MÁY IN VÀ MÃ HÓA SẢN PHẨM: 7 CÔNG NGHỆ, NGUYÊN LÝ VÀ GIẢI PHÁP TỐI ƯU CHO DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT

Máy in và mã hóa sản phẩm đang trở thành yếu tố then chốt trong dây chuyền sản xuất hiện đại. Từ in hạn dùng, số lô đến mã vạch, mỗi sản phẩm đều cần được đánh dấu rõ ràng để truy xuất nguồn gốc, tuân thủ quy định và hỗ trợ hệ thống mã vạch trong logistics. Bài viết này sẽ giới thiệu 7 công nghệ in mã hàng đầu – từ máy in phun công nghiệp truyền thống đến laser tối tân – cùng nguyên lý hoạt động, ứng dụng và giải pháp tối ưu cho từng trường hợp.

1. Giới thiệu về máy in và mã hóa sản phẩm

Trong sản xuất, việc gắn mã (date code, mã lô, mã vạch, v.v.) lên sản phẩm là bước không thể thiếu nhằm đảm bảo truy xuất thông tin và chất lượng. Các máy in và mã hóa sản phẩm chuyên dụng đã ra đời để in ký tự, số liệu, barcode system và hình ảnh trên bao bì với tốc độ cao. Mỗi công nghệ in mã hóa – từ in phun liên tục CIJ, in phun nhiệt TIJ, khắc laser, phun giọt theo nhu cầu DOD, truyền nhiệt TTO, in dán nhãn, đến in phun độ phân giải cao – đều có ưu nhược điểm và lĩnh vực ứng dụng riêng.

Dưới đây, chúng ta lần lượt phân tích 7 công nghệ tiêu biểu, nguyên lý hoạt động và thông số kỹ thuật chính, giúp doanh nghiệp lựa chọn giải pháp máy in và mã hóa sản phẩm tối ưu cho dây chuyền của mình.

2. Công nghệ máy in phun công nghiệp CIJ (Continuous Inkjet)

2.1 Nguyên lý hoạt động của máy in phun công nghiệp CIJ

Công nghệ in phun liên tục CIJ sử dụng một luồng mực lỏng phun ra liên tục từ đầu phun. Mực được bơm qua một vòi phun rất nhỏ, tạo thành dòng tia mực liên tục. Một bộ dao động sẽ làm rung dòng mực, tách thành các giọt mực cực nhỏ với tần số khoảng 60–120 kHz. Các giọt mực này đi qua điện cực để tích điện và tiếp tục bay giữa hai bản điện tích. Dưới tác dụng của trường điện, giọt mực lệch hướng và đáp xuống bề mặt sản phẩm tại vị trí mong muốn, tạo thành ký tự hoặc hình ảnh.

Những giọt mực không cần in sẽ không được tích điện, bay thẳng vào máng thu hồi (gutter) để tuần hoàn lại. Nhờ nguyên lý phun liên tục và điều khiển bằng điện tích, máy in phun công nghiệp CIJ có thể in ký tự không cần tiếp xúc ở tốc độ rất cao trên dây chuyền.

2.2 Ưu điểm của máy in phun công nghiệp CIJ

Ưu điểm nổi bật của CIJ là tốc độ in rất cao và tính linh hoạt. Máy có thể in liên tục 24/7 với tốc độ lên đến >300 m/phút, tương đương khoảng 1.000 ký tự/giây cho in một dòng nhỏ. Điều này cho phép CIJ theo kịp các dây chuyền đóng chai, đồ uống hoặc thực phẩm chạy tốc độ cao. Máy CIJ in được trên hầu hết mọi chất liệu: nhựa, thủy tinh, kim loại, giấy, gỗ, v.v., kể cả bề mặt cong (chai lọ) hoặc không bằng phẳng.

Khoảng cách từ đầu in đến sản phẩm (throw distance) có thể lên tới 10 mm hoặc hơn, nên máy in phun công nghiệp CIJ dễ dàng in trên bề mặt sản phẩm di chuyển không ổn định (ví dụ chai trên băng tải rung lắc nhẹ). Ngoài ra, CIJ hỗ trợ nhiều loại mực nhanh khô, mực gốc dung môi cho nhựa, mực gốc nước cho thực phẩm, thậm chí mực pigment màu trắng, vàng để in trên nền tối. Nhờ đó, CIJ rất đa dụng trong in date code (hạn dùng, ngày sản xuất) trên mọi bao bì. Máy cũng có kích thước nhỏ gọn, dễ tích hợp vào dây chuyền sẵn có.

2.3 Nhược điểm của máy in phun công nghiệp CIJ

Bên cạnh ưu điểm, máy in và mã hóa sản phẩm công nghệ CIJ tồn tại một số hạn chế. Độ phân giải in tương đối thấp – máy CIJ tạo ký tự bằng ma trận chấm (dot matrix), thường cỡ 5×7 hoặc 7×9 chấm, nên chữ in có độ sắc nét vừa phải, khó đạt được mã vạch hoặc đồ họa chất lượng cao. Khi cần in ký tự lớn hơn (ví dụ cao >12 mm), chất lượng nét in giảm đáng kể hoặc phải giảm tốc độ để đảm bảo độ nét. Thông thường máy in và mã hóa sản phẩm CIJ chỉ in tốt tối đa 2–3 dòng chữ nhỏ (~0.5 inch chiều cao).

Nhược điểm khác là chi phí vận hành cao. Máy CIJ tiêu hao nhiều mực và dung môi: mực phải liên tục tuần hoàn nên một phần mực bị lãng phí vào hệ thống thu hồi. Đồng thời, dung môi (make-up) bay hơi nhanh nên phải bổ sung thường xuyên. Chi phí mực và dung môi cộng lại khiến giá thành mỗi bản in tăng lên, đặc biệt trên dây chuyền sản lượng lớn. Máy CIJ cũng yêu cầu bảo trì định kỳ phức tạp: phải làm sạch đầu phun, thay lọc, kiểm tra bơm, van…

Do cấu trúc khép kín và nhiều bộ phận tinh vi (như dây dẫn mực – “umbilical”), việc sửa chữa thường cần kỹ thuật viên chuyên hãng hoặc thay nguyên cụm, tốn kém chi phí. Nếu sử dụng mực pigment (ví dụ mực trắng), đầu phun CIJ dễ tắc mực nếu dừng máy lâu, đòi hỏi quy trình xả rửa rất nghiêm ngặt. Ngoài ra, mực CIJ thường chứa dung môi hữu cơ dễ bay hơi (VOC) nên cần hệ thống hút mùi, đảm bảo an toàn cho người vận hành.

2.4 Ứng dụng máy in phun công nghiệp CIJ trong sản xuất

Với tốc độ và tính linh hoạt, máy in và mã hóa sản phẩm CIJ được sử dụng rộng rãi để in hạn sử dụng, số lô, date code printing trên bao bì sản phẩm tiêu dùng nhanh. Ví dụ, trên dây chuyền đồ uống, CIJ có thể in ngày sản xuất trên chai thủy tinh hoặc lon kim loại khi chai đang chạy qua với tốc độ hàng trăm chai/phút. Trong ngành dược phẩm, máy CIJ in số lô và hạn dùng lên vỉ thuốc, chai lọ. Ngành thực phẩm dùng CIJ in thông tin trên lon sữa bột, hộp bánh kẹo, chai nước chấm, v.v.

Ngoài ra, máy in và mã hóa sản phẩm CIJ còn in logo, biểu tượng đơn giản hoặc mã ca sản xuất lên sản phẩm. Bên cạnh in date code, máy CIJ có thể in mã QR hoặc mã vạch đơn giản dạng một chiều nếu không đòi hỏi độ phân giải cao. Nhìn chung, CIJ phù hợp cho hầu hết ứng dụng mã hóa cơ bản trên bao bì với sản lượng lớn, đòi hỏi thiết bị hoạt động bền bỉ, tốc độ cao.

2.5 Các hãng máy in phun công nghiệp CIJ tiêu biểu

• Cao cấp: Domino (Anh) – Thương hiệu lâu đời với dòng CIJ chất lượng cao, in ổn định 24/7, tốc độ cực nhanh, tích hợp nhiều tính năng thông minh.
• Trung cấp: Linx (Anh) – Máy CIJ thiết kế đơn giản, độ ổn định tốt, chi phí vận hành hợp lý, phù hợp cho doanh nghiệp tầm trung.
• Phổ thông: Citronix (Mỹ) – Dòng CIJ giá cạnh tranh, vận hành dễ dàng, đáp ứng các nhu cầu in date code cơ bản với mức đầu tư thấp.

