Nowe technologie druku i kierunki rozwoju procesów poligraficznych

1. Streszczenie

Branża poligraficzna przechodzi dynamiczne zmiany dzięki nowym technologiom, które rewolucjonizują sposób wytwarzania materiałów drukowanych. Do kluczowych innowacji i kierunków rozwoju w procesach drukowania należą: zaawansowane techniki drukowania cyfrowego, technologie drukowania hybrydowego, automatyzacja i zastosowanie sztucznej inteligencji, druk interaktywny i rzeczywistość rozszerzona.Nowoczesne maszyny drukowania cyfrowego (natryskowe (ink-jet) i elektrofotograficzne) zapewniają jakość druku porównywalną z tradycyjnym drukiem offsetowym. Dzięki drukowaniu cyfrowemu jest możliwość uzyskania dodatkowej funkcjonalności w postaci spersonalizowanego marketingu bezpośredniego. Poza tym można wydrukować indywidualne opakowanie lub limitowane edycje produktów drukowanych.

Technologie drukowania hybrydowego (druk hybrydowy) integrują w ramach jednego cyklu procesy drukowania klasycznego (fleksograficznego i offsetowego) z cyfrowym drukowaniem, głownie ink-jet. Pozwalają na znaczne obniżenie kosztów złożonych, uszlachetnionych produktów.

Sztuczna inteligencja (AI) wspomaga procesy przygotowania układu publikacji, optymalizacji impozycji i kontroli jakości. Poza tym, AI wspomaga procesy automatyzacji, w tym w procesie drukowania. Z kolei druk interaktywny i rzeczywistość rozszerzona (AR) pozwalają na przekształcenie strony fizycznej produktu poligraficznego w wielofunkcyjny kanał medialny. 

2. Wstęp

Nowoczesne technologie druku (cyfrowe drukowanie, systemy drukowania hybrydowego i sztuczna inteligencja (AI) radykalnie zmieniają branżę poligraficzną. Umożliwiają personalizację, maksymalną automatyzację i wprowadzają rozwiązania przyjazne dla środowiska.

Do kluczowych innowacji i kierunków rozwoju w procesach drukowania należą:

• Cyfryzacja i personalizacja (druk cyfrowy). Zastosowanie cyfrowych technologii drukowania pozwala wyeliminować złożone procesy wykonania form drukowych. Umożliwia wydrukowanie każdej odbitki w unikalny sposób (ze zmiennymi danymi, kodami kreskowymi i QR) bez dodatkowych kosztów. Nowoczesne maszyny natryskowe (ink-jet) i elektrofotograficzne zapewniają odwzorowanie kolorów i szczegółów porównywalne z tradycyjnym drukiem offsetowym. Dzięki drukowaniu cyfrowemu jest możliwość uzyskania dodatkowej funkcjonalności w postaci spersonalizowanego marketingu bezpośredniego. Poza tym można wydrukować indywidualne opakowanie lub limitowane edycje produktów drukowanych.
• Technologia hybrydowa (druk hybrydowy). Polega na integrowaniu procesów drukowania klasycznego (fleksograficznego i offsetowego) z cyfrowym drukowaniem w jednym cyklu. Pozwala na znaczne obniżenie kosztów złożonych, uszlachetnionych produktów.
• AI i automatyzacja. Polega na wykorzystaniu sieci neuronowych do przygotowania układu publikacji, optymalizacji impozycji i kontroli jakości. Zmniejsza do minimum liczbę defektów i przyspiesza zatwierdzanie zamówień. Poza tym sztuczną inteligencją, wspomagane są procesy automatyzacji, w tym w procesie drukowania.
• Druk interaktywny i rzeczywistość rozszerzona (AR). Pozwala na przekształcenie strony fizycznej (nadruku) w wielofunkcyjny kanał medialny. Jest realizowany poprzez integrowanie kodów QR i markerów AR na opakowaniach, wizytówkach, broszurach i in. drukach. Po zeskanowaniu, smartfon użytkownika wyświetla modele 3D, filmy lub jest przekierowywany na stronę internetową.

