Der Porsche unter den Ink-Jets
Tintendruck auf zuverlässige Art
War es vor noch gar nicht so langer Zeit Stand der Technik, dass Farbe mit Druck auf das Papier aufgebracht werden musste, so ist dies mittlerweile auch ohne derartige Techniken möglich. Heute werden feinste Farbtröpfchen mit raffiniertem Know-how berührungslos und zielgenau aufs Papier gelenkt. Das Unternehmen Paul Leibinger hat für seine industriellen Ink-Jet-Drucker diesbezüglich eine erstaunliche Technik ersonnen.
Tintenstrahldrucker stehen mittlerweile wohl in jedem Haushalt. Sie sind besonders beliebt, da diese, anders als beispielsweise Nadel- oder Typenraddrucker, sehr leise und besonders vielseitig sind. Mit ihnen sind, dank der feinen Tröpfchen, makellose Schriften und Grafiken in hoher Geschwindigkeit zu Papier gebracht. Allerdings gibt es einen Wermutstropfen, der die Freude an diesen Geräten trübt: Die Eintrocknungsgefahr.
Werden Tintenstrahldrucker zu lange nicht genutzt, verflüchtigt sich das Lösemittel in der Farbe, woraufhin diese die feinen Düsen des Druckkopfes verklebt. Dieses Phänomen kennen technische Zeichner vom Tuschefüller, der nur durch eine umfassende Reinigungsaktion wieder zum Zeichnen überredet werden kann. Auch verklebte Düsen von Tintenstrahldruckern müssen sich dieser zeitaufwändigen Prozedur unterziehen, sollen sie wieder ein makelloses Schriftbild erzeugen.Diese Reinigungsaktionen stellen im privaten Bereich natürlich kein Problem dar, sehr wohl jedoch in einer Industrieumgebung. Dort wäre diese Aktion unzumutbar. Hier müssen industrielle Ink-Jet-Drucker nach dem Einschalten zuverlässig ihren Dienst aufnehmen. Der Grund: Stillstandszeiten teurer Produktionsanlagen verursachen hohe finanzielle Kosten und müssen daher so weit wie möglich vermieden werden.
Zuverlässigkeit in Serie
Bezüglich dieses Problems hat sich das Unternehmen Paul Leibinger ein eigenes Konzept für seine Kleinschrifttintenstrahldrucker einfallen lassen, damit diese zu jeder Zeit zuverlässig funktionieren: Der automatische Düsenverschluss Sealtronic . Die Düse wird dabei bei Nichtgebrauch mithilfe einer ausgeklügelten feinmechanischen Konstruktion verschlossen. Die Tinte befindet sich dadurch in einem luftdicht geschlossenem System und trocknet nicht im Druckkopf ein. Dieser Prozess läuft vollautomatisch ab, sodass man sich darum nicht kümmern muss. Dank dieser Technik ist stets ein reibungsloser Druckstart möglich.
Raffinierte Technik
Herkömmliche Tintenstrahldrucker erzeugen einen Tropfen beispielsweise durch das schockartige Erhitzen eines Heizelements, wodurch eine winzige Dampfblase entsteht und ein Tintentropfen durch den erzeugten Druck aus der Düse geschleudert wird. Bei einer weiteren Methode wird ein piezoelektrischer Effekt genutzt. Hier wird die Tinte durch einen schwingenden Piezokristall aus der Düse gepresst, wobei das Tropfenvolumen sich durch die Größes des elektrischen Impulses steuern lässt.
Da die Tropfen bei diesem Verfahren nur bei Bedarf erzeugt werden, spricht man vom Drop-on-Demand-Verfahren.Die Konstrukteure von Paul Leibinger setzen jedoch auf das Continuous Ink-Jet-Verfahren, bei dem ein kontinuierlicher Tintenstrahl im Druckkopf erzeugt wird: Sie setzen eine Tintenkammer mit circa 3,5 bar unter Druck und bringen einen Piezokristall mit 96 kHz zum Schwingen. Durch diese hohe Frequenz werden 96 000 Tröpfchen pro Sekunde durch die Düse gepresst, die mittels des hohen Drucks beschleunigt werden und in das Fängerrohr treffen. Hier werden sie von einer Saugpumpe abgesaugt und wieder in den Tintenkreislauf zurückgeführt.