3. Công nghệ máy in phun công nghiệp TIJ (Thermal Inkjet)

3.1 Nguyên lý hoạt động máy in phun công nghiệp TIJ

Máy in phun nhiệt TIJ (Thermal Inkjet) là một dạng industrial inkjet printer dùng công nghệ nung nhiệt để phun mực. Thay vì dòng mực liên tục như CIJ, TIJ chứa mực trong các hộp mực (cartridge) có đầu phun tích hợp hàng trăm vòi phun siêu nhỏ. Mỗi vòi phun gắn một điện trở cực nhỏ. Khi in, vi mạch điều khiển sẽ đốt nóng điện trở trong thời gian cực ngắn (micro-giây) tạo bong bóng hơi khiến một giọt mực được bắn ra khỏi vòi phun, bám lên bề mặt vật liệu.

Quá trình này diễn ra hàng chục nghìn lần mỗi giây tại hàng trăm vòi, tạo nên bản in có độ phân giải cao. Mỗi hộp mực TIJ thường chứa sẵn ~42 ml mực và đầu phun ~300–600 vòi (ví dụ công nghệ HP). Hộp mực vừa là bể mực vừa là đầu in; khi mực dùng hết hoặc đầu phun khô tắc, chỉ cần thay cartridge mới. Do đó, TIJ không có hệ thống bơm mực tuần hoàn, không có ống dẫn hay bộ phận cơ khí phức tạp. Máy TIJ nhỏ gọn, dạng mô-đun, có thể lắp nhiều đầu in ghép lại để mở rộng độ cao in.

Ví dụ, ghép 2-4 đầu phun TIJ có thể in chiều cao 25.4 mm đến 50.8 mm phục vụ in mã vạch hoặc logo lớn trên thùng carton.

3.2 Ưu điểm của TIJ trong date code printing

Ưu điểm lớn nhất của TIJ là độ phân giải in rất cao. Công nghệ vòi phun vi điện tử cho phép máy TIJ in ở độ phân giải lên tới 600 x 600 dpi, tạo chữ sắc nét tương đương máy in văn phòng. Nhờ đó, TIJ có thể in mã vạch 1D, mã QR, mã DataMatrix nhỏ mà vẫn rõ ràng, đáp ứng các tiêu chuẩn quét của barcode system. Đây là lợi thế quan trọng trong ngành dược phẩm và thiết bị y tế, nơi TIJ thường được dùng in mã DataMatrix siêu nhỏ trên hộp thuốc để truy xuất nguồn gốc.

Máy TIJ cũng hầu như không cần bảo trì: không bơm, không van, không tuần hoàn mực nên rất ít lỗi. Mỗi lần thay hộp mực coi như thay mới đầu in, nhờ đó máy luôn cho chất lượng in ổn định, không lo mòn đầu in theo thời gian. Quá trình vận hành TIJ sạch sẽ và thân thiện: không phát sinh hơi dung môi nhiều, không nhỏ giọt mực thừa ra sàn. Khi cần vệ sinh nhẹ đầu phun, chỉ dùng khăn lau hoặc cồn loãng, không cần hóa chất mạnh.

Một ưu điểm nữa là tính linh hoạt và cơ động: máy TIJ thường nhỏ và nhẹ, có thể gắn trên mọi dây chuyền hoặc lắp trên giá cầm tay để in thủ công. Nhiều dòng TIJ cầm tay chạy pin cho phép mang đi in date code trên thùng hàng trong kho rất tiện lợi.

Thời gian khởi động máy TIJ gần như bằng 0 – bật lên là in, không cần chờ như CIJ phải cân bằng áp suất, làm nóng dung môi. Tổng quan, với tốc độ in khá cao (có thể đạt ~90 m/phút ở độ phân giải 300 dpi) và độ nét vượt trội, TIJ là giải pháp lý tưởng cho in mã chất lượng cao trên bao bì phẳng.

3.3 Nhược điểm của máy in phun công nghiệp TIJ

Dù có nhiều ưu điểm về chất lượng, TIJ cũng có một số hạn chế. Chi phí mực in trên mỗi bản in khá cao do hộp mực TIJ tích hợp đầu phun có giá thành lớn. Dung lượng mực trong cartridge thường nhỏ (42 ml hoặc 370 ml tùy loại), nên nếu in số lượng sản phẩm nhiều, sẽ phải thay mực liên tục. Tính toán cho thấy chi phí mực TIJ để in 1000 bản có thể cao gấp 3–6 lần so với mực in phun piezo sử dụng bình mực lớn.

Vì vậy, TIJ phù hợp hơn cho sản lượng in vừa và nhỏ, hoặc các nội dung đòi hỏi độ sắc nét mà các công nghệ khác không đáp ứng được. Nhược điểm thứ hai là độ bám dính mực TIJ trên một số bề mặt kém hơn CIJ. Mực TIJ (đặc biệt loại gốc nước hoặc mực dye) in trên bề mặt nhẵn như nhựa trơn, kim loại bóng dễ bị bay nếu cọ xát mạnh hoặc gặp ẩm.

Có loại mực TIJ gốc solvent cải thiện độ bám trên nhựa, kim loại, nhưng nhìn chung nếu bề mặt có dầu hoặc quá trơn, mã in TIJ vẫn dễ lau sạch hơn so với mực CIJ gốc dung môi mạnh.

Khoảng cách in hạn chế cũng là điểm yếu: đầu phun TIJ cần cách bề mặt in vài milimét trở lại, sản phẩm phải chạy êm và sát đầu in. Do đó TIJ khó in trên bề mặt cong (ví dụ cạnh chai) hoặc sản phẩm di chuyển rung lắc – những tình huống mà CIJ xử lý tốt. Về tốc độ, mặc dù TIJ có thể theo kịp nhiều dây chuyền, nhưng nếu yêu cầu độ phân giải cao tối đa (600 dpi) hoặc in nhiều dòng, tốc độ phải giảm để đảm bảo chất lượng. Chẳng hạn, in ở 600 x 600 dpi có thể chỉ đạt ~30 m/phút.

Cuối cùng, mực trắng và mực đặc biệt cho TIJ còn hạn chế. Hộp mực màu trắng có trên thị trường nhưng rất dễ tắc nếu không sử dụng liên tục, phải lắc đều và bảo quản nghiêm ngặt, do đó ít thông dụng hơn mực trắng CIJ trong ứng dụng như in trên chai thủy tinh tối màu.

3.4 Ứng dụng của máy in phun công nghiệp TIJ

Với đặc trưng in sắc nét, máy TIJ được ứng dụng nhiều trong việc in mã vạch, QR, thông tin lô sản xuất trên bao bì giấy, thùng carton, tem nhãn. Các nhà máy thực phẩm và dược phẩm thường dùng TIJ để in date code printing cùng mã vạch trên vỏ hộp giấy đóng gói sản phẩm, giúp mã in rõ và đẹp trên quầy kệ bán lẻ. Ngành điện tử cũng sử dụng TIJ để in mã trên linh kiện, bảng mạch (với mực chuyên dụng nhanh khô trên plastic).

Trong đóng gói công nghiệp, TIJ có thể gắn nhiều đầu in trên dây chuyền đóng thùng, in đồng thời mã vạch lớn và thông tin sản phẩm lên thùng carton trước khi xuất xưởng – giải pháp thay thế dán nhãn. Hơn nữa, nhờ tính cơ động, TIJ được dùng để in thông tin tùy biến trong kho bãi, như in mã trên kiện hàng, thùng gỗ hoặc pallet tại chỗ. Mặc dù không đạt tốc độ “chớp nhoáng” như CIJ, máy TIJ đủ sức đáp ứng hầu hết nhu cầu in ấn với tốc độ trung bình-cao, đặc biệt khi chất lượng mã in là ưu tiên hàng đầu.

3.5 Các hãng TIJ tiêu biểu

• Cao cấp: Videojet (Mỹ) – với dòng máy TIJ Wolke danh tiếng, độ phân giải 600 dpi, chuyên dụng cho ngành dược và công nghiệp yêu cầu mã in siêu sắc nét.
• Trung cấp: Anser (Đài Loan) – hãng chuyên về máy in phun nhiệt mã vạch, sản phẩm như Anser U2 nổi tiếng bền bỉ, giá vừa phải, in tốt trên thùng carton.
• Phổ thông: Loogal (Trung Quốc) – thương hiệu cung cấp các máy TIJ giá rẻ, thiết kế cầm tay lẫn gắn cố định, phù hợp cho doanh nghiệp nhỏ với ngân sách hạn chế.

4. Công nghệ máy in laser (Laser Coding)

4.1 Nguyên lý của máy in laser công nghiệp

Công nghệ mã hóa bằng laser hoạt động dựa trên việc dùng chùm tia laser năng lượng cao để tác động lên bề mặt vật liệu, tạo thành vết khắc hoặc biến đổi màu. Máy in laser trong đóng gói thường sử dụng laser CO₂ công suất 10–60 W (bước sóng 10,6 µm) để khắc trên giấy, nhựa, thủy tinh… hoặc laser sợi quang (fiber laser, bước sóng ~1,06 µm) để khắc trên kim loại, nhựa cứng.