3. Drukowanie cyfrowe

W drukowaniu cyfrowym trudno mówić o nowych technologiach drukowania, raczej o rozwoju i udoskonaleniu. Technologia drukowania elektrofotograficznego liczy już ponad 30 lat, a w perspektywie czasu przewiduje się jej stopniowy spadek na rzecz drukowania natryskowego (ink-jet). To właśnie drukowanie natryskowe jest przyszłością poligrafii. Ale są oczywiście wyjątki. Takim wyjątkiem można nazwać nanografię, technologię druku opracowaną przez Benniego Landę (Landa Digital Printing). Jest to technologia drukowania natryskowego z pośrednim przenoszeniem obrazu na podłoże za pomocą pasa transferowego i z zastosowaniem wodnych atramentów NanoInk na bazie pigmentu o wielkość kilkadziesiąt nanometrów. Te dwie osobliwości powodują szereg zalet w procesie drukowania i w jakości odbitki. Zastosowanie nanopigmentu powoduje to, że dla uzyskania nasyconych kolorów na podłożu wystarczy bardzo cienka warstwa nadruku (ok. 0,5 µm), a druk za pomocą kolorów CMYK umożliwia odwzorowanie 84% kolorów Pantone – o 30% więcej niż w drukowaniu offsetowym CMYK.

Bardzo aktualnym problemem w drukowaniu natryskowym jest problem uzyskania wysokiego akceptowalnego poziomu jakości nadruków (zwłaszcza za pomocą wodnych atramentów) na różnych rodzajach podłoży (powlekanych i niepowlekanych papierach). Uniezależnienie jakości od rodzaju podłoża jest realizowane we współczesnych maszynach za pomocą:

• stosowania specjalnych powłok (primerów) nanoszonych na papier przed zadrukiem on-line w maszynie drukującej. Primery mogą być nanoszone całopowierzchniowo, za pomocą zespołów druku fleksograficznego (na bazie cylindra anilox) lub wybiórczo (kropla pod kroplę) – za pomocą dodatkowej głowicy druku natryskowego;
• stosowania specjalnych atramentów stałych, które w trakcie drukowania są stapiane i nanoszone w postaci ciekłej. Trafiając na podłoże, kropla atramentu krzepnie i nie penetruje w głąb porowatych podłoży, uzyskując tym samym intensywny nadruk.

Zupełnie inne rozwiązanie zastosowano w maszynach nanograficznych. Zastosowanie specjalnych atramentów i pośredniego przenoszenia atramentu na podłoże w warunkach podwyższonej temperatury (za pomocą podgrzanego pasa (taśmy) transferowego) w przypadku nanografii powoduje przylepienie się atramentu do powierzchni podłoża i tym samym umożliwia osiągniecie dużej intensywności nadruku.  

Rys. 1. Schemat zespołu drukującego maszyny nanograficznej. Źródło: [Landa publishes white paper to explain Nanography. https://www.digitalprintermag.co.uk/news/31724/landa-publishes-white-paper-to-explain-nanography/]

Technologia nanografii od momentu swojego pojawienia się wymagała dużych dodatkowych inwestycji i pomimo unikalnych zalet, firma Landa Digital Printing w 2025 zmuszona była ogłosić niewypłacalność. Na przełomie 2025/2026 r. firma przeszła głęboką restrukturyzację i została w pełni przejęta przez fundusz inwestycyjny FIMI. Maszyny serii Landa S11 i S11P są nadal produkowane, a dotychczasowi klienci mają zapewnione pełne wsparcie serwisowe i dostawy atramentów.

Rozwój drukowania cyfrowego jest ukierunkowany przede wszystkim na zwiększenie jakości drukowania i wydajności. Ważną role w tym odgrywają głowice drukujące ink-jet. Według prognoz przewiduje się w perspektywie do 2032 r. zwiększenie rozdzielczości głowic drukujących do 3000 dpi. Dzięki zastosowaniu dodatkowych kolorów atramentów (CMYK+) zwiększy się gamut drukowanych barw. Atramenty rozpuszczalnikowe zostaną zastąpione bardziej ekologicznymi atramentami wodnymi, a atramenty barwnikowe będą stopniowo zanikać, w miarę jak dominującą rolę będą odgrywać atramenty pigmentowe [Digital printing future. https://www.sappi.com/en-us/insights/articles/digital-printing-future]. 