Tropfen mit Funktion
Der Clou ist nun, dass ganz bestimmte, einzelne Tröpfchen kurz nach dem Verlassen der Düse elektrisch aufgeladen werden. Die so aufgeladenen Tröpfchen werden auf diesem Weg von einem konstanten elektrischen Feld aus ihrer Flugbahn ausgelenkt und gezielt auf eine Bahn gebracht, wo sie zwangsweise auf dem zu beschriftenden Produkt landen.
Damit nun Buchstaben und andere Zeichen erzeugt werden können, werden die einzelnen Tröpfchen passend zum „Landeplatz“ mit unterschiedlicher Intensität aufgeladen. Dadurch werden diese unterschiedlich abgelenkt. Zusammen mit der Bewegung des zu beschriftenden Werkstücks entsteht auf einfache und zuverlässige Art ein Buchstabe, ein Sonderzeichen oder ein Barcode auf dem dafür vorgesehenen Platz.
Um die Tropfen aufladen zu können, muss die Tinte eine elektrische Leitfähigkeit besitzen, was durch die Zugabe bestimmter Salze möglich wird. Hier ist das besondere Wissen der Experten von Paul Leibinger gefragt, damit diese Technik zuverlässig funktioniert.
Tinte für jeden Zweck
Es gibt zu beinahe jedem Material und Anwendungsfall eine passende Tinte. Mittlerweile werden mehr als 50 verschiedene Tinten angeboten. Darunter sind Tinten mit Pigmenten für eine besonders gute Deckkraft auf dunklen Untergründen. Es sind sogar Tinten zu haben, die ihre Farbe wechseln, wenn diese einem Sterilisationsprozess ausgesetzt werden. Dies ist zum Beispiel bei der Herstellung von Konservendosen wichtig, damit sofort erkannt werden kann, ob die Konserve den Sterilisationsprozess durchlaufen hat. Wer fluoreszierende Tinte benötigt, wird ebenfalls bei Paul Leibinger fündig.
Mit nur einem Ink-Jet-Drucker können unterschiedlichste Materialien und Oberflächen bedruckt werden. Schläuche und Kabel sind ebenso möglich, wie Lebensmittelverpackungen oder Elektronikteile. Das Beschriften ist dabei sogar senkrecht nach oben durchführbar. Solch hochpräzise und absolut zuverlässige Technik ist natürlich nicht als Billigprodukt zu haben. Die Inaugenscheinnahme eines Ink-Jet-Druckers von Paul Leibinger offenbart sauber gearbeitete Feinmechanik. Jedes Bauteil am Druckkopf ist akkurat gefertigt und sauber entgratet.
Eine hohe Fertigungstiefe erlaubt es, dass nahezu alle Teile, insbesondere die Funktionsentscheidenden, selbst gefertigt werden. Modernste CNC-Maschinen sorgen Stück für Stück für Präzision, die sich in höchster Zuverlässigkeit der Ink-Jet-Geräte auszahlt. Interessenten dieser Produkte können sogar Sonderwünsche äußern, da die Fertigung bei Paul Leibinger dies problemlos möglich macht. Dennoch ist die Durchlaufzeit für die Produktion eines Ink-Jet-Geräts erstaunlich gering.
Diese liegt im Schnitt bei gerade einmal zwei Tagen.Dass sich der Fokus auf Qualität auszahlt, sieht man nicht zuletzt am jüngsten Anbau des wachsenden Unternehmens. In der kürzlich fertiggestellten Halle stehen weitere 2 200 Quadratmeter Produktionsfläche zur Verfügung, die Platz für das ständige Wachstum bietet. Schließlich erkennen Kunden sehr rasch, dass es günstiger kommt, einmal den Ink-Jet-Porsche zu kaufen, da ein Billigkauf oft zweimal Geld kostet.