Nguyên lý chung: một nguồn phát laser tạo ra chùm tia liên tục, sau đó hệ gương dao động (galvo mirrors) sẽ điều khiển tia laser di chuyển cực nhanh theo hai trục X-Y, quét qua bề mặt sản phẩm theo mẫu đã lập trình (chữ, số, mã vạch, hình ảnh). Tia laser hội tụ tại bề mặt sẽ đốt nóng cực nhanh lớp vật liệu mỏng, làm bay màu (đối với giấy, nhựa), khắc lõm (đối với kim loại, thủy tinh) hoặc tạo phản ứng hóa học đổi màu (đối với nhựa đặc biệt).

Kết quả là thông tin được “in” vĩnh viễn lên sản phẩm mà không cần mực. Máy laser có thể mã hóa sản phẩm đang di chuyển: khi bề mặt sản phẩm chạy qua, tia laser quét ngang để viết từng dòng ký tự. Vì tốc độ tia laser di chuyển rất cao, máy có thể đánh dấu trên sản phẩm mà không cần dừng. Không có bộ phận cơ khí tiếp xúc, nên máy laser mã hóa gần như không phụ thuộc khoảng cách (chỉ cần trong tiêu cự cho trước) và không sợ bề mặt cong hay không phẳng.

4.2 Ứng dụng của máy in laser trong mã hóa sản phẩm

Laser coding đang ngày càng phổ biến nhờ những lợi ích về chất lượng và độ bền mã. Máy in laser có thể khắc hầu hết vật liệu thường gặp trong đóng gói: khắc cháy lớp mực trên giấy bìa carton, khắc đổi màu trên chai nhựa (PE, PVC, PET – có phụ gia hấp thụ laser), khắc thủy tinh (ví dụ in date trên chai bia, chai rượu thủy tinh), khắc trên kim loại (lon thiếc, nhôm) bằng laser sợi quang. Các ngành thực phẩm, đồ uống ưa chuộng laser để in hạn sử dụng trên chai nước, lon nước ngọt nhằm chống nhòe khi gặp ẩm (mã khắc laser không bị lem như mực).

Ngành dược phẩm dùng laser để khắc mã số lô trên vỉ thuốc nhôm hoặc lọ thuốc thủy tinh – đảm bảo mã không thể xóa mà không làm hỏng bao bì. Ngành mỹ phẩm in mã trên chai lọ nhựa để tránh trường hợp tẩy xóa làm giả hạn dùng. Ngoài in date code, máy laser còn in được mã vạch, mã QR nhỏ với độ sắc nét cao, phục vụ truy xuất nguồn gốc cho hàng tiêu dùng nhanh. Ưu điểm không dùng mực giúp laser lý tưởng trong môi trường cần độ sạch sẽ: nhà máy dược, thực phẩm (tránh nguy cơ nhiễm mực).

Đồng thời, bao bì sau sử dụng dễ tái chế hơn vì không có mực in bám trên bề mặt. Tuy nhiên, laser không hiệu quả trên một số vật liệu quá trong suốt (tia laser đi xuyên qua) hoặc không phản ứng (ví dụ nhựa trong suốt không có chất hấp thụ, hoặc bao bì nhiều lớp màng phản xạ). Với những trường hợp này, có thể cần loại laser chuyên biệt (laser UV cho nhựa trong, laser CO₂ công suất cao hơn cho màng nhiều lớp). Nhìn chung, phạm vi ứng dụng của laser rất rộng, đặc biệt khi doanh nghiệp cần mã khắc vĩnh viễn và thẩm mỹ.

4.3 Ưu điểm của máy in laser

Máy in laser vượt trội ở chỗ tạo ra mã in vĩnh viễn và bền nhất trong các công nghệ mã hóa. Vết khắc laser không bị ảnh hưởng bởi ma sát, hóa chất thông thường hay thời tiết. Mã khắc chịu được môi trường khắc nghiệt, đảm bảo thông tin còn nguyên vẹn suốt vòng đời sản phẩm. Điều này quan trọng cho sản phẩm trải qua nhiều khâu vận chuyển, lưu kho – mã không phai mờ giúp tránh giả mạo, nâng cao độ tin cậy. Chất lượng in của laser cũng rất cao: nét khắc mịn, có thể rất nhỏ nhưng vẫn sắc sảo.

Laser dễ dàng tạo các mã 2D (QR, DataMatrix) cỡ nhỏ vài mm với độ chính xác cao, đảm bảo máy quét đọc nhanh. Với văn bản, laser in được font chữ nhỏ đến cỡ 1–2 mm rõ ràng – điều mà CIJ khó đạt được. Về tốc độ, các dòng laser coder hiện nay có thể đạt đến 2.000 ký tự/giây; thậm chí máy laser 30W cho phép tốc độ dây chuyền ~360 m/phút, ngang ngửa CIJ. Như vậy, laser đáp ứng tốt các dây chuyền tốc độ cao. Đặc biệt, laser không tiêu hao mực in – chi phí vận hành cực thấp.

Doanh nghiệp không tốn tiền mua mực và dung môi hàng tháng, chỉ thỉnh thoảng thay thế linh kiện (như bóng laser CO₂ sau 5–10 năm, hoặc nguồn phát laser fiber tuổi thọ ~100.000 giờ). Máy laser cũng ít phải bảo trì: không có đầu phun hay bộ phận cơ khí nào bị tắc hay mài mòn như máy in phun. Chỉ cần giữ thấu kính sạch bụi và thay bộ lọc quạt hút khói định kỳ, máy có thể chạy hàng nghìn giờ liên tục.

Thực tế cho thấy đầu tư ban đầu cho laser cao hơn CIJ, nhưng sau vài năm, chi phí tích lũy của CIJ (mực, bảo trì, downtime) sẽ vượt qua laser. Cuối cùng, laser là công nghệ sạch và an toàn: không hóa chất, không mùi dung môi, không tạo rác thải (tem nhãn, ribbon). Đối với ngành yêu cầu vệ sinh và môi trường (thực phẩm, dược), điều này là lợi thế lớn.

4.4 Hạn chế của máy in laser

Nhược điểm đầu tiên của công nghệ laser là chi phí đầu tư ban đầu cao. Máy laser công nghiệp thường đắt hơn máy in phun vài lần, đặc biệt laser fiber công suất cao. Điều này có thể làm doanh nghiệp nhỏ phân vân khi ngân sách hạn hẹp. Tuy nhiên, như đã đề cập, chi phí vận hành lâu dài lại rất thấp nên cần cân nhắc bài toán tổng thể. Thứ hai, máy in laser cần tuân thủ quy định an toàn về tia laser. Khi lắp máy, thường phải có tấm chắn hoặc vỏ che vùng khắc để tia laser không chiếu ra ngoài gây nguy hiểm cho mắt người.

Người vận hành cần được đào tạo về an toàn laser, sử dụng kính bảo hộ phù hợp bước sóng khi cần. Thứ ba, laser tạo khói bụi khi khắc (đặc biệt trên nhựa hay gỗ giấy). Vì vậy máy phải kết hợp hệ thống hút khói, lọc mùi. Đây là phụ kiện kèm theo làm tăng chi phí và cần thay lọc định kỳ. Một hạn chế khác là laser không linh hoạt về màu in: mã khắc thường là đơn sắc (thường hiện màu nền khác của vật liệu hoặc khắc lõm).

Nếu yêu cầu in mã màu nổi bật (ví dụ chữ trắng trên nền đen), laser không làm được trừ khi vật liệu có sẵn lớp sơn phủ để khắc lộ màu phía dưới. Trong khi đó, máy in phun dễ dàng in mực màu tương phản. Do đó, một số bao bì cần mã màu đặc biệt hoặc quá tối (khó tạo độ tương phản), vẫn phải dùng công nghệ in mực. Cuối cùng, về vật liệu, dù laser ứng dụng rộng nhưng không phải loại vật liệu nào cũng phù hợp.

Chẳng hạn, bao bì thực phẩm bằng nhựa nhiều lớp (màng ghép) có thể bị thủng lớp do laser đốt nóng; hoặc chất liệu như gỗ tối màu, cao su đen khi khắc laser CO₂ cho mã không rõ vì thiếu độ tương phản. Trong các trường hợp này, doanh nghiệp phải chọn loại laser bước sóng khác, hoặc bổ sung phụ gia cho vật liệu, hoặc cân nhắc công nghệ in khác.

