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3D立體印刷

一、成果概要
　  （一）成果來源與背景
　  1.技術的創新性、先進性；
　  3D立體印刷主要用于：產品包裝裝飾、商標標識防偽、商品廣告圖片、廣告招貼（立體POP海報）、藝術裝飾、博物展覽館櫥窗陳列板、人文景觀、自然風光圖片、文化用品、旅游紀念品、紀念門票、明信片、各種賀卡、各種卡類、標牌、商標、三維立體畫、3D魔畫卡、筆記本/書籍封面封底等。
　  2.成果應用的成熟度；
　  根據美國2010年市場分析統計，立體產品的市場需求如下：
　  a、消費者攝影市場：彩色照片約為500億張35億美元／年。 
　  b、人像及婚紗攝影市場：人像攝影市場經營額為40億美元／年。c、陳列、廣告圖片市場：陳列廣告宣傳及圖片市場經營額為118億美元／年。 
　  d、賀卡市場：賀卡市場經營額為32億美元／年。
　  拓展立體印刷的應用領域，是發展立體印刷的重要內容，情趣商品市場：如流行卡通、附加于各種鞋、帽、衣服、皮具等商品的Logo、彩虹提包、各類貼紙、圖片等
　  文具市場：如學生用書包、變異尺、筆盒、課程表等；
　  燈箱廣告市場：如地鐵廣告、產品展覽圖片和室內立體廣告、燈箱等；
　  裝飾市場：如餐墊、家庭裝飾掛畫、婚紗照、各類相關制品等。
　  立體廣告圖片、人文觀景圖片、旅游紀念品、廣告招貼、 各種紀念卡片與旅游消費密不可分。到今年，我國影像市場有望達到15%的全球份額，其銷售額也有650億美元。其他領域，如藥品、化妝品、服裝的標識產量也在數千億枚以上。市場需求十分明顯。
　  二、企業簡介、和成果實施背景
　  1.企業簡介
　  上海薔薇印刷有限公司，以“打造印刷行業500強企業”為目標，在印刷市場競爭大潮中，抓住機遇，銳意進取，集創意設計、立體（平面）制作、電腦制版、彩色印刷、包裝裝潢、研發、生產銷售和服務為一體的現代化科技型印刷企業。
　  公司專業3D立體印刷、高檔包裝紙制品印刷
　  公司擁有全新德國高寶對開7+LUV印刷機（2011款中國首臺引進）、印前柯達首款VRM配置全開CTP、色彩管理系統、海德堡多色印刷機等生產設備，正全面推行ISO9001、ISO14001、OHSAS18001、QS、綠色印刷認證。對訂單及生產流程實施ERP數字化管理。 
　  2.生產經營情況
　  廠房裝修面積3126㎡，購德國高堡7+L印刷機、高速自動糊盒機、全自動模切排廢機、雙邊糊箱機、全自動覆膜機、全幅柯達CTP機等6套設備。開發、研制新型的3D光柵高清晰印刷及建立智能自動化生產流水線。
　  加大產品開發力度，將目前年生產2000萬PCS的能力，提升到年產5000萬PCS生產水平。增添關鍵生產設備及擴大生產現場，增強企業核心競爭力。
　  3.成果實施背景
　  隨著社會的發展，人們對事物認識的不斷提高，圖象在跨越彩色替代黑白之后，已經開始了第二次質的飛躍——平面圖像轉立體圖像。自彩色平面圖像隨著社會不斷進步與發展在平面技術大行其道的今天，使得平面技術已不能再滿足客戶的視覺和審美要求，必然會發生質變。立體圖像的誕生成為社會發展的一種必然。它真實的反映著事物的上下，左右，前后的關系；繼承著平面圖象所有的應用范圍，而且在視覺上給人以強烈的沖擊力，呼之欲出，栩栩如生。
　  立體印刷（3D Printing），那如魔似幻的變化對人們的誘惑由來已久，但因其制作成本高昂，且往往需大批量印制，以致多年來未見普及，技術發展也不溫不火。而隨著光柵技術的開發和計算機制版技術的參與，降低了立體印刷的門檻，隨即，立體印刷市場在一些立體印刷技術及設備開發商和立體印刷企業的共同培育下，萌發出新的生機。
　  進入二十一世紀后，隨著數碼影像大革命的真正掀起，立體寫真、立體印刷的春天已真的來臨，進入成長期！它勢必會給社會帶來一場立體風暴。搶占先機就是擁有財富。專家預測，兩年之內，立體印刷會成為全國平面廣告業的主流。以其目前的價格與它能夠承載的豐富形式，必然會得到客戶的青睞。對廣告商來說，他們明顯感覺到企業正在把戶外廣告的資金調往一些更新的宣傳媒體，投入戶外廣告的資金逐漸在減少，所以，廣告商必須拿出一些新穎的、更具有誘惑力的表達形式來吸引客戶。目前立體印刷的表現形式是最好的，而且不需要投入昂貴的成本，只要在技術上嚴格把關，就可以生產出精美的立體印刷品。
