Drukowanie cyfrowe

1. Streszczenie

Drukowanie cyfrowe to nowoczesna technologia, która zrewolucjonizowała branżę poligraficzną, eliminując konieczność drukowania z form drukowych. Proces ten polega na przesyłaniu danych bezpośrednio z komputera do maszyny drukującej, co skraca czas realizacji zamówienia do minimum, umożliwia drukowanie niskich nakładów oraz zmiennych danych. Dzięki temu drukowanie cyfrowe idealnie wypełniło niszę produkcyjną, nieosiągalną lub nieopłacalną dla klasycznych technik drukowania. Druk cyfrowy znajduje zastosowanie m.in. w produkcji książek, opakowań, etykiet, materiałów reklamowych i dokumentów transakcyjnych. Technologia ta umożliwia ekonomiczną realizację krótkich i spersonalizowanych serii, ograniczenie kosztów magazynowania oraz produkcję na żądanie. Największy potencjał wzrostu druku cyfrowego obserwowany jest obecnie w sektorze książek i opakowań. W artykule porównano udział drukowania klasycznego i cyfrowego. Przedstawiono krótką charakterystykę dwóch najważniejszych technik drukowania cyfrowego - elektrofotograficznego i drukowania natryskowego (ink-jet) i porównano ich możliwości, wady i zalety. Przedstawiono kluczowe perspektywy rozwoju obydwu technologii.    

2. Definicja drukowania cyfrowego

Poligraficzne sposoby drukowania dzielą się na dwie podstawowe grupy: klasyczne (inaczej tradycyjne lub analogowe np.: offset, fleksografia, rotograwiura, sitodruk i in.) i cyfrowe (elektrofotografia, drukowanie natryskowe i in.). Z technologicznego punktu widzenia kluczowa różnica między nimi polega na obecności lub braku materialnej formy drukowej, której zadaniem jest przenoszenie farby na podłoże (bezpośrednio lub pośrednio). W klasycznych metodach są obecne formy drukowe, a w procesie drukowania występuje docisk formy do podłoża (lub powierzchni pośredniej). Drukowanie cyfrowe – jest to nowoczesna technologia drukowania, która odbywa się na podstawie danych w pliku cyfrowym bez stosowania formy drukowej, w klasycznym jej rozumieniu. W literaturze angielskojęzycznej używa się nazwy non impact printing (NIP) lub najczęściej digital print oraz computer-to-print.

Rys. 1. Podział na techniki drukowania klasycznego i cyfrowego. Źródło: [Svitlana Khadzhynova, Stefan Jakucewicz: Sposoby drukowania cyfrowego. Monografia. Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, Łódź, 2016.]

3. Rynek i zastosowania

Brak formy drukowej w procesie drukowania cyfrowego jest powodem szeregu zalet cyfrowych technik drukowania. Produkcja form drukowych wymaga dodatkowego, specjalistycznego i dość drogiego sprzętu, który zajmuje cenną przestrzeń w zakładzie. Wymaga również czasu i zasobów ludzkich. W trakcie niektórych etapów wykonania form drukowych mogą być używane niebezpieczne substancje chemiczne, które należy zutylizować. Wreszcie i być może najważniejsze, po zainstalowaniu formy w maszynie drukarskiej, potrzebny jest czas i materiały, aby doprowadzić proces drukowania do jakości produkcyjnej. Na przykład, w arkuszowym drukowaniu offsetowym proces narządu może wymagać od 20 do 100 dodatkowych arkuszy podłoża.

Właśnie dlatego tradycyjne technologie zazwyczaj nie pozwalają na efektywny druk krótkich serii i, co równie ważne, wymuszają korelację między wielkością nakładu a kosztem odbitki: im większy nakład, tym koszt pojedynczej odbitki będzie mniejszy. Poza tym, obecność formy drukowej nie pozwala na drukowanie danych zmiennych: można drukować tylko obraz, który jest na formie, czyli informację stałą dla całego nakładu.