4.5 Các hãng máy laser tiêu biểu

• Cao cấp: Keyence (Nhật Bản) – nổi tiếng với các dòng laser marking chất lượng cao, tốc độ vượt trội và tích hợp cảm biến, cho phép khắc siêu nhỏ chính xác trong công nghiệp điện tử, y tế.
• Trung cấp: Macsa (Tây Ban Nha) – hãng chuyên về laser coding, sản phẩm đa dạng (CO₂, fiber, UV) với hiệu năng tốt và giá cạnh tranh hơn, được nhiều nhà máy thực phẩm, nước giải khát tin dùng.
• Phổ thông: Han’s Laser (Trung Quốc) – nhà sản xuất laser hàng đầu châu Á, cung cấp các mẫu máy laser CO₂ và fiber giá hợp lý, đáp ứng nhu cầu mã hóa cơ bản tại các thị trường mới nổi.

5. Công nghệ máy in phun công nghiệp ký tự lớn DOD (Drop on Demand)

5.1 Đặc điểm của máy in phun công nghiệp DOD

Máy in phun ký tự lớn DOD là hệ thống in phun giọt theo nhu cầu: mực chỉ phun ra khi cần tạo ký tự, thay vì phun liên tục như CIJ. Khác với TIJ dùng nhiệt, công nghệ DOD truyền thống cho ký tự lớn thường dùng đầu phun van điện từ (valve jet). Một đầu in DOD có nhiều vòi phun cỡ lớn (ví dụ 7, 16 hoặc 32 vòi) xếp hàng dọc; mỗi vòi gắn một van nhỏ đóng mở cực nhanh. Khi cần tạo một chấm tại vị trí nào, hệ thống sẽ mở van vòi tương ứng để một giọt mực bắn ra, hình thành điểm in trên bề mặt.

Các giọt mực khá lớn (đường kính ~200–300 µm hoặc hơn) tạo thành ma trận chấm lớn, nhìn rõ từ xa. Công nghệ DOD do phun từng giọt nên không lãng phí mực vào hệ thống thu hồi như CIJ – mỗi giọt mực phun ra đều nằm trên sản phẩm hoặc dùng để in. Mực DOD thường là loại mực gốc dầu hoặc mực pigment có độ nhớt cao hơn mực CIJ, cho phép bám tốt trên vật liệu thấm hút và tạo màu đục rõ ràng (như mực trắng, vàng in trên bao bì tối màu).

Máy DOD có thiết kế chắc chắn để hoạt động tốt trong môi trường công nghiệp nặng: đầu in với vòi phun cỡ lớn ít bị tắc nghẽn, có thể chịu bụi bẩn hơn đầu phun tinh vi của CIJ/TIJ. Nhiều hệ thống DOD còn hỗ trợ đầu in di động cầm tay để in ký hiệu lớn trên vật thể cồng kềnh (thùng container, tấm bê tông…).

5.2 Ưu điểm và nhược điểm của công nghệ DOD trong mã hóa sản phẩm

Ưu điểm: Công nghệ DOD valve jet lý tưởng để in các ký tự cỡ lớn (10–60 mm hoặc hơn) trên bao bì thứ cấp và vật liệu công nghiệp. Chữ in dạng chấm lớn dễ nhìn từ xa, phù hợp in mã lô, tên sản phẩm hoặc ký hiệu cảnh báo trên thùng hàng, bao tải, thùng phuy, v.v. Do giọt mực lớn, DOD có khả năng in trên bề mặt ghồ ghề hoặc vật liệu thô mà các công nghệ khác khó bám mực, chẳng hạn in trên bao tải dệt, gỗ thô, bề mặt bê tông. Mực dầu thẩm thấu tốt giúp chữ in nhanh khô trên thùng carton, bao bì giấy,…

Mực pigment (ví dụ mực trắng) dùng trong DOD ít lắng đọng hơn khi tuần hoàn, nhờ thiết kế đầu phun đơn giản và có hệ thống khuấy mực, do đó DOD có thể in ký tự sáng màu trên nền tối khá ổn định (CIJ in mực trắng dễ tắc hơn nhiều).

Chi phí vận hành của DOD cũng hợp lý: mực dầu công nghiệp tương đối rẻ, không tiêu hao dung môi, và máy cấu tạo đơn giản nên bảo trì ít tốn kém. Nhược điểm: Máy DOD chỉ in được nội dung độ phân giải thấp – thường là chữ số lớn hoặc mã vạch định dạng thô (ví dụ mã vạch dạng nhiều vạch dày, không đạt chuẩn quét).

Độ phân giải hiệu dụng của DOD có khi chỉ ~60 dpi, không thể in các chi tiết nhỏ hay mã 2D phức tạp. Tốc độ in của DOD cũng chậm hơn CIJ/TIJ khi in nội dung nhiều: mở/đóng van cơ khí hạn chế tần số phun (thường <200 Hz mỗi vòi). DOD in ký tự lớn ít dòng thì có thể đạt ~60–90 m/phút, nhưng in đồ họa to chi tiết sẽ phải giảm tốc độ đáng kể. Một hạn chế nữa là kích thước thiết bị cồng kềnh: đầu in DOD lớn, mỗi đầu chỉ in một độ cao nhất định (ví dụ 50 mm).

Muốn in thông tin cao hơn phải lắp nhiều đầu song song, chiếm không gian và tăng chi phí. So với máy in phun nhỏ, DOD tạo chữ thô hơn, tính thẩm mỹ kém, chỉ phù hợp in mã vận chuyển nội bộ hoặc ký hiệu đơn giản. Ngoài ra, khi không sử dụng, đầu phun DOD vẫn có thể bị khô mực ở vòi, cần vệ sinh thủ công (ví dụ lau vòi, ngâm đầu phun) nhưng nhìn chung dễ làm sạch hơn đầu phun vi mạch của CIJ/TIJ.

5.3 Ứng dụng của máy in phun công nghiệp DOD

Máy in DOD được ứng dụng chủ yếu để in mã, ký tự trên bao bì đóng gói lớn và vật liệu xây dựng. Trong kho vận, DOD in mã hàng (ví dụ mã sản phẩm hoặc số đơn hàng) trực tiếp lên thùng carton cỡ lớn trước khi xuất kho, thay cho việc dán nhãn. Ký tự in cao 2–5 cm giúp nhận diện lô hàng dễ dàng trong kho và vận chuyển.

Các nhà máy sản xuất xi măng, hóa chất đựng trong bao tải sử dụng DOD để in mã lô, tên sản phẩm trên bao dệt hoặc bao giấy đa lớp – môi trường nhiều bụi mà máy CIJ khó hoạt động ổn định, DOD vẫn vận hành tốt.

Ngành gỗ và vật liệu xây dựng cũng tận dụng DOD để in chữ trên ván ép, tấm thạch cao, ống thép, thanh nhựa PVC… vốn có bề mặt khó bám mực: mực DOD pigment được thiết kế bám dính và thể hiện rõ trên bề mặt tối màu, ví dụ in chữ trắng trên ống nhựa đen. Ngoài ra, trong lĩnh vực quảng cáo ngoài trời, một số máy DOD cỡ lớn (khổ rộng) có thể in trên bạt, biển hiệu (tuy nhiên lĩnh vực này dần chuyển sang công nghệ kỹ thuật số khác cho chất lượng cao hơn).

Tựu trung, DOD thích hợp cho mã hóa sản phẩm ở giai đoạn đóng gói cuối, nơi cần thông tin cỡ lớn phục vụ lưu kho, vận chuyển và không đòi hỏi tính thẩm mỹ cao.

5.4 Các hãng máy DOD tiêu biểu

• Cao cấp: Matthews Marking Systems (Mỹ) – hãng lâu đời với các hệ thống DOD công nghiệp V-Series bền bỉ, đầu phun van điện từ tuổi thọ cao, thích hợp môi trường sản xuất khắc nghiệt.
• Trung cấp: Zanasi (Ý) – nhà sản xuất châu Âu có dòng máy in DOD ký tự lớn chất lượng tốt, giao diện thân thiện, được sử dụng nhiều trong ngành đồ uống và vật liệu xây dựng.
• Phổ thông: CYCJET (Trung Quốc) – thương hiệu cung cấp máy in ký tự lớn cầm tay và gắn dây chuyền giá rẻ, đáp ứng nhu cầu in mã đơn giản trên thùng hàng, bao bì tại các thị trường đang phát triển.

6. Công nghệ máy in truyền nhiệt TTO (Thermal Transfer Overprinting)

6.1 Nguyên lý hoạt động máy in truyền nhiệt TTO

Máy in truyền nhiệt TTO sử dụng cơ chế nóng chảy mực trên ruy-băng để in nội dung lên bao bì. Cấu trúc chính gồm một đầu in nhiệt (thermal printhead) và cuộn ruy-băng mực (thường gọi là ribbon). Ribbon là băng mực dạng film mỏng phủ lớp mực rắn (sáp hoặc resin) ở mặt dưới. Khi in, đầu in nhiệt với độ phân giải ~300 dpi sẽ gia nhiệt tại các điểm cần in; dưới áp lực đầu in, mực từ ribbon nóng chảy và truyền sang bề mặt bao bì phía dưới, tạo thành hình ảnh.