　  立體印刷的發明至今已近90年，但真正用于商業生產僅有30多年的歷史，使得立體印刷在我國發展遲緩，少人問津。與此同時，國外的立體印刷卻在蓬勃發展中。近來，隨著相關技術的發展、市場需求的增長，國內的立體印刷行業正在快速發展，并形成了鮮明的“中國特色”。 
　  最近幾年國內的立體印刷市場得到了較大的發展并涌現出一批知名企業，如五糧液普什3D有限公司、廣州美邦普特科技有限公司等。但從整體上來講，國內的立體印刷企業普遍缺乏創新精神，一是技術創新不足；一是產品創新匱乏。國內很多印刷企業對新產品開發認識不足，只要手頭有活干，就不會去主動尋求技術上的突破，很少在開發新產品上下功夫。而國外不同，香味、發泡光柵等在國內還不多見的印刷方式早已在立體印刷上普遍應用。在印刷企業數字化程度越來越高的今天，立體印刷企業更應將最新的技術應用到立體印刷領域當中，應敢于探索，這樣才會有大的發展。
　  綜上所述，隨著數碼影像大革命的真正掀起，立體寫真、立體印刷的春天已真的來臨，進入成長期！它勢必會給社會帶來一場立體風暴。搶占先機就是擁有財富，因此，本項目的實施變得刻不容緩。
　  三、成果內涵（創新基本內容、具體做法）
　  1.產品的創新性
　  3D立體是結合數碼科技與傳統印刷輸出的技術，用一組序列的立體圖像去構成一張圖片，圖片表面履蓋著一層的光柵所組成的。光柵的作用是使圖片上任何不同點的光線按特定的方向射入人的左眼與右眼。根據研究，我們人類的眼睛在觀察一個三維物體時，由于兩眼水平分開在兩個不同的位置上，所觀察到的物體圖像是不同的，它們之間存在著一個像差，由于這個像差的存在，通過人類的大腦，我們可以感到一個三維世界的深度立體變化，這就是所謂的立體視覺原理。通過這種途徑，人們不需要進行訓練，也不需要借助儀器等工具，將圖片直接放在眼前即可清晰明確地感受立體畫面的奇妙樂趣。
　  隨著UV技術的應用不斷成熟，許多設備制造廠商推出了各種型號的UV膠印機。與此同時，用膠印機印刷塑料片材已經不再是難題，海德堡、曼羅蘭、高寶、小森、利優比等均已推出了具有此功能的膠印機。膠印設備的革新極大地促進了立體印刷的發展，直接在光柵上進行印刷得以實現，由此，立體印刷的生產效率大幅度提高，且產品精度有了足夠的保證。
　  最近幾年國外的香味、發泡光柵等在國內還不多見的印刷方式早已在立體印刷上普遍應用。在印刷企業數字化程度越來越高的今天，立體印刷企業更應將最新的技術應用到立體印刷領域當中，應敢于探索，這樣才會有大的發展。
　  立體印刷品具有圖片新穎，極強的視覺沖擊力等特點，從而達到醒目且過目不忘的效果；是目前一種圖像表現形式。立體印刷品是一種印刷品的延伸品，因而凡印刷品適用的范圍，本產品勻適用；同時又具有廣告和防偽功效。
　  隨著新科技的廣泛應用和印刷流程的改進，3D印刷在最近幾年越來越流行。3D印刷可以幫助客戶輕松的實現差異化，區別于競爭對手；抓住終端眼球，提高曝光率；增加保存和傳閱次數，降低千人傳播成本。3D印刷同時也是最新的時尚科技，可以幫客戶體現品牌的創新精神。
　  光柵片的印刷專業性極強，對出版設備和印刷設備的要求更高，要做出好的3D印刷產品必須要具備原圖設計、3D軟件的應用、制版環節的特殊處理、高性能和好的印刷機、高穩定性的光柵材料、完善的印后加工。
　  2.具體做法
　  2.1）本成果的技術線路、工藝方案
　  測光柵-----專業軟件制圖-----出CTP版-----打樣-----印刷-----合成-----模切。這些步驟都和傳統印刷差不多，不一樣的就是檢測光柵的數據、制作立體圖片、合成這三個部分，所謂的測光柵數據，就是測出光柵的準確精度，以便設計立體圖片。目前最好的國際通行的光柵是PET鏡柱光柵。PET透明度高，硬度適中，環保可降解，比PP更適合折盒。同時圖像更清晰。要達到理想的圖像精度，要使用到100線到161線的光柵（線數指一英寸內光柵條紋的數量）一般的包裝盒可選用75線或100線的光柵。
　  工作制度和人員安排