Technologie druku cyfrowego nie wymagają fizycznej formy drukarskiej – obraz cyfrowy z pliku jest bezpośrednio kierowany do maszyny drukującej i na podłoże. Zalety są oczywiste: wysoka wydajność (przy małych i średnich nakładach), możliwość personalizacji każdego produktu oraz niezależność kosztów od nakładu. Na rys. 2 przedstawiono udział druku cyfrowego w porównaniu z drukowaniem klasycznym, który nie jest imponujący. Ale są kraje, w których udział drukowania cyfrowego jest znacznie wyższy niż średnia światowa, należą do nich przede wszystkim USA, gdzie udział drukowania cyfrowego wynosił w 2024 r. wynosił 26% (ze względu na ilość wydrukowanych odbitek) i 28% (ze względu na koszt wydrukowanych odbitek). Wysoki udział drukowania cyfrowego poza Ameryką Północną ma miejsce w Europie i w Azji (rys. 3) [Paul Ewing,  Sean Smyth. The Future of Digital Print: Long-Term Strategic Forecasts to 2029. Smithers Pira, 2019. https://h20195.www2.hp.com/v2/getpdf.aspx/4AA8-0387ENW.pdf, Digital Printing Market Size, Share, and Trends 2025 to 2034. https://www.precedenceresearch.com/digital-printing-market,Production Digital Printing 2026: Accelerating Toward a Smarter, More Connected Future https://canonproductionprint.com/sites/default/files/2025-12/Production-Digital-Printing-2026-Accelerating-Toward-a-Smarter-More-Connected-Future-WP.pdf].

Rys. 2. Udział drukowania cyfrowego w porównaniu z drukowaniem analogowym: a – pod względem ilości produkcji; b – analogowym pod względem wartości wyprodukowanej produkcji. Źródło: [Paul Ewing,  Sean Smyth. The Future of Digital Print: Long-Term Strategic Forecasts to 2029. Smithers Pira, 2019. https://h20195.www2.hp.com/v2/getpdf.aspx/4AA8-0387ENW.pdf]

Rys. 3. Digital Printing Market Size, Share, and Trends 2025 to 2034. Źródło: [Digital Printing Market Size, Share, and Trends 2025 to 2034. https://www.precedenceresearch.com/digital-printing-market]

Metodą drukowania cyfrowego można zadrukować bardzo szeroką gamę produktów: drukowanie komercyjne, etykiety i opakowania; książki i fotoksiążki; czasopisma i gazety; katalogi, mailing bezpośredni i druk transakcyjny; druk dokumentów zabezpieczonych. Zalety drukowania cyfrowego są oczywiste:

• w zakresie produkcji wydawniczej: książki drukowane na żądanie pozwalają wydawcom drukować mniejsze nakłady, redukując koszty magazynowania i ilość odpadów. Self-publishing również pojawił się i rozwija dzięki dostępności drukowania cyfrowego.
• w zakresie produkcji opakowań: drukowanie cyfrowe umożliwia markom tworzenie spersonalizowanych i limitowanych opakowań, zwiększając zaangażowanie konsumentów i wyróżniając markę.
• w zakresie produkcji reklamowej – spersonalizowane materiały marketingowe, takie jak mailing bezpośredni i materiały promocyjne, korzystają z elastyczności i precyzji druku cyfrowego.

Udział drukowania cyfrowego jest różny w produkcji tych produktów. Drukowanie transakcyjne i fotoproduktów (fotoksiążek i charakteryzuje się wysokim udziałem druku cyfrowego – wszystkie druki transakcyjne zawierają zmienne dane, podczas gdy fotoksiążki są zazwyczaj produkowane w bardzo krótkich seriach lub na zamówienie. Na drugim końcu znajduje się produkcja katalogów i gazet drukowanych cyfrowo, produkcja ta posiada również bardzo ograniczony potencjał wzrostu. W sektorze opakowań i książek druk cyfrowy stanowił mniej niż 5,0% produkcji drukowanej w 2019 r., ale ma znaczny potencjał wzrostu. W 2029 r. książki drukowane cyfrowo będą stanowić 21,8% rynku pod względem wolumenu i 61,2% pod względem wartości, podczas gdy opakowania zadrukowywane cyfrowo wzrosną z 0,5% wolumenu w 2019 r. do 2,7% w 2029 r. [Paul Ewing,  Sean Smyth. The Future of Digital Print: Long-Term Strategic Forecasts to 2029. Smithers Pira, 2019. https://h20195.www2.hp.com/v2/getpdf.aspx/4AA8-0387ENW.pdf].

4. Elektrofotografia

Do technik drukowania cyfrowego należą: elektrofotografia, drukowanie natryskowe (ink-jet), termografia (termotransfer i termosublimacja) magnetografia i inne. Ale największe rozpowszechnienie znalazły dwie techniki drukowania cyfrowego elektrofotografia i drukowanie natryskowe ink-jet.