Quá trình này tương tự nguyên lý máy in tem nhãn mã vạch để bàn, nhưng TTO được thiết kế chuyên dụng cho dây chuyền đóng gói. Có hai chế độ in TTO: in dừng (intermittent) và in liên tục (continuous). Ở chế độ dừng, máy sẽ đợi khi film bao bì dừng lại (giữa hai bước đóng gói) thì đầu in ép xuống ribbon và bao bì để in một nhãn, sau đó nhấc lên. Ở chế độ liên tục (dây chuyền chạy không ngừng), đầu in sẽ trượt theo chiều chạy của film trong lúc in, đồng bộ tốc độ với film để chữ in không bị kéo giãn.

Nhờ đó, TTO có thể in rõ nét ngay cả khi bao bì đang di chuyển dưới đầu in. Máy TTO cho phép in mọi nội dung date code, barcode, logo tùy ý với chất lượng 300 dpi như máy in văn phòng. Mỗi bản in thường chiếm một diện tích nhỏ trên bao bì (ví dụ 3×4 cm). Ribbon sau khi dùng một đoạn sẽ tiến cuộn, mang theo phần mực đã sử dụng (giống giấy than đã in chữ). Cuộn ribbon có độ dài phổ biến 600 m đến 1200 m, in được rất nhiều sản phẩm trước khi phải thay.

6.2 Công nghệ TTO – giải pháp in date code trên bao bì mềm

Máy in truyền nhiệt TTO là giải pháp hàng đầu để in thông tin thay đổi (như hạn dùng, số lô, mã ca) lên các bao bì bằng màng mềm. Điển hình là bao bì snack, bánh kẹo, mì gói, sản phẩm đông lạnh – vốn dùng màng nhựa/nhôm mỏng và cần in hạn sử dụng rõ ràng. Trước đây, các máy dập date bằng tay (dùng chữ số kim loại nóng) hoặc máy in trục lăn chỉ in được ký tự hạn chế, chất lượng thấp.

TTO xuất hiện đã nâng cấp chất lượng in date code trong ngành thực phẩm: chữ số in ra sắc nét, đồng đều; có thể in đủ thông tin ngày giờ, thậm chí in logo nhỏ hay mã vạch trên bao gói. Ngành dược phẩm cũng ứng dụng TTO để in thông tin trên vỉ thuốc, túi dịch truyền (vật liệu màng phẳng). Ưu điểm của TTO là không làm ảnh hưởng bao bì: đầu in chỉ tác dụng nhiệt cục bộ, không gây lực mạnh như dập nổi. Do đó bao bì mỏng manh cũng không bị rách hay biến dạng khi in.

TTO in được trên đa dạng chất liệu film: từ màng PP, PET, PVC tráng nhôm đến giấy tráng màng – chỉ cần chọn loại ribbon phù hợp (wax, resin hoặc wax-resin) để mực bám tốt. TTO còn dùng để in nhãn phụ sản phẩm ngay trên dây chuyền, thay cho máy in tem rời: ví dụ in thành phần, hạn dùng lên nhãn trắng trước khi dán vào chai. Với tốc độ in lên đến 600–800 mm/giây, máy TTO có thể in tới 200–300 sản phẩm/phút tùy kích thước nội dung, đáp ứng hầu hết dây chuyền đóng gói tự động hiện nay.

6.3 Ưu điểm của công nghệ TTO trong máy in và mã hóa sản phẩm

Máy in TTO mang lại chất lượng in cao nhất trong các phương pháp mã hóa sản phẩm trực tiếp. Ở độ phân giải 300 dpi, các mã vạch và ký tự in ra rất sắc nét, đảm bảo máy quét đọc dễ dàng. Hình ảnh logo hay đồ họa nhỏ (như biểu tượng “Hướng dẫn sử dụng” trên bao bì) in bằng TTO rõ ràng, chuyên nghiệp, góp phần nâng cao hình ảnh sản phẩm. Một ưu điểm lớn khác là tính linh hoạt: chỉ cần thiết kế lại mẫu in trên phần mềm là máy có thể in nội dung mới ngay lập tức, không phải thay đổi bánh răng hay khuôn in như công nghệ cũ.

Mỗi sản phẩm trên dây chuyền có thể mang thông tin tùy biến (số serial, mã ca, mã QR duy nhất) do TTO in kỹ thuật số điều khiển qua máy tính. TTO cũng rất sạch sẽ và gọn gàng: mực trên ribbon khô và rắn, không lo đổ tràn hay bốc hơi mùi. Khi in không tạo bụi hay khí thải. Người vận hành chỉ cần thay cuộn ribbon khi hết, thao tác nhanh và ít bẩn tay hơn so với châm mực lỏng cho máy CIJ. Ribbon truyền nhiệt còn có ưu điểm là bảo quản lâu: nếu chưa dùng có thể lưu kho nhiều năm không hỏng, khác với mực lỏng có hạn sử dụng.

Về tốc độ, công nghệ TTO cải tiến liên tục – các dòng cao cấp in được đến 700 bản/phút với nội dung nhỏ, đủ đáp ứng cả những hệ thống đóng gói dạng quay tốc độ cực cao. Mặc dù TTO có cơ cấu cơ khí (đầu in di chuyển ở chế độ liên tục), các hãng đã thiết kế hệ thống dây đai và động cơ bước chính xác, giảm thiểu hao mòn.

Nhiều model hiện nay không cần khí nén, chạy hoàn toàn điện, giúp giảm phức tạp khi lắp đặt. Nhìn chung, TTO mang lại bản in đẹp, ổn định, thích hợp cho các doanh nghiệp chú trọng chất lượng bao bì và thông tin sản phẩm.

6.4 Nhược điểm của công nghệ TTO

Bên cạnh ưu điểm, TTO có một số nhược điểm cần cân nhắc. Thứ nhất, máy in TTO chỉ in trên bề mặt phẳng của màng hoặc nhãn – không in trực tiếp lên vật thể đã định hình (chai lọ, hộp cứng). Vì vậy, phạm vi ứng dụng của TTO giới hạn ở giai đoạn trước khi bao bì được tạo hình (trên dòng máy đóng gói dạng nằm hoặc đứng có màng cuộn) hoặc in trên nhãn rời. Đối với sản phẩm dạng chai, lon… phải in trực tiếp, TTO không dùng được, thay vào đó dùng CIJ, laser.

Thứ hai, TTO cần tiêu hao ribbon, làm phát sinh chi phí vận hành. Ribbon truyền nhiệt chất lượng tốt có giá thành đáng kể; tùy độ phủ mực của nội dung in mà mỗi bản in tiêu tốn một đoạn ribbon tương ứng. Tính trung bình, chi phí ribbon cho mỗi mã in có thể cao hơn chi phí mực phun CIJ nếu nội dung lớn. Tuy nhiên đối với nội dung nhỏ (date code vài ký tự) thì ribbon tiêu hao rất ít, chi phí vẫn chấp nhận được. Nhược điểm tiếp theo là khi ribbon hết hoặc đứt, máy sẽ dừng – gây gián đoạn dây chuyền.

Người vận hành cần theo dõi để thay cuộn ribbon kịp thời (dù mỗi cuộn in được hàng chục nghìn sản phẩm, việc thay không quá thường xuyên). Một hạn chế nữa: đầu in nhiệt là linh kiện mòn theo thời gian; nếu in với áp lực cao và tốc độ nhiều, đầu in có thể mòn sau hàng vài chục km ribbon, cần thay thế. Đây là chi phí bảo trì định kỳ phải tính đến. Cuối cùng, do đặc thù tiếp xúc trực tiếp bằng nhiệt, máy TTO đòi hỏi căn chỉnh chính xác khi lắp đặt: khoảng cách và áp lực đầu in lên bề mặt phải chuẩn, bề mặt film phải êm phẳng.

Nếu film bao bì không được căng phẳng, bản in có thể bị nhòe hoặc không đồng đều. Đối với dây chuyền nhanh, việc đồng bộ tốc độ đầu in và film cũng cần cài đặt chính xác, tránh trường hợp chữ bị kéo giãn hoặc nén. Dù vậy, với kỹ thuật lắp đặt và vận hành tốt, các nhược điểm trên hoàn toàn có thể kiểm soát.

6.5 Các hãng máy TTO tiêu biểu

• Cao cấp: Markem-Imaje (Mỹ/Pháp) – tiên phong với dòng SmartDate nổi tiếng, tốc độ in và tuổi thọ đầu in hàng đầu thị trường, hỗ trợ ribbon dài 1.200 m giảm thời gian dừng máy.
• Trung cấp: Domino (Anh) – dòng máy TTO V-Series hiệu suất cao, thiết kế chắc chắn, tích hợp dễ dàng vào máy đóng gói, giá thành cạnh tranh hơn các hãng dẫn đầu.
• Phổ thông: Dikai (Trung Quốc) – nhà sản xuất TTO nội địa với các model tiêu chuẩn, chất lượng in khá, chi phí đầu tư và phụ tùng thấp, phù hợp cho doanh nghiệp quy mô nhỏ.