4. Drukowanie hybrydowe

Innym kierunkiem rozwoju z udziałem cyfrowego drukowania natryskowego jest drukowanie hybrydowe. W maszynach drukowania hybrydowego połączono moduły drukowania cyfrowego (przede wszystkim ink-jet) i sekcje drukujące klasycznych technik drukowania (fleksograficzne lub offsetowe). W raporcie z 2021 roku firmy konsultingowej I. T. Strategies przedstawiono podział cyfrowych maszyn hybrydowych na trzy grupy:

• S3A. Integrated Purpose-Built True Hybrid UVIJ including analog & digital print and conversion capability all in-line - są to specjalnie zaprojektowane, prawdziwie hybrydowe systemy łączące druk analogowy i cyfrowy (ink-jet UV), a także funkcje wykańczania on-line.
• S3B.  Integrated & Modular Semi-Hybrid UVIJ - standalone digital systems with pre- & post-conversion/analog print modules added - półhybrydowe maszyny drukujące integrujące drukowanie ink-jet UV z drukiem analogowym. Są to autonomiczne systemy druku cyfrowego z dodanymi modułami druku analogowego przed drukiem cyfrowym (np. nanoszenia poddruku bieli) i/lub po drukowaniu cyfrowym (np. lakierowanie).
• S3C. Modular Hybrid AQ/UVIJ — IJ engines added to analog conversion presses – są to modułowe maszyny hybrydowe, w których moduł drukowania ink-jet z atramentem wodnym lub UV zainstalowany jest w analogowych maszynach.

Na początkowym etapie rozwoju drukowania natryskowego, dominowało rozwiązanie S3C i stanowiło większość globalnej bazy zainstalowanych maszyn w 2020 roku, z tym, że wolumen ich produkcji był niewielki, a wydajność na maszynę drukującą była znikoma. Tzw. „półhybrydy” serii S3B, które są zasadniczo cyfrowymi maszynami drukującymi atramentem UV z dodanymi analogowymi modułami wykańczającymi, charakteryzują się porównywalną wydajnością z maszyną drukującą. Tymczasem „prawdziwych” maszyn hybrydowych serii S3A w 2020 roku było nadal bardzo niewiele, ale charakteryzowały się imponującymi rocznymi wolumenami druku na maszynę drukującą – wydrukowano na nich dwa i pół razy więcej produkcji niż średnia dla dwóch poprzednich grup. Oczywiście, maszyny S3A to w zasadzie zaawansowane maszyny fleksograficzne ze zintegrowanymi funkcjami drukowania cyfrowego i są droższe niż inne maszyny (przeznaczone głównie do produkcji etykiet). Ich wydajność jest znacznie wyższa niż przeciętnej maszyny cyfrowej, ponieważ sprawdzają się również w przypadku średnich, a nie tylko krótkich serii. Nie są one efektywne w drukowaniu dużych nakładów, przegrywając z zaawansowanymi maszynami analogowymi. Właśnie dlatego ich rynek jest tak mały. Jednak w perspektywie czasu do 2030 r. przewiduje się trzykrotny wzrost rocznych instalacji takiego typu maszyn [Ralf Schlozer. Inkjet Shopping Guide – Label Presses – Part 3: Hybrid. https://whattheythink.com/articles/125358-inkjetinsight-inkjet-shopping-guide-label-presses-part-3-hybrid/, I. T. Strategies, Inc. Digital Label P rinting Forecast 2025. https://www.it-strategies.com/digital-label-printing-forecast , David Zwang. Hybrid Presses: Bobst and the Next Wave. 29.03.2022. https://whattheythink.com/articles/109959-hybrid-presses-bobst-next-wave/]. 