　  本項目全年工作250天，二班工作制，日、中班各8小時。
　  本項目共需人員200人，其中新增120人，其余由上海薔薇內部調配。
　  2.2）技術工程配套方案
　  2.2.1）. 電氣工程
　  廠區內消防泵、排煙風機等消防設備用電屬于二級負荷，其余公用設備用電均屬于三級負荷。
　  （1）電源
　  由廠區內自有35/10kV降壓站兩段母線引來的兩路10kV環網電源供電，每路電源通過各新建車間內的一臺10/0.4kV箱變（干式變壓器）供電。
　  （2）高壓配電系統
　  35kV/10kV箱式變電站設于廠區東側，裝設35kV/10kV主變壓器兩臺，單臺容量為16000kVA，共計32000kVA。全廠由兩路獨立35kV電源分別供電給一臺主變。接線方式為線路變壓器組接線，兩段10kV母線間設母聯開關。環網電源端分別接入三臺主變10kV母線，10kV環網開環運行；對特殊的10kV負荷，可由35kV變電站10kV側專線放射式供電。
　  （3）0.4kV低壓配電、照明、消防用電
　  低壓配電系統均采用TN-S系統，動力與照明均分回路供電。廠房低壓配電系統為放射式和樹干式混合配電系統。廠房內低壓配電干線采用YJV-1kV電纜在電纜橋架內敷設或采用插接式母線槽配電。
　  廠房照度為300Lx，燈具采用高光效金屬鹵化物燈；辦公區照度300Lx，燈具主要采用高效節能熒光燈。
　  消防用電設備及其它重要用電設備采用雙電源供電、就地切換以確保連續供電，備用電源可引自相鄰近其他變壓器。
　  （4）戶外線路及戶外照明
　  廠區戶外10kV高壓電纜采用YJV-10kV電纜，并采用排管埋地敷設至各環網箱變；低壓電纜采用YJV22-1kV電纜直埋敷設。 
　  戶外照明由設在基地中部的路燈專用箱變0.4kV供電，路燈采用250W金屬鹵素燈，線路采用YJV22-1kV電纜直接埋地敷設，路燈采用時鐘控制，總控制箱設于基地門衛室內。
　  廠房內照明照度為300lx，照明功率密度為11w/㎡。
　  （5）線路敷設
　  箱變低壓出線采用鎧裝銅芯交聯電力電纜埋地敷設；廠房母線槽引至配電箱線路采用電纜，并穿橋架明敷及埋地暗敷；其余均采用BV-450/750V電線穿鋼管埋地暗敷及沿墻明敷。
　  照明干線沿電纜橋架敷設，從橋架引至廠房照明箱穿鋼管敷設；照明支線穿鋼管沿墻和柱明敷引上后暗敷設于金屬屋面的保溫層內，若由于頂棚型式無法敷設于保溫層內，則采用沿頂棚明敷。
　  （6）防雷接地
　  廠房屬三類防雷建筑。低壓接地故障保護采用TN-S接地系統。
　  防雷接地、保護接地、靜電接地、試驗接地共用接地系統，接地電阻根據工藝要求不大于0.5歐姆。所有電氣設備正常不帶電的金屬部分均應可靠與PE線連接。
　  2.2.2）.室內消火栓系統
　  生產廠房和辦公區內均設置室內消火栓給水系統, 室內消火栓管網為環狀，并從室外穩高壓消防管網上引入兩根進水管，管徑為DN150或DN100。室內消火栓系統為穩高壓消防給水系統。
　  2.2.3.通風系統
　  生產廠房進行全面或局部通風設計, 全面通風采用機械或自然通風方式。原則上均采取自然通風的方式進行，如自然通風的方式不能滿足要求，則采用機械通風的方式進行。
　  四、成果實施效果
　  （一）經 濟 影 響 分 析
　  1.對宏觀影響
　  印刷業的發展與國民經濟景氣度、全社會固定資產投資規模和投資力度以及國家金融政策等均呈一定的正相關關系，要提升我國經濟總量和規模，如果沒有相應的基礎部件的同步甚至超前發展是不可能的。因此，上海薔薇實施本項目與當前裝備制造業的振興、產業國產化需求是一致的；對推動產業優化升級，促進裝備制造業可持續發展是有利的；對拉動地方經濟、保增長促就業、加大出口有積極的影響。
　  目前，我國正處于擴大內需、加快基礎設施建設和產業轉型升級的關鍵時期，對先進裝備有著巨大的市場需求；金融危機加快了世界產業格局的調整，為我國提供了參與產業再分工的機遇，上海薔薇抓住機遇，加快產業結構調整，推動產業優化升級，加強技術創新，促進裝備制造業持續穩定發展，對地區經濟平穩較快發展是有益的。
　  2.對企業影響
