[B&R 제공] 오프셋 프린터의 고급 인쇄 영역이 이제 잉크젯 프린터에서 가능해졌다. ‘캐논(Canon) ProStream’은 기존의 웹 오프셋 프린터보다 고품질 인쇄를 더욱 유연하고 수익성 있게 제공한다. 이러한 혁신은 B&R의 동적 드라이브와 고속 웹 제어 솔루션을 통해서 가능해졌다.

‘캐논(Canon) ProStream’은 기존의 웹 오프셋 프린터보다 고품질 인쇄를 더욱 유연하고 수익성 있게 제공한다. 이러한 혁신은 B&R의 동적 드라이브와 고속 웹 제어 솔루션을 통해서 가능해졌다. [사진=B&R]

오프셋 기술 통한 잉크젯 프린터의 혁신

고급 패션 잡지, 예술 작품 인쇄물, 광고 브로슈어는 보기에도 손색이 없다. 안료와 바인더를 혼합해 롤러로 매끄럽게 처리한 종이로 만들어졌기 때문이다. 표면 처리된 용지는 인쇄 제품에 섬세하고 선명한 컬러를 제공한다. 이 용지는 오프셋 프린팅을 위해 디자인되고 최적화됐으며, 지금까지 이것이 유일한 선택이었다. 기존의 잉크젯 프린터는 코팅 용지를 사용할 수 없었다. 잉크 안료가 매끄러운 표면에 점착하지 못하고, 인쇄 이미지가 쉽게 묻어나기 때문이다. 따라서 잉크젯 프린터는 코팅되지 않은 용지를 사용하는 낮은 품질의 인쇄물에 사용하도록 위임됐다. 오프셋 기술만이 고품질 생산을 위한 생산성과 비용 효율성을 제공했다.

그러나, 새로운 캐논 ProStream에서 이러한 규칙이 바뀌고 있다. 새로운 폴리머 기반 잉크 기술과 최적화된 비접촉 공기 건조 기능을 갖춘 캐논의 새로운 프린터는 사실상 모든 광택, 실크, 매트 코팅 용지에 인쇄할 수 있는 최초의 웹 잉크젯 시스템이다. 이는 오프셋 인쇄와 동일하거나 더 인쇄 품질과 생산성을 제공한다. 잉크젯은 순수 디지털 인쇄 프로세스라는 오프셋이 따라오지 못하는 또 다른 장점이 있다. 오프셋 프린터처럼 새로운 인쇄 작업이 진행될 때마다 기계를 새롭게 설정하지 않고도 완전히 가변적인 이미지까지 인쇄할 수 있다.

잉크젯은 아주 소량의 인쇄에서도 수익성이 높고, 빠른 프로세스가 가능하다. 광고와 통신에서 사용되는 인쇄 방식도 주문형 인쇄와 제품 개인화와 같은 맞춤 서비스로 변화해 가고 있다. 잉크젯은 인쇄 회사에게 미래를 위한 유연하고 새로운 비즈니스 모델의 가능성을 열어준다.

캐논 프로덕션 프린팅의 ProStream은 프리미엄 품질과 설정 유연성을 갖춘 웹 잉크젯 프린터이다. [사진=캐논]

웹 장력 조절은 매끄러운 표면 때문에 코팅 용지 작업에서 특히 어려운 과제이다. [사진=B&R]

균일한 인쇄 품질과 생산성

일본에 본사를 두고 독일 뮌헨 근처 포잉(Poing)에 R&D와 생산라인을 가동하고 있는 프린터 전문기업 캐논은 오프셋 인쇄의 품질과 생산성을 따라잡는 디지털 인쇄 시스템을 개발해야 하는 도전에 직면했다. 그 결과 2017년 출시된 ProStream 프린터가 탄생했다. 개발 시작 단계부터 디지털 웹 인쇄를 위해 고안된 잉크젯 시스템은 코팅 용지를 비롯한 다양한 용지 재질에 인쇄가 가능하다. 캐논 ProStream은 A4 용지 기준으로 3,500만 페이지의 월간 인쇄 출력으로 ‘프로세스 표준 오프셋 인쇄’의 품질 요건을 만족한다. 그런데도 오프셋과 달리, 가변 데이터를 인쇄할 수 있어 본격적인 산업 캠페인처럼 빠른 소량 인쇄나 개인화된 제품을 경제적으로 생산할 수 있다.

이러한 요구사항을 충족시키기 위해서 캐논 개발자들은 그들만의 마술 도구상자를 깊이 파고들어야 했다. 이 솔루션은 새로운 폴리머 잉크 기술과 최적화된 비접촉 공기 건조 시스템 외에도 최첨단 프린트 헤드와 고성능 웹 제어 시스템을 도입했다. 또한, 웹 제어를 위해 B&R 하드웨어 플랫폼을 도입한 캐논 포트폴리오의 첫 제품이기도 하다. B&R 시스템은 용지를 이동할 때 필요한 웹 장력을 유지하기 위한 롤러를 구동하는 5개의 서보 모터를 제어한다. 코팅 용지 인쇄에서 가장 어려운 문제는 매끄러운 표면으로 인해 웹 장력 조절이 어렵다는 점이다.