5. Sztuczna inteligencja i automatyzacja w procesach poligraficznych

Sztuczna inteligencja (AI) obecnie stała się już integralną częścią nowoczesnych firm poligraficznych i opakowaniowych. Wykorzystuje się ją przy tworzenie projektów graficznych i na kolejnych etapach produkcji: przy wyborze najodpowiedniejszego procesu produkcyjnego, stosowana jest w systemu zarządzania barwą i przy planowaniu procesów drukowania w celu optymalizacji ciągłości produkcji. Jest również kluczowym elementem współczesnych maszyn, pomagając obsłudze podejmować decyzje w czasie rzeczywistym w oparciu o informacje zwrotne z maszyn. Rosnąca cyfryzacja branży poligraficznej jest czynnikiem wpływającym na wdrażanie sztucznej inteligencji. [The Impact of AI on Printing and Packaging. https://whattheythink.com/articles/122493-impact-ai-printing-packaging/, White Paper: 5 Ways Generative AI Will Transform Packaging by 2030. https://www.smithers.com/en-gb/resources/2023/august/5-ways-generative-ai-will-transform-packaging, Richard Romano. Printing Outlook 2024. 2024 WhatTheyThink. https://d3a577syzx0or3.cloudfront.net/whitepapers/2024-WhatTheyThink-Printing-Outlook-2024.pdf]

Sztuczna inteligencja i automatyzacja w drukarniach. Zastosowanie sztucznej inteligencji (AI) w drukarniach zasługuje na szczególną uwagę. Obecnie wdrażanie AI obserwuje się przede wszystkim w takich obszarach jak przyjmowanie, weryfikacja i śledzenie zamówień, przygotowanie do druku, sterowanie maszyną drukarską oraz w systemach MIS.

Przykładem mogą być chatboty dostępne 24/7, które zapewniają szybką pomoc klientom. AI może sprawdzać pliki pod kątem ich poprawności i zapewniać prawidłowe stosowanie profili barwnych. Sieci neuronowe pomagają poprawić jakość obrazu, wykonywać automatyczną korektę tekstu. Generatywne systemy AI mogą sugerować różne opcje projektowe podczas opracowywania koncepcji produktu drukowanego w oparciu o określone parametry, zapewniając w ten sposób klientowi szeroki wachlarz opcji i przyspieszając proces zatwierdzania projektu.

Systemy konserwacji predykcyjnej oparte na AI są już szeroko stosowane do monitorowania stanu sprzętu i przewidywania potencjalnych awarii. W zarządzaniu procesami sztuczna inteligencja pomaga śledzić kluczowe wskaźniki efektywności, takie jak zużycie materiałów i energii, oraz dostarcza rekomendacje użytkownikowi.

Innym obszarem zastosowania jest marketing, gdzie może uprościć pozyskiwanie, gromadzenie i analizę danych klientów oraz zautomatyzować ważne decyzje marketingowe. Można również rozważyć automatyzację łańcucha dostaw.

AI w przygotowaniu do druku. Firmy opracowujące oprogramowanie do projektowania prac, przygotowania ich do druku i produkcji poligraficznej były jednymi z pierwszych, które wdrożyły narzędzia sztucznej inteligencji do swoich rozwiązań. Na przykład firma Esko, która specjalizuje się w rozwiązaniach do druku opakowań i etykiet, oferuje produkty takie jak Comply, Phoenix i Griffin, które wykorzystują sztuczną inteligencję do rozwiązywania różnych zadań. Obejmuje to sprawdzanie zgodności etykiet z wymogami regulacyjnymi, planowanie nakładów i impozycji etykiet w celu szacowania kosztów, a także automatyzację procesu drukowania.

Pod koniec 2025 r. firma Enfocus wprowadziła Botusa, chatbota opartego na sztucznej inteligencji. Został on zaprojektowany, aby pomagać użytkownikom w korzystaniu z oprogramowania PitStop Pro (programu do weryfikacji i edycji plików PDF). Botus może dostarczać inteligentne rekomendacje w czasie rzeczywistym, upraszczając korzystanie z narzędzi PitStop, usprawniając przepływ pracy i maksymalizując funkcjonalność programu.

Firma Adobe integruje generatywną sztuczną inteligencję ze wszystkimi głównymi narzędziami do projektowania graficznego i przygotowania do druku za pośrednictwem technologii Adobe Firefly. Narzędzia AI, takie jak Adobe Sensei, Stable Diffusion, Midjourney i Dall-E 2, wspomagają tworzenie grafiki i tekstu, ułatwiając tym samym pracę projektantów.