Rys. 4. Dwie główne techniki drukowania cyfrowego. Źródło: [Paul Ewing,  Sean Smyth. The Future of Digital Print: Long-Term Strategic Forecasts to 2029. Smithers Pira, 2019. https://h20195.www2.hp.com/v2/getpdf.aspx/4AA8-0387ENW.pdf]

Proces drukowania cyfrowego zaczyna swój rozwój pod koniec XX wieku wraz z pojawieniem się biurowych drukarek laserowych (elektrofotograficznych) i natryskowych (ink-jet). Od 1993, kiedy to na targach IPEX zaprezentowano maszyny elektrofotograficzne do druku wielobarwnego: Indigo E-Print 1000 i Xeikon DCP-1, bierze swój początek technologia drukowania cyfrowego do celów poligraficznych – mówimy o pojawieniu się cyfrowych maszyn drukarskich. W cyfrowych maszynach drukarskich osiągnięto wymagany poziom jakości nadruku i uzyskano zwiększony poziom wydajności procesu drukowania w odróżnieniu od drukarek biurowych. Od początku lat 2000-ch zaczyna się ekspansja drukowania natryskowego.

Proces cyfrowego drukowania elektrofotograficznego (ang. Electrophotography) bazuje na zastosowaniu warstw fotoprzewodzących i składa się z kilku kolejno następujących po sobie etapów (rys. 5): ładowania warstwy fotoprzewodzącej (1), naświetlania obrazu (2), wywoływania (3), przenoszenia tonera na zadrukowywane podłoże (4), utrwalania nadruku na odbitce (5). Na etapie ładowania powierzchnia warstwy fotoprzewodzącej jest pokrywana równomiernie ładunkami elektrycznymi, a na etapie naświetlania określone miejsca zostają rozładowane (za pomocą promieni lasera lub diod LED). Pozostałe ładunki tworzą tzw. elektrostatyczny obraz utajony, który zastaje wywołany za pomocą naładowanego proszku (tonera). Na podłoże zadrukowywane toner przenosi się w polu elektrostatycznym, a utrwalenie nadruku odbywa się na skutek działania ciepła. W maszynach elektrofotograficznych można stosować toner w postaci suchej oraz ciekłej. To właśnie ciekły toner odpowiada za najwyższą jakość nadruku. Początkowo stosowany format druku SRA3 został zwiększony we współczesnych maszynach do formatu B2 i B1 [Svitlana Khadzhynova, Stefan Jakucewicz: Sposoby drukowania cyfrowego. Monografia. Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, Łódź, 2016.]. Jeszcze do niedawna drukowanie elektrofotograficzne miało największe zastosowanie wśród technik drukowania cyfrowego, ale obecnie ustępuje miejsca drukowaniu natryskowemu (rys. 6).

Rys. 5. Podstawowe etapy w drukowaniu elektrofotograficznym. Źródło: [Svitlana Khadzhynova, Stefan Jakucewicz: Sposoby drukowania cyfrowego. Monografia. Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, Łódź, 2016.]

Rys. 6. Udział elektrofotografii i drukowania natryskowego (ze względu na koszt produkcji). Źródło: [Paul Ewing,  Sean Smyth. The Future of Digital Print: Long-Term Strategic Forecasts to 2029. Smithers Pira, 2019. https://h20195.www2.hp.com/v2/getpdf.aspx/4AA8-0387ENW.pdf] 

5. Drukowanie natryskowe

Drukowanie natryskowe (ang. ink-jet) jest realizowane za pomocą cyfrowych urządzeń drukujących, które są wyposażone w specjalne głowice natryskowe z dyszami, z których w odpowiednim momencie (zgodnie z obrazem oryginału cyfrowego) wyrzuca się krople atramentu. Praca głowic drukujących jest sterowana komputerem, a kropla powstaje w momencie, kiedy elektroniczny układ sterujący wysyła do głowicy sygnał w postaci impulsu elektrycznego. Jakość druku natryskowego poprawiła się na przestrzeni lat, dlatego coraz więcej nakładów druku przechodzi z druku elektrofotograficznego na druk natryskowy ze względu na wydajność i koszty. W drukowaniu natryskowym mogą być stosowane dwa rodzaje głowic: nieruchome typu Single Pass oraz ruchome typu Scannig head. Głowice typu single pass zapełniają największa wydajność procesu drukowania, a glowice typu scannig head stosowane są głównie w drukowaniu wielkoformatowym. Obecnie drukowanie natryskowe jest najbardziej dynamicznie rozwijającą się techniką drukowania [Svitlana Khadzhynova, Stefan Jakucewicz: Sposoby drukowania cyfrowego. Monografia. Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, Łódź, 2016.].

