La tecnología de impresión abarca un abanico amplio de sectores, como la comunicación gráfica, los envases, la impresión decorativa y la impresión funcional. Estos mercados tienen en común la necesidad de depositar una serie de materiales, como aglomerantes de tinta y sustancias funcionales, en diversos tipos de superficies, como hojas de papel u objetos impresos en 3D. Es habitual que las tecnologías salten de un mercado a otro. Así, una tecnología desarrollada en un principio para un segmento concreto empieza a usarse en otro y se modifica para adaptarse a los requisitos específicos de éste. Aunque la revolución digital ha seguido varios caminos, de momento el más habitual es el de la comunicación gráfica. En este segmento, la impresión digital a demanda está bien asentada, con más de mil millones de impresiones A4 al año. El uso de la tecnología ahora está extendiéndose a segmentos industriales como el envasado, la impresión decorativa y la impresión funcional.

Para conocer mejor las tendencias que afectan a los distintos segmentos, veamos una breve descripción de los mismos y algunos ejemplos que ilustran la gama de soluciones disponibles.

Packaging

El sector de los envases y embalajes es una industria gigante con unos ingresos relacionados de 368 mil millones de euros en todo el mundo según estudios sectoriales de 2014 de InfoTrends. Las aplicaciones van desde sencillas cajas de cartón ondulado marrones hasta etiquetas galardonadas para productos de gama alta. En los últimos años, se han desarrollado mucho las soluciones de impresión digital en color electrofotográficas y de inyección de tinta. Éstas representaron un volumen de producción de alrededor de mil millones de metros cuadrados en 2014, que se prevé que alcance los dos millones de metros cuadrados en 2019, lo que supone una tasa de crecimiento compuesto anual del 23%. Gracias a la nueva generación de impresoras por inyección de tinta, el mercado ahora abarca las cajas plegables, los envases flexibles, el cartón ondulado y la impresión directa sobre envases. Estos equipos no solo sirven para producir pruebas, sino que forman parte de líneas de producción totalmente integradas. Existen proveedores importantes que ofrecen soluciones para producir material de caras para cartón ondulado o imprimir cajas y expositores de cartón ondulado en formato plano, con velocidades que superan los 200 m/min.

La impresión directa sobre envases es otro ejemplo de tecnología emergente en la que las artes gráficas, la innovación y los proveedores se dan la mano para atender ?como nunca hasta ahora? la demanda de impresión personalizada. Pensemos por ejemplo en una conocida marca de cerveza que ofrece botellas personalizadas con impresión digital y vinculadas a una campaña de realidad aumentada. No es que sea un concepto completamente nuevo, salvo por el hecho de que se trata de una gran empresa que puede realizarlo a escala industrial.

Impresión en 3D

La industria de la impresión tridimensional es un sector enorme con muchas tecnologías, aplicaciones, materiales, precios y soluciones. Entre las tecnologías de impresión 3D actuales, se hallan la inyección de aglutinante, el procesamiento digital de la luz, la fusión por haz de electrones, la fabricación de filamentos fundidos, la inyección de material, el laminado por deposición selectiva, la sinterización selectiva por láser y la estereolitografía. Todas tienen sus pros y sus contras, y es probable que esta lista siga creciendo, ya que cada vez son más los proveedores que entran en este sector. El mercado se divide en tres categorías de productos: industrial, profesional y personal. Algunas aplicaciones habituales de las impresoras 3D son los prototipos, los moldes, los troqueles y también objetos listos para usarse. Casi todas las industrias utilizan estas aplicaciones para producir objetos, que van desde los productos diminutos para investigación hasta piezas de aviones. El sector está evolucionando con rapidez y no pasa un día sin que nos cuenten un nuevo avance que hace posible otra aplicación interesante. El atractivo de la impresión 3D está en sus ventajas: pocas mermas, ciclo de comercialización corto y posibilidad de producir diseños propios.

Electrónica impresa

En la electrónica impresa, se emplean técnicas de impresión tradicional para producir dispositivos eléctricos en diversos soportes. Los circuitos eléctricos se han impreso mediante serigrafía, flexografía, huecograbado y litografía offset durante muchos años, y con inyección de tinta también desde hace unos años. Las tintas, funcionales desde el punto de vista eléctrico, se depositan en el soporte para crear dispositivos activos o pasivos, como resistencias o transistores de película delgada. La electrónica impresa se emplea en pantallas flexibles, etiquetas inteligentes, pósters decorativos/animados y ropa deportiva.

Un ejemplo en el que la tecnología digital se está postulando como alternativa a soluciones más complejas y caras es la creación de componentes de pantallas con leds orgánicos (OLED).

La impresión digital de pantallas está a la vanguardia de la innovación. No obstante, la deposición digital de materiales funcionales lleva desarrollándose desde principios de la década de 1990 y hoy en día se emplea en varias aplicaciones, como las etiquetas RFID (identificación por radiofrecuencia), los tejidos inteligentes y muchos otros elementos eléctricos impresos. Con todo, técnicas de impresión tradicional como la flexografía y la fotolitografía aún se usan para producir grandes volúmenes de componentes eléctricos impresos. Por lo tanto, es un sector con muchas posibilidades de crecimiento para los proveedores de impresión especializados.

Resumen

La impresión industrial es una actividad que lleva décadas realizándose con técnicas tradicionales. El valor de sus productos supera con creces el valor directo de la impresión por sí sola. Se calcula que la impresión representa entre un 25 y un 30% del valor, pero el porcentaje varía considerablemente según el segmento de mercado. El consumo y la demanda de productos duraderos y efímeros de ámbitos como el packaging, los tejidos y la decoración del hogar fomentan el crecimiento en todos los segmentos. Por tanto, la expansión o el declive de la impresión industrial depende en gran medida de la economía global y de los hábitos de consumo de cada zona.

La productividad, la demanda y el deseo cada vez mayor de personalización masiva son terreno abonado para la aparición de tecnologías de impresión digital innovadoras. La impresión por inyección de tinta es la tecnología dominante en este periodo de transición. Tras varias décadas de desarrollo de técnicas de inyección y de la ciencia de los materiales, están surgiendo tecnologías que permiten depositar materiales para diversas aplicaciones, como los envases, la cerámica, los tejidos, los objetos tridimensionales y los componentes electrónicos. En la feria drupa de 2016, que se celebrará en la ciudad alemana de Düsseldorf, el mundo se reunirá para explorar y conocer las últimas innovaciones en impresión y deposición de materiales. Sin duda, muchas de éstas procederán de los ámbitos de la impresión industrial y funcional.
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