Oprogramowanie hybrydowe PACKZ wykorzystuje narzędzia AI do inteligentnej impozycji z uwzględnieniem parametrów maszyn drukujących i wykańczających, optymalizacji przepływu danych w druku etykiet ze zmiennymi danymi, łączenia wielu małych zleceń w jedną serię oraz wykrywania błędów w plikach PDF.

AI w kontroli jakości w procesach drukowania. Za przykład mogą posłużyć rozwiązania firm X-Rite, AVT, EyeC i Durst. Firma X-Rite (we współpracy z Esko) posiada rozwiązania oparte na sztucznej inteligencji, które upraszczają zarządzanie barwą i integrują się z przepływem pracy w systemach Esko. Esko Print Clone wykorzystuje spektrofotometr X-Rite eXact 2 i łączy sztuczną inteligencję oraz uczenie maszynowe w postaci wbudowanych inteligentnych algorytmów optymalizacji i predykcji. System automatycznie sugeruje zoptymalizowaną krzywą tonalną lub profil ICC bez konieczności ręcznego wyboru.

Firma AVT (Advanced Vision Technology), lider w dziedzinie systemów wizyjnych dla branży poligraficznej, wraz ze swoimi partnerami opracowała Helios AI - kompleksowe rozwiązanie do automatycznej kontroli jakości i zarządzania procesem drukowania. System ten oferuje edycję danych opartą na sztucznej inteligencji. System potrafi identyfikować różne problemy podczas drukowania i wykańczania, zapewniając kompleksową kontrolę jakości i generowanie szczegółowych raportów dla klientów.

Firma EyeC posiada system inspekcji ProofRunner Evo, który wykorzystuje wstępnie wyszkoloną sztuczną inteligencję do inteligentnej inspekcji in-line. System inteligentnie klasyfikuje wady na podstawie zawartości, umożliwiając precyzyjne wykrywanie i automatyczną kategoryzację wszelkich odchyleń od jakości.

System Durst Hawk AI wykorzystuje sztuczną inteligencję i systemy wizyjne do automatyzacji kontroli jakości druku na cyfrowych maszynach drukujących serii Durst Tau RSC. Kluczową cechą systemu jest to, że nie tylko kontroluje on nadrukowany obraz, ale także koryguje błędy druku w czasie rzeczywistym, bez przestojów maszyny i interwencji operatora.

AI w cyfrowych maszynach drukujących. Przykłady zastosowania sztucznej inteligencji w cyfrowych maszynach drukujących zostały zaprezentowane na targach Labelexpo Europe 2025. Oto kilka z nich. Cyfrowa maszyna elektrofotograficzna HP Indigo 6K+ posiada system SmartControlSystem, pakiet narzędzi automatyzacji, zaprojektowanych w celu usprawnienia diagnostyki i poprawy niezawodności maszyn, który jest oparty na sztucznej inteligencji.

Cyfrowe maszyny drukujące serii N firmy Domino Printing Sciences zostały wyposażone w nowy, oparty na sztucznej inteligencji system DFE firmy Sunrise, oferujący ulepszone funkcje rastrowania i kontroli procesu druku. Firma Hybrid Software Helix zaprezentowała swój system SmartDFE, który wykorzystuje sztuczną inteligencję do przewidywania prędkości druku i optymalizacji zadań. System jest już wykorzystywany w cyfrowych maszynach drukujących różnych producentów, w tym Mark Andy, Flora i Weigang.

AI w klasycznych maszynach drukujących. Rosnące znaczenie AI w branży poligraficznej widać również na przykładach głównych producentów maszyn offsetowych, takich jak Heidelberg, Koenig & Bauer, Komori i RMGT. W najnowszych maszynach tych firm położono szczególny nacisk na cyfrowe sterowanie automatyzacją, aby osiągnąć maksymalną autonomię druku. Na przykład, japońska firma Komori korzysta z KHS-AI (Advanced Interface), systemu automatyzacji przygotowania do procesu drukowania, który stale się rozwija, ucząc się na podstawie każdego ukończonego zlecenia.

Zestaw narzędzi do zarządzania przepływem pracy Kyana firmy Koenig & Bauer obejmuje chatbota opartego na sztucznej inteligencji, który zapewnia natychmiastowe wsparcie techniczne zamiast konieczności kontaktu telefonicznego z centrum serwisowym. Sztuczna inteligencja stanowi również rdzeń systemu Automated Smart Assist Printing (ASAP) firmy RMGT, który steruje funkcjami maszyny drukującej: od predefiniowanych ustawień druku po inspekcję odbitek.