Poza takimi oczywistymi zaletami drukowania cyfrowego jak drukowanie zmiennych danych (VDP), drukowanie krótkich nakładów i drukowanie na żądanie (POD) drukowanie natryskowe charakteryzuje się:

• płynną integracją z cyfrowym procesem druku. Druk cyfrowy integruje się z cyfrowym procesem produkcji, zwiększając wydajność i redukując liczbę błędów. Pliki cyfrowe można przesyłać bezpośrednio do maszyny drukującej, eliminując potrzebę wykonywania etapów pośrednich, takich jak tworzenie form drukowych. Ta integracja upraszcza proces produkcji, zapewniając krótszy czas realizacji i niższe koszty.
• mniejszym negatywny wpływ na środowisko. Druk cyfrowy ma mniejszy negatywny wpływ na środowisko niż tradycyjne metody druku. Zmniejsza ilość odpadów, drukując tylko potrzebną ilość, i minimalizuje zużycie chemikaliów i wody. Co więcej, postęp w dziedzinie ekologicznych atramentów i tonerów dodatkowo zwiększa zrównoważony rozwój druku cyfrowego.

Pomimo licznych zalet, drukowanie cyfrowe niesie ze sobą pewne wyzwania. Koszty jednostkowe dużych nakładów mogą być wyższe niż w przypadku metod tradycyjnych, a ponadto występują ograniczenia dotyczące rozmiaru wydruku i kompatybilności nadruku z podłożem. Problemem może być osiągnięcie spójnego dopasowania kolorów wydrukowanych na różnych urządzeniach drukujących i materiałach [Six trends shaping digital transformation in commercial and industrial print for 2026. 22.01.2026  https://www.konicaminolta.eu/eu-en/igniting-print-possibilites-blog/commercial-printing/six-trends-shaping-digital-transformation-in-commercial-and-industrial-print-for-2026, The Evolution of Packaging: How Digital Printing is Transforming the Industry.  https://atlantic.ca/the-evolution-of-packaging-how-digital-printing-is-transforming-the-industry/].

6. Maszyny, trendy i literatura

Zarówno maszyny elektrofotograficzne jak i natryskowe produkuje się w wersji arkuszowej i zwojowej (rozróżniamy drukowanie wąskowstęgowe i szerokowstęgowe). Poza tradycyjnie zarezerwowanym dla drukowania cyfrowego druku transakcyjnego i transpromocyjnego maszyny cyfrowe drukują typowo poligraficzna produkcję. W zakresie opakowań są maszyny zwojowe do drukowania etykiet i opakowań giętkich oraz maszyny zwojowe i arkuszowe do zadruku tektury lub tektury falistej. W ostatnich latach pojawił się szereg maszyn (drukowania elektrofotograficznego i natryskowego) do uzyskania efektów lakierowania ew. wraz z efektem tłoczenia (gównie maszyny natryskowe) i złocenia (maszyny elektrofotograficzne i natryskowe) [Svitlana Khadzhynova, Stefan Jakucewicz, Svitlana Havenko. Uszlachetnianie druków-lakierowanie. Monografia. Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, Łódź 2025].  

W zakresie drukowania przemysłowego górują maszyny i moduły drukowania natryskowego: możliwy jest nadruk na szkle, tkaninach, ubraniach, płytkach ceramicznych, drukowanie elektroniki i in.

Cyfrowe moduły drukujące są stosowane w maszynach hybrydowych. Definicja maszyny hybrydowej jest dość nieprecyzyjna. Przyjmuje się, że hybrydowa maszyna drukująca – to maszyna łącząca kilka technik drukowania oraz potencjalnie także inne operacje (np. uszlachetnianie po druku), a w kontekście drukowania cyfrowego – to maszyna łącząca druk cyfrowy (przede wszystkim ink-jet) i analogowy. Obecnie rynek maszyn hybrydowych jest niewielki – na całym świecie jest ich zaledwie 98, a roczny przyrost w 2020 r. wyniósł 14 maszyn. Jednak w perspektywie czasu do 2030 r. przewiduje się trzykrotny wzrost rocznych instalacji takich maszyn. Przy tym będą to w większości tzw. prawdziwe maszyny hybrydowe specjalnie zaprojektowane, zintegrowane systemy druku ink-jet UV, obejmujące druk analogowy i cyfrowy, a także funkcje wykańczania on-line [David Zwang. Technology Outlook Week LunchNLearn Webinar Series. PACKAGING IS ESSENTIAL AND TRANSFORMING. May 24, 2023 https://d3a577syzx0or3.cloudfront.net/webinars/2023-technology-outlook-packaging.pdf, I. T. Strategies, Inc. Digital Label Printing Forecast 2025. https://www.it-strategies.com/digital-label-printing-forecast, I. T. Strategies, Inc. Digital Production Label Market – Review of 2020, June 14, 2021. Durst Digital Day 2020].

