Die richtige Technik, die mit dem Etikettendruck Schritt hält

Die modularen Druckköpfe für die Duraflex-Technologie sind einfach zu integrieren (Quelle: Memjet)
Die modularen Druckköpfe für die DuraFlex-Technologie sind einfach zu integrieren (Quelle: Memjet)

Zwei Trends kennzeichnen den Etikettendruck: Individualisierung und schnellstmögliche Lieferung. Für Markenunternehmen und Druckeinkäufer, die sich in diesem Markt behaupten möchten, ist der Vollfarb-Digitaldruck daher ein wesentliches Produktionsmittel. Mit DuraFlex hat Memjet eine leistungsstarke Technologie im Angebot. 

Logo Innivatiuons-OffensiveDer Digitaldruck erleichtert nicht nur die schnelle und wirtschaftliche Produktion individueller Kleinserien, sondern hilft auch Kosten zu vermeiden, die durch die Lagerung von veralteten Etiketten entstehen. Auf der Basis der Technologieplattformen VersaPass und DuraLink hat Memjet bereits 2019 mit DuraFlex ein neues Single-Pass-Digitaldrucksystem eingeführt, bei dem ein robuster Druckkopf für lang haltbare Pigmenttinten in einem einsatzfertigen Modul integriert ist. Damit können OEM-Partner leistungsstarke und erschwingliche Drucklösungen schnell und kosteneffizient entwickeln.

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Das Herzstück der DuraFlex-Technologie ist der Inkjetdruckkopf mit 163.840 (A3+) bzw. 112.640 Düsen (A4). Während sich der A4-Druckkopf beispielsweise für Etiketten-Tischdrucker eignet, kann der A3+-Druckkopf das Einstiegsmodell für eine größerformatige Druckmaschine mit integrierten Verarbeitungsoptionen bilden.

Druckqualitätsvergleich (vergrößert) beim Start und nach einer Milliarde Ausstößen (Quelle: Memjet)
Druckqualitätsvergleich (vergrößert) beim Start und nach einer Milliarde Ausstößen (Quelle: Memjet)

Über eine Milliarde Ausstöße

Beim Druckkopf handelt es sich um eine extrem kompakte, integrierte Vierfarbimplementierung mit Düsenredundanz. Sowohl die A4-Variante (mit 222 mm Breite) als auch die A3+-Variante (mit 324 mm Breite) bieten eine echte Auflösung von 1600 dpi. Acht Düsen (zwei pro Farbe) adressieren jede Punktposition auf der Druckseite. Die zweifache Düsenredundanz sorgt für einen zuverlässigen Druck, sollten einzelne Düsen ausfallen. Die hohe Druckqualität bleibt laut Memjet bis weit über eine Milliarde Ausstöße pro Düse in jeder CMYK-Farbe konstant. Die Grafik zeigt in der Vergrößerung 1 Punkt breite Drucklinien in 254 μm breiten Rechtecken bei einem neuen Druckkopf (oben) und nach einer Milliarde Ausstößen (unten). Die Druckqualität ist selbst nach einer Milliarde Ausstößen außergewöhnlich gut.

Die DuraFlex-Druckeinheit ist mit einem beschichteten und gebondeten Heizelement ausgestattet. Die Beschichtung erhöht die Haltbarkeit und sorgt zugleich für eine effiziente Übertragung der Ausstoßenergie, während die Bonding-Verbindung des Heizelements mit dem Chipsubstrat die Robustheit erhöht. Zusammen mit den speziell entwickelten Pigmenttinten auf Wasserbasis trägt die neue Bauweise zu einer höheren Lebensdauer, zuverlässigen Ausstoßstabilität und besseren Druckqualität bei.

Der DuraFlex-Druckkopf gibt 2-pl-Tröpfchen aus und ist durch seine „offene“ Strömungstechnik blasentoleranter und konstanter bei der Druckkopfvorbereitung. Eine neue mikro-elektromechanische Struktur (MEMS) in den integrierten Schaltkreisen des Druckkopfes verbessert die Konsistenz der Tiefe in der Druckkammer sowie der Tröpfchengröße. Der patentierte symmetrische Aufbau der Druckkammer verbessert die Tröpfchenflugbahn und senkt somit die Zahl fehlgeleiteter Tröpfchen. So entstehen Druckgeschwindigkeiten von bis zu 46 m/min.

Blick auf die Duraflex-Datenströme mit Dot-Level-Control (Quelle: Memjet)
Blick auf die DuraFlex-Datenströme mit Dot-Level-Control (Quelle: Memjet)

Pigmenttinten 

Memjet und ein Hersteller von Pigmentdispersionen entwickelten die wasserbasierenden DuraFlex-Pigmenttinten. Sie sind auf eine hohe Druckleistung in Verbindung mit den DuraFlex-Druckköpfen ausgelegt. Die Problemstellung war anspruchsvoll: Die Tinten mussten wasserfest, lichtecht und mit vielfältigen Substraten kompatibel sein, sie sollten außerdem einen großen Farbraum abdecken, eine hohe Bildqualität liefern und die lange Haltbarkeit des Druckkopfs zuverlässig gewährleisten – und das alles in einem kostengünstigen Memjet-Thermo-Druckkopf mit kleinem Tröpfchenvolumen.