W nowych maszynach Heidelberg Speedmaster zostały wbudowane funkcje lub systemy wspomagane AI, które są w stanie automatycznie konfigurować złożone parametry produkcyjne. Podczas produkcji ustawienia i parametry kontroli jakości są najpierw zbierane, a następnie automatycznie analizowane. Wzorce danych są identyfikowane i maszyna sama uczy się ich wpływu na wyniki produkcyjne. Wnioski są wykorzystywane do optymalizacji wydajności i jakości kolejnych zleceń [Ciągła optymalizacja procesów. Sztuczna inteligencja (AI) i Speedmaster. https://www.heidelberg.com/pl/pl/drukowanie/druk_offsetowy/wlasciwosci_speedmasterow/sztuczna_inteligencja_ai.jsp].

Obecnie większość rozwiązań dostępnych na rynku wykorzystuje generatywne, predykcyjne lub preskryptywne modele sztucznej inteligencji lub ich kombinację. Według analityków rynku z Keypoint Intelligence, kolejnym etapem rozwoju systemów opartych na sztucznej inteligencji będzie tzw. sztuczna inteligencja oparta na agentach, która będzie zdolna do proaktywnego i autonomicznego działania. Systemy oparte na tej sztucznej inteligencji będą w stanie planować, dostosowywać i wykonywać złożone zadania przy minimalnej ingerencji człowieka. Nie będą to po prostu złożone narzędzia reagujące na polecenia, ale „cyfrowi współpracownicy” zdolni do zarządzania całymi przepływami pracy, które wcześniej wymagały znacznej koordynacji ze strony człowieka. Rozwój ten sugeruje, że zmierzamy w kierunku przyszłości, w której sztuczna inteligencja nie tylko będzie wspierać rutynowe procesy, ale także będzie je koordynować od początku do końca.

6. Druk interaktywny i rzeczywistość rozszerzona (AR)

Druk interaktywny i rzeczywistość rozszerzona łączą tradycyjne drukowanie z treściami cyfrowymi. Skierowanie kamery smartfonu na statyczny obraz uruchamia animację 3D, wideo lub dźwięk. To zmienia tradycyjne produkty poligraficzne, zwiększając zaangażowanie użytkowników. Markerem jest obraz statyczny nadrukowany na nośniku fizycznym (książka, etykieta, opakowanie i in). Aplikacja (lub strona WebAR w przeglądarce) odczytuje unikalne elementy obrazu za pomocą kamery i na obraz na odbitce nakładana jest warstwa cyfrowa: animacja, dźwięk lub interaktywny przycisk.

Taka integracja pozwala na pokonanie ograniczeń formatów fizycznych: pozwala zmieścić więcej informacji na małej powierzchni drukowanej. Poza tym AR może pomóc w wykrywaniu podrobionych produktów (leków, kosmetyków i in), umożliwiając konsumentom sprawdzenie ich autentyczności poprzez skanowanie opakowania. AR również umożliwia firmom zbieranie cennych danych na temat zachowań konsumentów. Informacje te mogą być wykorzystywane podczas strategii marketingowych.

Rys. 2. Przykład druku interaktywnego. Źródło: [Augmented Reality in Print Media – Blending the Physical & Digital. 05.2024. https://www.plugxr.com/augmented-reality/augmented-reality-print-media/]

Nowoczesne technologie druku zmieniają sposób, w jaki postrzegamy poligrafię. Dzięki takim rozwiązaniom jak druk cyfrowy, hybrydowy czy interaktywny, możliwe jest tworzenie bardziej kreatywnych, trwałych i ekologicznych materiałów. Wybór odpowiedniej technologii zależy od specyfiki projektu, budżetu i oczekiwań dotyczących jakości.

Branża poligraficzna wciąż ewoluuje, a wprowadzane innowacje otwierają nieskończone możliwości. Firmy, które inwestują w nowoczesne technologie, zyskują przewagę konkurencyjną, dostarczając swoim klientom rozwiązania na miarę XXI wieku.