Elektrofotografia jest bardzo rozpowszechniona – każdego roku sprzedaje się wiele tysięcy kolorowych i monochromatycznych maszyn arkuszowych, ale coraz mniej jest wysokowydajnych maszyn arkuszowych i zwojowych formatu B2. Jednocześnie sprzedaż monochromatycznych zwojowych maszyn drukujących gwałtownie spada, ponieważ zastępują je kolorowe maszyny natryskowe.

W segmencie reklamy zewnętrznej i wewnętrznej druk natryskowy obejmuje obecnie niemal cały rynek. Prawie wszystkie banery, szyldy, witryny sklepowe i materiały do ​​wnętrz są drukowane w tej technologii. Drukowanie natryskowe dynamicznie rozwija się w sektorze książek, druku komercyjnego, etykiet i opakowań. Technika drukowania natryskowego jest bardzo elastyczna i wszechstronna, wykorzystując atramenty wodne, UV i rozpuszczalnikowe na szerokiej gamie podłoży. Umożliwia produkcję wysokiej jakości odbitek, a maszyny drukujące stają się coraz bardziej wydajne (z głowicami typu Single Pass). Systemy druku natryskowego z głowicami typu Single Pass mogą działać szybciej niż kolorowe maszyny elektrofotograficzne.

Nadal obserwuje się wysokie nakłady na badania i rozwój w zakresie technologii druku natryskowego, co będzie powodować dalszy rozwój tej technologii w nadchodzących latach [Paul Ewing,  Sean Smyth. The Future of Digital Print: Long-Term Strategic Forecasts to 2029. Smithers Pira, 2019. https://h20195.www2.hp.com/v2/getpdf.aspx/4AA8-0387ENW.pdf, Digital Printing Market Size, Share, and Trends 2025 to 2034. https://www.precedenceresearch.com/digital-printing-market, Production Digital Printing 2026: Accelerating Toward a Smarter, More Connected Future https://canonproductionprint.com/sites/default/files/2025-12/Production-Digital-Printing-2026-Accelerating-Toward-a-Smarter-More-Connected-Future-WP.pdf].

7. Podsumowanie

Ewolucja druku cyfrowego wywarła głęboki wpływ na tradycyjne metody drukowania i osiągnęła nowe możliwości, które na początku jego rozwoju były niedostępne. Chociaż druk tradycyjny nadal ma swoje zastosowanie w niektórych obszarach, zalety druku cyfrowego w zakresie szybkości, personalizacji i zrównoważonego rozwoju środowiska czynią go dominującą siłą napędową w branży. Wraz z postępem technologia drukowania cyfrowego niewątpliwie będzie odgrywała coraz ważniejszą rolę w przyszłości produkcji poligraficznej.

Rozwój elektrofotografii i druku natryskowego w ciągu najbliższych dziesięciu lat będzie się znacząco różnić. W 2014 roku elektrofotografia była dominującym procesem druku. Jednak druk natryskowy rozwija się szybciej, stając się główną technologią na nowszych rynkach, takich jak drukowanie na tekturze falistej w produkcji opakowań oraz wypierając druk elektrofotograficzny na rynkach, takich jak druk transakcyjny i mailing bezpośredni. W 2019 roku produkcja druku natryskowego wynosiła 55,4% wartości rynku i 53,3% wolumenu. Prognozuje się, że do 2029 roku druk atramentowy wzrośnie do 72,7% wartości i 76,1% wolumenu.
Do 2032 roku rozdzielczość druku natryskowego wzrośnie, a na rynku pojawią się głowice drukujące o rozdzielczości 3000 dpi i wydajności sięgającej 300 m/min i więcej.

W odpowiedzi na dążenie do zrównoważonego rozwoju, atramenty wodne będą stopniowo zastępować atramenty rozpuszczalnikowe. Dostępnych będzie więcej rodzajów papieru i tektury do druku cyfrowego, a nowe technologie farb i powłok/primerów pozwolą drukowi natryskowemu dorównać jakością drukowi offsetowemu przy jedynie niewielkim wzroście kosztów.

Wszystkie te innowacje pomogą drukowaniu ink-jet w dalszym wypieraniu elektrofotografii. Wykorzystanie cyfrowych maszyn elektrofotograficznych będzie bardziej ograniczone w kluczowych segmentach (druk komercyjny, reklama, fotoksiążki i etykiety), ale spodziewany jest pewien wzrost w segmencie opakowań giętkich i tekturowych. Ponadto, segment druku elektrograficznego odnotuje w najbliższej przyszłości wzrost dzięki dalszemu rozpowszechnieniu technologii z ciekłym tonerem (HP Indigo LEPx).