科创中国

行业领域

新材料技术,无机非金属材料

需求背景

3D印刷是现代印刷工艺的一个分支，它把三维立体成像技术与现代特种印刷工艺融为一体，并在印刷品上完美再现，使平面印刷的图像呈现立体效果。早在上世纪90年代初期，3D印刷就已经进入我国广告市场，但是直到现在，3D印刷仍然只是一个热门的新技术，并没有得到更为普遍的应用，究其原因，主要是传统的3D印刷材料成本昂贵、有最低起印量要求、需要制版(不够环保)等因素制约了3D印刷的发展。

本项目环保高精度纸上3D直接印刷可应用于烟酒、化妆品、高档礼盒纸包装，目的在于解决当前精制纸质包装产品研发和生产能力不足和现有3D印刷采用塑料光栅片的环境污染问题，对减轻包装制品对环境的污染，为行业绿色生产起到了示范作用。

需解决的主要技术难题

要实现纸上3D直接印刷，需解决以下关键技术问题：

（1）首先采用直印，将透明油墨印到满足要求的镜高是一个非常关键的技术问题

由于UV 3D光油光栅的可塑性和传统塑料光栅相比差许多，光栅的镜高越高，其成型难度越大。

根据3D聚焦成像的要求，圆点光栅的镜高要求要比直柱光栅低，也就是说，采用圆点光栅印刷，镜高或许容易实现一些。但从目前来看，采用圆点光栅比较容易实现的是3D背景的印刷，对于图像分层的3D效果，由于其数据计算复杂得多，目前较难采用圆点光栅印刷来实现。除非攻克了这方面的计算方法，采用圆点光栅印刷才会变得更加便捷。如果采用直柱光栅，由于其需要一定高度的镜高，目前来看只能采用凹印来实现。国外的数字“石胶滴”技术，实现镜高完全没有问题，但“石胶滴”的技术也是基于凹印印刷技术，其精度目前来看，还很难满足UV 3D光栅的精度要求。

（2）需要符合纸质包装的实用性要求

3D直接印刷纸质包装需要在提升包装美观度的同时，考虑实用性和生产成本。因此需要通过大量的样品试制和测试，筛选出薄型化设计所需的3D光栅参数。即栅宽的最小精度可以设计成多少可以保证印刷产品的质量，镜高能够设计最低多少，不影响三维视觉效果。

（3）需解决现有胶印机与3D印刷机联机印刷的问题

目前的机组式印刷机，可进行联机印刷、上光、烫金等多种印刷工艺联机，但对于直接3D印刷，套准是一个关键问题，传统3D印刷要有便于套印的特有的规距光栅线，这样才能确保3D印刷的套印精度，否则会直接影响成品率。3D直印技术也不例外。

（4）需解决现有胶印机与3D印刷机联机印刷的问题

3D印刷制品容易出现撞网而影响图像的视觉效果，为此本项目还需开发更精确的胶印机定量供墨系统，应用分离式的移墨装置，避免油墨经管道传输时的滞留及油墨受温度及供墨精度不足造成印刷网点导致撞网。

期望实现的主要技术目标

本项目完成后将研制出环保高精度纸上3D直接印刷制品，可应用于产品标签、包装盒、广告画、说明书等。环保高精度纸上3D直接印刷制品主要技术指标为：

一、外观要求

序号 检测项目 技术要求

1 表面 杂点、杂质 正面不超过2个1mm2或侧面不超过3个1mm2的不明显杂点

  划伤 允许不影响主体图案和3D立体效果的不明显划伤

  裂纹 不允许

  穿孔 不允许

  凹凸、发皱 不允许有明显的凹凸、发皱

  气泡 不允许有明显的气泡

  油污、脏迹 不允许有明显的油污、脏迹

2 印刷 立体图案 有明显立体感

  文字、图案 文字、图案正确无误、清晰，允许不明显的黑影

  颜色 色相均匀

注:“不明显”是指在非阳光直射的自然光或日光灯下,距目0.5m基本看不出来者。

二、印刷质量

序号 检测项目 技术要求

1 套印误差 ≤0.020mm

2 表面耐磨性 ≥70%

（2）经济指标

①年实现销售收入6000万元以上，缴税200万元以上。

②使企业主导产品由平面印刷包装升级为3D立体印刷及包装制品，实现产品的升级换代。生产过程以低挥发性的光油印刷制作3D光栅的印刷机构，解决当前塑料光栅片印刷的环境污染问题，减轻包装制品对环境的污染，为行业绿色生产起到示范作用。

处理进度