7. Công nghệ in và dán nhãn tự động (Print & Apply Labeling) – tích hợp hệ thống mã vạch

7.1 Nguyên lý hệ thống in & dán nhãn (Print & Apply)

Giải pháp in và dán nhãn tự động kết hợp việc in nội dung lên tem nhãn bằng máy in mã vạch và sau đó dán nhãn đó lên sản phẩm hoặc thùng hàng. Hệ thống gồm hai phần chính: máy in nhãn (thường là máy in nhiệt độ phân giải 203–300 dpi, khổ nhãn 4–6 inch) và cơ cấu dán nhãn (applicator). Quy trình hoạt động: máy in sẽ in thông tin cần thiết lên một tem nhãn trống – thông tin có thể bao gồm mã vạch, địa chỉ, tên sản phẩm, v.v., tùy mục đích.

Ngay sau khi in xong, cơ cấu gắn nhãn sẽ tiếp nhận nhãn đó (thông qua một miếng đệm chân không giữ nhãn) và đưa nhãn áp vào bề mặt sản phẩm. Tùy thiết kế, có các kiểu dán: dán bằng piston khí nén (tamp) – miếng đệm nhãn gắn trên xy-lanh đẩy ra dán trực tiếp; dán thổi (blow) – nhãn được thổi bằng khí lên bề mặt vật; hoặc dán quét (wipe) – nhãn được lăn dán khi sản phẩm chạy ngang. Toàn bộ quá trình in-đón nhãn-dán diễn ra rất nhanh, có thể lặp lại liên tục cho từng sản phẩm chạy qua.

Kết quả là mỗi sản phẩm/thùng hàng nhận được một tem nhãn đã in sẵn thông tin đầy đủ (ví dụ nhãn vận chuyển chứa mã vạch, địa chỉ). Hệ thống barcode system thường được tích hợp: ngay sau khi dán, một đầu đọc mã vạch sẽ quét kiểm tra mã trên nhãn vừa dán để đảm bảo in đúng và dán đúng vị trí. Nếu có lỗi (mã không đọc được, nhãn thiếu), hệ thống có thể cảnh báo hoặc loại sản phẩm đó. Print & Apply thường là công đoạn cuối dây chuyền đóng gói, đảm bảo mỗi thùng sản phẩm có nhãn mã vạch phục vụ kho vận và bán hàng.

7.2 Ưu điểm của giải pháp máy in và mã hóa sản phẩm bằng nhãn in sẵn

Giải pháp in-dán nhãn mang lại nội dung thông tin phong phú nhất so với các công nghệ in trực tiếp. Một nhãn có thể chứa nhiều dòng chữ, hình ảnh, logo, mã vạch 1D/2D cỡ lớn, thậm chí bảng biểu – những thứ mà máy in phun hoặc laser khó thể hiện đầy đủ do hạn chế độ phân giải và vùng in nhỏ. Chất lượng in trên nhãn cũng rất cao (độ phân giải 300 dpi, ribbon resin cho mã vạch sắc nét), đảm bảo mã vạch, QR trên nhãn đạt chuẩn ISO, quét nhanh.

Máy in và mã hóa sản phẩm bằng tem nhãn đặc biệt hữu ích khi sản phẩm cần dán nhãn logistics hoặc nhãn tuân thủ theo quy định (ví dụ nhãn chứa mã SSCC, mã địa chỉ khách hàng, cảnh báo vận chuyển). Thay vì in trực tiếp rất phức tạp, dùng nhãn giúp thông tin rõ ràng, bố cục đẹp và có sẵn lớp keo dán chắc chắn. Một ưu điểm nữa là tính linh hoạt về vị trí dán: hệ thống applicator có thể được thiết kế để dán nhãn lên mặt trên, mặt bên, thậm chí hai mặt của thùng hàng tùy yêu cầu.

Điều này khó đạt được với máy in trực tiếp (chỉ in tại vị trí hướng đầu in). Ngoài ra, việc tích hợp hệ thống mã vạch giúp tự động kiểm tra 100% nhãn, tránh sai sót lọt ra ngoài – đây là yêu cầu quan trọng trong chuỗi cung ứng hiện đại. Về tốc độ, các máy in-dán nhãn cao cấp có thể xử lý ~60–120 nhãn/phút đối với thùng cỡ vừa, đủ đáp ứng hầu hết dây chuyền đóng gói cuối. Nếu cần tốc độ cao hơn (ví dụ nhà máy nước giải khát, thực phẩm đồ hộp), có thể bố trí nhiều đầu in-dán song song trên cùng băng chuyền để tăng thông lượng.

Độ tin cậy của hệ thống in-dán nhãn ngày nay cũng rất cao: máy in nhãn công nghiệp (của Zebra, SATO, etc.) được thiết kế in hàng chục nghìn nhãn mỗi ngày, đầu in bền, dễ thay; bộ phận dán nhãn dùng sensor và cơ cấu khí nén chính xác, hiếm khi lỗi nếu bảo dưỡng tốt. Nhìn chung, print & apply là giải pháp tối ưu cho khâu gắn nhãn truy xuất nguồn gốc và vận chuyển ở cuối dây chuyền.

7.3 Nhược điểm và lưu ý của hệ thống in-dán nhãn tự động

Hệ thống in và dán nhãn tuy tiện ích nhưng có một số nhược điểm. Trước hết, chi phí vật tư nhãn khá cao. Mỗi nhãn in ra tiêu tốn một tem trống và ruy-băng mực. Giá thành nhãn (đặc biệt nhãn cảm nhiệt trực tiếp hoặc nhãn có keo đặc biệt) và ribbon không hề rẻ, làm tăng chi phí bao bì trên mỗi sản phẩm. Với doanh nghiệp có hàng triệu sản phẩm, chi phí này đáng kể hơn so với in phun trực tiếp (vốn chỉ tốn vài giọt mực mỗi sản phẩm). Thứ hai, tốc độ in-dán nhãn thường chậm hơn so với in phun hoặc laser trực tiếp.

Do có công đoạn cơ khí (đẩy nhãn, dán, về vị trí), hệ thống thường giới hạn ~100 nhãn/phút. Nếu dây chuyền sản phẩm chạy nhanh hơn, có thể cần dừng sản phẩm để dán hoặc bố trí nhiều trạm dán, phức tạp hơn nhiều so với gắn một máy in phun tốc độ cao. Thứ ba, bảo trì và vận hành phức tạp hơn: máy in mã vạch yêu cầu thay giấy nhãn và ribbon định kỳ; bộ dán nhãn dùng khí nén, sensor – cần được căn chỉnh chính xác để dán thẳng và đúng vị trí.

Nhãn cuộn đôi khi gặp sự cố như kẹt nhãn, bóc lỗi khiến dây chuyền phải dừng để xử lý thủ công. So với máy in phun non-stop, hệ thống dán nhãn có nhiều điểm dừng tiềm tàng hơn. Một hạn chế khác là độ bám dính của nhãn phụ thuộc vào bề mặt sản phẩm: nếu bề mặt dơ, dính bụi hoặc nhăn, nhãn có thể bong về sau. Trong môi trường đông lạnh hoặc ẩm, keo dán nhãn phải đặc biệt, nếu không nhãn sẽ rơi, làm mất thông tin truy xuất.

Cuối cùng, kích thước nhãn bị giới hạn bởi máy in: máy thường in rộng tối đa ~6 inch (15 cm). Nếu cần nhãn lớn hơn sẽ rất khó khăn, mặc dù trường hợp này hiếm. Tóm lại, doanh nghiệp cần cân nhắc đầu tư hệ thống in-dán nhãn cho các khâu thực sự cần thiết (ví dụ nhãn logistic, nhãn pallet). Với mã đơn giản như hạn dùng, số lô trên từng sản phẩm nhỏ lẻ, thì các công nghệ in trực tiếp (CIJ, laser, TIJ…) vẫn hiệu quả hơn về chi phí và tốc độ.

7.4 Tích hợp barcode system trong giải pháp in nhãn

Một lợi thế của hệ thống in-dán nhãn là khả năng kết nối với barcode system và các phần mềm quản lý. Máy in nhãn có thể nhận dữ liệu từ hệ thống ERP, WMS của doanh nghiệp để tự động tạo nội dung nhãn cho từng thùng hàng (ví dụ mã đơn hàng, địa chỉ kho đích). Sau khi nhãn được dán, một máy quét mã vạch (barcode scanner) được lắp trên băng chuyền sẽ quét kiểm tra mã trên nhãn. Thao tác này xác nhận nhãn đã được in đúng dữ liệu và mã vạch đọc được.