B&R, 모션 제어 파트너

포잉에 있는 캐논 프로덕션 프린팅의 Sebastian Karrer 인터내셔널 프로덕트 매니저는 “프로젝트가 시작되기 전에 우리는 드라이브 시스템에 대한 요구사항 프로파일을 정의하고, 선택된 후보 그룹을 각자의 역량에 맞춰 배치했다”며, “그러고 나서 B&R이 우리에게 적합한 기술 파트너가 될 것이라고 확신했다”고 말했다. 캐논 프린터 전문가들은 B&R 전문가들과 협의해 ACOPOSmulti 시리즈 서보 드라이브와 X20 시스템 PLC를 선택했다.

이는 B&R 서보 모터와 함께 ProStream의 모션 제어 솔루션을 구성했다. 엔지니어들이 ProStream의 높은 인쇄 품질을 뒷받침하는 높은 수준의 정밀성, 응답성 및 일관성을 달성할 수 있도록 했다. 웹 장력 제어를 위해 프로그래머는 B&R 라이브러리에서 표준 PI 제어 기능을 선택했다. 캐논 프로덕션 프린팅의 제어 소프트웨어 개발자인 Johann Bartosch는 “B&R 전문가들과 함께 다양한 잠재적인 접근방식을 연구한 끝에, PLCopen 기종을 선택했다. 이것은 컨트롤러 설정에서 우리에게 가장 큰 자율성을 제공한다”고 설명했다.

사용자를 위한 완전 제어

Karrer 매니저는 “B&R 기술의 개방성은 우리의 철학과 잘 맞았다. 그들은 우리에게 다양한 옵션을 제시하고, 우리가 선택한 솔루션으로 작업하고 그것을 더 발전시키기 위해 필요한 노하우를 구축하는 데 도움을 주었다”고 전했다. 예를 들어, 캐논은 B&R 드라이브 시스템에서 제공하는 XML 포맷의 알람을 프린터 제어 장치의 알람 시스템으로 쉽게 전송할 수 있었다. B&R 시스템이 제공하는 높은 수준의 통합은 엔지니어링 시간을 절약하고, 캐논이 필수적인 부분에 집중할 수 있도록 했다.

Bartosch는 “B&R의 범용 엔지니어링 환경인 Automation Studio이 안전 제어기와 안전 I/O값을 자동으로 이용할 수 있도록 제공한다”며, “과거 다른 공급업체들의 소프트웨어 환경은 매우 단편적이어서 많은 작업이 필요했다”고 강조했다.

건조 프로세스에서 가연성 증기가 생성된다. ProStream에서 이러한 증기는 B&R의 통합 안전 기술을 사용해 모니터링된다. [사진=B&R]

위험 감소와 비용 절감

캐논은 B&R 안전 기술을 통해 ProStream과 같은 웹 인쇄 기계에 필요한 기계류 지침 적합성도 준수할 수 있기를 원했다. 이는 다음의 소프트웨어 전문가 리포트에서와 같이 실제로 확인됐다. B&R 안전 기술을 사용한다는 단순한 사실만으로도 산업안전협회 검사관은 모든 적합성 평가가 큰 어려움 없이 진행될 것이라고 확신했으며, 실제로 이는 순조롭게 진행됐다.

캐논이 B&R의 통합 안전 기술을 사용하는 이유 중 하나는 건조 중에 발생하는 가연성 증기를 안전한 수준으로 유지하는 것이다. 이는 전용 인버터를 사용하지 않고 주파수 인버터 모드에서 작동하는 ACOPOSmulti 드라이브로 제어되는 유도 모터에 의해 구동되는 팬을 사용해 수행된다. 추가적인 디바이스 타입을 제거해 예비 부품 재고 및 조달이 간소화된다. 그 결과, 높은 서보 드라이브의 구매 가격에도 불구하고 ProStream의 총비용은 낮아질 수 있었다.

B&R의 신뢰성 높은 납품으로 예비 부품 재고는 더욱 단순화된다. Karrer 매니저는 “2017년 11월 ProStream 출시 이후로 모든 공급업체와 마찬가지로 B&R의 납품 실적을 측정하고 있다. 100%로 어떤 경쟁사보다 뛰어나다. 이것은 우리에게 특히 중요한 요소”라며, “ProStream과 같은 기계는 전체 인쇄 시장의 90% 이상을 차지하고 있어 높은 시장 수요가 기대된다”고 밝혔다.

[김관모 기자 (news@industrynews.co.kr)]

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