　  本項目對上海薔薇的產業結構調整、提升其行業地位起到了不可低估的作用，對企業效益的提升作用是巨大的。本項目投資總額為 2690萬元，其中：固定資產投資2340萬元，建設相關費用50萬元，預備費300萬元。待項目建成生產達綱后，將實現營業收入為9000萬元；稅后利潤950萬元；實現投資利潤率35.5%，由此可見，該項目具有較強的生命力和良好的發展前景，可為企業經濟效益之提升、樹立行業地位做出貢獻。
　  （二）、社 會 影 響 分 析
　  1.社會影響效果分析
　  目前，我國印刷業已形成10萬家印刷企業，370萬從業人員，年總產值達7700億元的較大產業，但技術先進的大企業和企業集團不多，還是以中小企業為主體，印刷使用的普通油墨、洗車水等含有鉛、鉻、汞等重金屬元素。1988年，新聞出版署就規定，印刷行業有8個有毒有害工種可以提前退休，雖然是對職工健康和權益的一種保護和補償，但必定是已經對健康造成了一定的傷害。由于眾多印刷企業仍沿用著傳統印刷工藝，在某些生產環節仍存在一些諸如有機溶劑揮發、廢水排放等造成的環境問題。由于目前還缺乏完備的環保評價手段及技術標準、專業的檢測機構、高素質的人才隊伍、高效節能的替代技術等，所以在直接關系廣大人民群眾尤其是青少年健康安全的印刷產品以及節能降耗等方面，存在著一些需要引起我們高度警惕并著力解決的問題，突出表現為：在印刷品的生產加工環節對產品的環保性、安全性關注不足，缺乏有效的管理、監督;企業和從業人員環境保護意識不強，建設“綠色•創意•和諧”印刷的理念尚未深入人心;對適用于不同規模、不同類型印刷企業的環保技術或產品缺乏有針對性的開發研究;針對印刷產業的環保評價認證體系和技術標準、信息系統的建設工作相對滯后。上海薔薇實施的智能全自動印刷生產流水線改造及3D光柵高保真印刷具有重要的戰略意義。
　  2.社會適應性分析
　  2.1）．符合國家中長期發展規劃和產業政策
　  2011年5月發布的《印刷業“十二五”時期發展規劃》中明確了印刷業發展的主要任務，其中特別指出要引導產業綠色轉型，組織好“綠色環保印刷體系建設工程”，協調有關部門開展多層次多方位合作，制定和完善綠色環保印刷標準，開展綠色環保印刷企業和印刷產品的認證，推進我國綠色環保印刷的發展。具體保障措施體現為制定和完善綠色印刷標準，開展綠色印刷認證，實施“綠色環保印刷體系建設工程”，以中小學教科書、政府采購產品和食品藥品包裝為重點，積極協調環境保護、教育等有關行政部門開展多層次多方位合作，大力推進綠色印刷的實施。推動包裝裝潢印刷向減量化、重復使用、再循環和可降解(3R+1D)方向發展。指導“綠色環保印刷示范園區”建設，推動低耗能綠色印刷設備和材料的研發，完善低端落后產能淘汰退出機制。
　  國家近期出臺了一系列振興裝備制造業、推動產業發展、由速度規模型向創新效益型轉變的長期發展規劃和相關的產業政策，本項目符合這些規劃和政策，并將從中受益。
　  2.2）．項目建設有利于園區產業環境發展
　  上海松江工業區（含松江出口加工區）位于上海市西南，是上海市郊首家市級工業區，也是上海市西南最大的外商投資基地。至今，進區外資項目已達454家，總投資超過87.1億美元，注冊資本39.8億美元，其中國際著名跨國公司60多家（世界500強企業有40多家）。2010年，實現工業總產值4337.61億元，出口創匯375.21億美元，稅收37.7億元。經過產業結構的不斷優化，松江工業區已形成電子信息、現代裝備、精細化工、新材料、生物醫藥等主導產業。
　  園區內水、電、通訊等“七通一平”基礎設施齊全。地理位置優越，交通條件便利，是投資創業者的廣闊天地。主要吸納中外高新技術項目和企業，吸納大專院校、科研機構技術創新項目和各類民營科技企業，園區的建設和發展將成為上海高科技產業化基地。
　  本項目位于上海松江經濟開發區九亭高科技園區內，屬于高新技術項目，與松江工業園區規劃相容。
　  上海薔薇在這樣一個良好的環境影響中發展，可以實現較多的產業資源共享，帶來技術創新的資源和動力，促進園區產業鏈形成以及園區整體發展。
　  五、成果實施保護措施
　  （一）、廢水治理措施
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