Dữ liệu quét có thể gửi ngược về hệ thống máy tính để cập nhật trạng thái (ví dụ thùng hàng A đã gắn nhãn giao hàng cho khách X). Nếu máy quét phát hiện lỗi như mã vạch không đọc được hoặc nhãn thiếu, hệ thống có thể kích hoạt chuông đèn cảnh báo và loại thùng đó ra khỏi dây chuyền để xử lý thủ công. Việc tích hợp chặt chẽ barcode system đảm bảo mã hóa sản phẩm bằng nhãn in đạt độ chính xác 100%, tránh sai sót khi giao hàng.

Đây là yêu cầu quan trọng với công ty logistics, bán lẻ hiện đại. Ngoài ra, hệ thống in-dán nhãn còn có thể gắn camera kiểm tra (vision system) để chụp hình nhãn, kiểm tra các thông tin như ngày, số lô có đúng định dạng, logo in đủ hay không. Tất cả giúp nâng cao tính tự động hóa và tin cậy cho khâu dán nhãn. Về mặt phần mềm, các hãng cung cấp máy in-dán nhãn đều hỗ trợ giao tiếp qua mạng, cho phép giám sát từ xa, thống kê số nhãn in, cảnh báo gần hết cuộn nhãn/ribbon…

Tích hợp đầy đủ vào hệ thống CNTT, giải pháp in và dán nhãn thực sự đem lại hiệu quả cao trong quản lý chuỗi cung ứng.

7.5 Các hãng hệ thống in-dán nhãn tiêu biểu

• Cao cấp: Videojet (Mỹ) – với hệ thống Print & Apply 9550 nổi bật, thiết kế “Direct Apply” không cần xy-lanh tamp, tốc độ cao và giảm kẹt nhãn, lý tưởng cho các dây chuyền đóng gói nhanh.
• Trung cấp: SATO (Nhật Bản) – hãng chuyên về máy in nhãn công nghiệp và modul dán nhãn, giải pháp linh hoạt, độ bền cao, được sử dụng nhiều trong kho vận và sản xuất ô tô.
• Phổ thông: Zebra (Mỹ) – thương hiệu máy in mã vạch phổ biến, cung cấp các module máy in tích hợp (ZE500, etc.) cho hệ thống dán nhãn tự động với chi phí hợp lý, hỗ trợ tốt tại nhiều quốc gia.

8. Công nghệ máy in phun công nghiệp độ phân giải cao (High-Resolution Piezo)

8.1 Đặc điểm của máy in phun công nghiệp độ phân giải cao

Công nghệ in phun độ phân giải cao dùng đầu in piezoelectric để tạo ra bản in chất lượng gần như in barcode system nhãn trực tiếp lên sản phẩm. Đầu in piezo có hàng loạt vòi phun (thường hàng trăm vòi) được điều khiển bởi các tinh thể áp điện. Khi có điện áp, tinh thể biến dạng sẽ đẩy một giọt mực ra khỏi vòi phun theo yêu cầu. Không như DOD van chỉ vài vòi phun giọt lớn, đầu in piezo có vòi phun rất nhỏ (khoảng 50 µm) nên tạo được các hạt mực li ti ~40–60 pl (pico-lít).

Các giọt mực nhỏ này có thể bố trí dày đặc, cho độ phân giải in thường từ 180 dpi đến 300 dpi. Máy in phun độ phân giải cao thường sử dụng mực dầu hoặc mực UV khô nhanh, phù hợp in trên thùng carton hoặc bề mặt vật liệu xốp. Một đầu in có chiều cao in cố định, ví dụ printhead Trident cho độ cao ~5 cm, Xaar printhead cho độ cao ~7 cm. Nếu cần in cao hơn (như mã vạch lớn 10 cm trên thùng), có thể ghép 2 đầu in cạnh nhau.

Hệ thống mực của máy piezo thường gồm bình mực dung tích lớn (từ 0.5 đến 5 lít) bơm tuần hoàn đến đầu in. Cũng có loại dùng cartridge mực dung lượng ~200 ml tích hợp đầu in (ví dụ công nghệ Seiko 1024). Máy trang bị cảm biến đo độ dẫn điện hoặc độ nhớt mực để đảm bảo tính chất mực ổn định cho in chất lượng cao. Nhiều hệ thống còn có cơ chế làm sạch đầu in tự động: bơm súc rửa hoặc gạt mực thừa, để duy trì vòi phun thông suốt.

Nhìn chung, máy in độ phân giải cao (còn gọi là máy in High-Res DOD piezo) là sự kết hợp giữa tính linh hoạt của in phun và chất lượng gần đạt được của in truyền nhiệt/nhãn.

8.2 Ưu điểm của in phun độ phân giải cao trong mã hóa sản phẩm

Ưu điểm nổi trội của công nghệ này là khả năng in trực tiếp mã vạch, mã QR, logo với chất lượng cao lên bao bì sản phẩm, đặc biệt là thùng carton và bao bì giấy. Thay vì phải dán nhãn mã vạch (tốn chi phí nhãn), doanh nghiệp có thể dùng máy in piezo để in mã vạch lớn lên thùng hàng. Mã vạch in ra đủ độ sắc để máy quét đọc (thường đạt hoặc tiệm cận chuẩn Grade C hoặc B nếu thiết lập đúng). Điều này giúp thay thế barcode system dạng nhãn trong nhiều ứng dụng đóng gói thứ cấp, tiết kiệm chi phí vật tư.

Máy in độ phân giải cao cũng in được văn bản và hình ảnh lớn với độ nét tốt: ví dụ in tên sản phẩm, logo thương hiệu kích thước lớn trên thùng cạc-tông – tăng tính nhận diện, chuyên nghiệp mà không cần in sẵn thùng. So với máy DOD van, máy piezo cho chất lượng vượt trội (đường nét liền mịn thay vì chấm đứt quãng). Tốc độ in của máy độ phân giải cao tuy không bằng CIJ, nhưng đủ đáp ứng hầu hết dây chuyền đóng gói thùng: khoảng 30–60 m/phút ở độ phân giải 180–300 dpi.

Với độ phân giải thấp hơn (ví dụ 150 x 200 dpi), một số máy có thể tăng tốc ~90 m/phút. Như vậy in mã vạch 10×10 cm trên thùng di chuyển 60 m/phút (tương đương 100 thùng/phút nếu mỗi thùng dài 0.6 m) là khả thi – hiệu suất khá cao. Chi phí vận hành của máy piezo cũng được đánh giá là thấp trên mỗi bản in. Mực dầu dùng thường là loại dung môi nhẹ hoặc gốc dầu, giá tính theo ml rẻ hơn so với mực TIJ đóng gói trong hộp. Máy có bình mực lớn và thậm chí hệ thống bơm tiếp mực tự động từ can lớn, giúp giảm giá thành mực đáng kể.

Việc bảo trì máy piezo cũng ít phức tạp hơn CIJ: không có điện cực cao áp hay bơm tuần hoàn liên tục, chủ yếu cần giữ đầu in sạch và đảm bảo mực không khô. Một số máy còn có cơ chế tự động làm ướt đầu in khi nghỉ để tránh tắc vòi. Cuối cùng, công nghệ piezo ngày nay hỗ trợ cả mực UV nhanh khô, in tốt trên bề mặt không thấm hút (nhựa, kim loại). Nhờ đó phạm vi ứng dụng mở rộng sang in mã trực tiếp lên chai lọ nhựa, lon thiếc (trường hợp không muốn dùng nhãn).

Mực UV được in và sấy bằng đèn UV đi kèm, cho mã bám rất chắc. Tính linh hoạt này giúp máy High-Res piezo trở thành công cụ mã hóa hữu ích cho nhiều loại sản phẩm và bao bì.

8.3 Hạn chế của công nghệ phun độ phân giải cao

Mặc dù hữu dụng, công nghệ in phun độ phân giải cao cũng có vài hạn chế cần lưu ý. Trước hết, bề mặt vật liệu in lý tưởng là phẳng và thấm hút (như carton, giấy). Trên bề mặt carton gợn sóng hoặc bề mặt trơn tráng phủ, chất lượng in có thể giảm nếu không sử dụng mực phù hợp. Mực gốc dầu in trên carton sơn phủ bóng sẽ lâu khô và dễ nhòe; do đó cần mực dung môi nhanh khô hoặc mực UV – làm tăng chi phí và phức tạp (cần đèn sấy UV). Hạn chế thứ hai là đầu in piezo rất nhạy cảm với bụi và khô mực.

Nếu môi trường nhiều bụi carton, bụi có thể bám lên vòi phun, gây nghẹt hoặc lệch tia phun, làm nét in bị thiếu chấm. Do đó máy thường phải đi kèm hệ thống khí che bụi hoặc lịch vệ sinh đầu in thường xuyên. Khi dừng sản xuất dài ngày, đầu in cần được xả mực và bơm dung dịch bảo quản để tránh mực khô cứng gây tắc vĩnh viễn. So với TIJ thay đầu dễ dàng, đầu in piezo khá đắt, nên bảo dưỡng để dùng lâu (tuổi thọ có thể hàng tỷ giọt mỗi vòi nếu được chăm sóc tốt).

Nhược điểm nữa là chi phí đầu tư máy high-res piezo tương đối cao. Hệ thống bao gồm đầu in, bộ điều khiển, bơm mực, đôi khi cả module sấy UV – giá thường cao hơn máy TIJ hoặc CIJ trung cấp. Tuy vậy, chi phí này bù đắp dần bằng mực rẻ hơn và không phải mua nhãn. Một hạn chế về tốc độ: để đạt chất lượng cao, máy thường in ở tốc độ vừa phải. Nếu cố in quá nhanh, độ phân giải ngang sẽ giảm (khoảng cách giữa các chấm tăng) dẫn tới mã vạch bị “mất nét” không đạt chuẩn quét.

Vì vậy, trên dây chuyền tốc độ siêu cao (ví dụ đóng lon >300 sp/phút), in phun piezo có thể không theo kịp cho mã phức tạp – trường hợp này laser hoặc CIJ tốc độ cao vẫn phù hợp hơn cho date code nhỏ (còn nhãn in sẵn phù hợp cho mã phức tạp). Cuối cùng, mã in phun dù độ phân giải cao nhưng độ bền kém hơn laser hoặc nhãn. Trên thùng carton, mực có thể bị trầy xước nếu chà mạnh hoặc gặp mưa ướt (mực nhòe). Dĩ nhiên, nhãn dán cũng rách nếu ướt, nhưng nhãn có thể dùng loại chống nước.

Mã in trực tiếp muốn bền nước thì chỉ có giải pháp mực UV kháng nước, chi phí cao và phức tạp hơn. Do vậy, xét về độ bền, in phun độ nét cao phù hợp cho mã trên bao bì vận chuyển (thùng, hộp) hơn là in trực tiếp lên sản phẩm cần độ bền dài lâu.

8.4 Ứng dụng của máy in độ phân giải cao

Máy in phun độ phân giải cao chủ yếu được dùng trong ngành đóng gói thùng carton. Tại trạm đóng gói cuối dây chuyền, khi sản phẩm đã cho vào thùng, máy sẽ in mã vạch truy xuất (ví dụ mã QR chứa thông tin lô, hoặc mã vạch 1D chứa số lô, số đơn hàng) lên mặt thùng. Đồng thời có thể in tên sản phẩm, số lượng, ngày đóng gói bằng chữ rõ ràng. Điều này giúp tự động hóa kho bãi: quét mã trên thùng để nhập/xuất hàng, thay vì phải dán nhãn thủ công từng thùng.

Ngành nước giải khát, bia, sữa… ứng dụng máy piezo để in hạn dùng và số lô lớn trên thùng giấy, đảm bảo thông tin nổi bật cho nhà phân phối. Một số nhà sản xuất gạch men, thiết bị vệ sinh in mã QR trực tiếp lên thùng sản phẩm để người mua quét kiểm tra hàng thật. Ngoài thùng carton, công nghệ này còn dùng in trên ván gỗ, tấm gỗ ép, thanh kim loại trong sản xuất nội thất hoặc thép ống – khi cần mã hoặc logo vừa rõ vừa tương đối bền mà không muốn dùng nhãn.

Với sự hỗ trợ của mực UV, máy in piezo bắt đầu lấn sân sang in trên chai lọ nhựa (ví dụ in mã vạch lên thân can nhựa lớn, thùng sơn nhựa) nơi trước đây chỉ dùng nhãn. Tuy chưa phổ biến, nhưng đây là tiềm năng để các doanh nghiệp tiết kiệm chi phí nhãn in. Tóm lại, máy in phun độ phân giải cao đóng vai trò như cầu nối giữa in trực tiếp và dán nhãn: cho phép mã hóa sản phẩm trực tiếp với nội dung phong phú và chất lượng cao, giảm phụ thuộc vào tem nhãn in sẵn.

8.5 Các hãng máy in độ phân giải cao tiêu biểu

• Cao cấp: REA JET (Đức) – hãng chuyên về hệ thống in piezo độ nét cao trên thùng, đầu in chất lượng cao (Series HQ) cho phép in mã vạch lớn đạt chuẩn, phần mềm điều khiển mạnh mẽ.
• Trung cấp: Squid Ink (Mỹ) – cung cấp các máy in hi-res như dòng CoPilot với nhiều cấu hình đầu in, chất lượng in tốt trên carton, chi phí sở hữu vừa phải, được nhiều doanh nghiệp tầm trung lựa chọn.
• Phổ thông: Các nhà sản xuất Trung Quốc như Docod – cung cấp máy in phun độ nét cao tích hợp đầu in XAAR/Seiko với giá thành thấp, phù hợp in mã vạch cơ bản trên thùng tại các cơ sở nhỏ.

9. Bảng so sánh 7 công nghệ máy in và mã hóa sản phẩm

10. Tại sao chọn ETEK cho giải pháp máy in và mã hóa sản phẩm

ETEK tự hào là đơn vị cung cấp tích hợp hàng đầu các giải pháp máy in và mã hóa sản phẩm tại Việt Nam, với năng lực triển khai dự án quy mô quốc tế. Chúng tôi hiểu rõ từng công nghệ in mã – từ CIJ, TIJ đến laser, TTO, hệ thống in nhãn – và có đội ngũ chuyên gia kỹ thuật giàu kinh nghiệm để tư vấn giải pháp tối ưu theo nhu cầu khách hàng. ETEK đã thực hiện nhiều dự án trong khu vực Đông Nam Á, Trung Đông, châu Phi, cung cấp thiết bị và dịch vụ cho các dây chuyền sản xuất ở nước ngoài với tiêu chuẩn cao.

Năng lực của ETEK thể hiện qua việc hợp tác với các hãng hàng đầu thế giới: chúng tôi là đối tác phân phối chính thức của những thương hiệu CIJ, laser, TTO cao cấp, đảm bảo sản phẩm chính hãng và công nghệ mới nhất cho khách hàng.

Với mỗi dự án, ETEK đều khảo sát kỹ quy trình sản xuất, chất liệu bao bì, yêu cầu mã hóa… để đề xuất giải pháp phù hợp nhất trong 7 công nghệ đã trình bày. Chúng tôi cung cấp trọn gói thiết bị, tích hợp đồng bộ vào dây chuyền hiện có, bao gồm cả hệ thống mã vạch kiểm soát sau in (máy quét, camera xác minh mã).

Nhờ đó, khách hàng không chỉ nhận được máy in code, mà là một hệ thống hoàn chỉnh đảm bảo mã in đạt chất lượng và quản lý dữ liệu hiệu quả. ETEK cũng đặc biệt chú trọng khâu đào tạo và chuyển giao công nghệ: đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi hướng dẫn vận hành tại hiện trường, cung cấp tài liệu tiếng Việt và tiếng Anh chi tiết, giúp nhà máy sử dụng thiết bị thành thạo, an toàn.

Khi chọn ETEK, khách hàng còn an tâm về dịch vụ hậu mãi. Chúng tôi có sẵn phụ tùng tiêu hao (mực, dung môi CIJ, ribbon TTO, đầu in dự phòng…) trong kho, sẵn sàng cung ứng nhanh. Mạng lưới kỹ sư ETEK rộng khắp Đông Nam Á cho phép hỗ trợ kỹ thuật 24/7, kể cả cho các nhà máy ở nước ngoài. Các dự án tại Trung Đông hay châu Phi đều được chúng tôi bố trí nhân sự sang tận nơi lắp đặt, bảo trì định kỳ. Chính nhờ sự cam kết về chất lượng và dịch vụ, ETEK đã xây dựng được uy tín với nhiều khách hàng đa quốc gia.

Tóm lại, ETEK không chỉ bán máy in code, chúng tôi cung cấp giải pháp tổng thể về mã hóa sản phẩm, bảo đảm từ khâu lựa chọn công nghệ, tích hợp dây chuyền đến vận hành trơn tru và bảo trì lâu dài. Dù bạn cần in hạn sử dụng đơn giản trên bao bì hay hệ thống mã vạch truy xuất phức tạp, ETEK đều có thể đáp ứng bằng kinh nghiệm và sự tận tâm của mình – đưa dây chuyền sản xuất của bạn đạt tiêu chuẩn quốc tế.

BÀI VIẾT LIÊN QUAN

Tư vấn các loại máy in và mã hóa

Thị trường quốc tế