Spezifische, auf eine breite Substratkompatibilität ausgelegte Polymere und Basisfarben bilden die Zusammensetzung der Pigmentdispersion. Die Partikelgröße wird während des Dispersionsvorgangs zur Optimierung der Farbeigenschaften und Lichtechtheit und zur Gewährleistung einer guten Ausstoßfähigkeit gesteuert. Ein ausgeklügeltes Reinigungsverfahren unterstützt die kleine Tröpfchengröße und Strömungstechnik von Memjet.

Die Pigmentdispersion wird mit einem speziellen Tintenträger (der Zusatzlösungsmittel- und Tensidmischungen, Additive und spezielle Bindemittel enthält) und Wasser kombiniert, um eine optimale Druckqualität, Geschwindigkeit und Abriebfestigkeit auf Hochglanzsubstraten sowie eine möglichst lange Druckkopflebensdauer zu erzielen. Die Rezeptur besteht hauptsächlich aus Wasser und enthält keine reaktiven Chemikalien. Daher gelten DuraFlex-Tinten als sicherer in der Anwendung und umweltfreundlicher als etwa UV- und Lösemitteltinten und Flüssigtoner. Außerdem erfordern sie keine Fixierung, Trocknung oder Aushärtung.

Komplett machen die DuraFlex-Technologie außer dem Druckkopf eine Reihe von Modulen für eine schnelle Integration und eine einfache Bedienung. Dank der modularen Architektur haben OEM-Partner einen signifikant geringeren Kosten- und Zeitaufwand sowie eine größere Flexibilität in der Materialführung bei der Entwicklung eigener Druckerlösungen.

 Referenzarchitekturen eines Memjet Duraflex-/OEM-Systems (Quelle: Memjet)
Referenzarchitekturen eines Memjet DuraFlex-/OEM-Systems (Quelle: Memjet)

Der DuraFlex-Modulsatz

Das DuraFlex-Druckmodul ist als Komplettmodul sofort einsatzfertig. Es umfasst den Druckkopf, die Wartungskomponenten (Abstreifer und Kappe) und die Elektronik sowie alle Elemente zum Fahren des Druckkopfs in die Druckposition und zum automatischen Abstreifen und Abdecken bei Betriebspausen. Das Modul eignet sich für Bogen- und Rolle-zu-Rolle-Drucker sowie für Förderbänder.

Im DuraFlex-Druckmodul erfolgt die Tintenzufuhr über eine integrierte Tintenzuführung. Diese saugt die Tinte aus den Tanks an und leitet sie zum Druckmodul. Für die hohe Druckqualität sorgen unter anderem das eingebaute Druck- und Strömungsmanagement, eine Filterfunktion und die automatische Vorbereitung des Druckkopfs.

Ein spezielles Tintenmanagementmodul stellt ein geregeltes Vakuum zur Druckkopf-Vorbereitung und -Wartung her und sammelt die bei der Wartung anfallende kleine Tintenabfallmenge. Der Tintenausschuss wird in einen vom OEM-Partner bereitgestellten Sammelbehälter geleitet. Diese Module tragen dazu bei, den Kosten- und Zeitaufwand bei der Entwicklung deutlich zu senken und ermöglichen eine schnelle Marktreife neu entwickelter Drucklösungen.

Die DuraFlex-Software

Neben den Modulen und Komponenten bietet Memjet eine eigene Software zur Steuerung der Druckfunktionen an. Die DuraFlex-Software übernimmt die Datenpfadverarbeitung und die automatische Funktionssteuerung, sodass der Druckkopf immer die optimale Druckqualität liefert. Dank der Schnittstellengestaltung ist der Zeitaufwand des OEM-Partners für die Integration minimal. Die PES-Software (Print Engine Supervisor) koordiniert die Funktionen des DuraFlex-Druckwerks und liefert dem OEM-Partner einen Befehlssatz zu dessen Steuerung. Eine Ereignisschnittstelle übergibt Statusmeldungen und Diagnoseinformationen an die Software des OEM-Partners.

Das DuraFlex-Druckwerk besitzt einen schnellen integrierten RIP, der PDF-Dateien verarbeitet. Alternativ können OEM-Partner auch einen externen RIP einsetzen. Zu dessen Integration stellt Memjet eine Job Submission Library zur Verfügung. Sie überträgt vom externen RIP erzeugten Daten an das Druckwerk in dem von diesem verstandenen Format.

Die Zukunft der Drucktechnologie

Die genannten Eigenschaften der DuraFlex-Technologie ermöglichen es OEM-Partnern, vielseitige Drucker zu entwickeln. Zu den Hauptvorteilen gehören die außergewöhnlich hohe Geschwindigkeit, Druckqualität und Robustheit. Dank der äußerst stabilen Druckköpfe können OEM-Partner leistungsstarke und zugleich preisgünstige Systeme für den Etikettendruck entwickeln, mit denen Auflagen von 100, 1000 oder 10.000 Stück wirtschaftlich produziert werden können. Die Kombination dieser Merkmale sorgt dafür, dass die von Memjet gebotene Präzision, Einfachheit und Erschwinglichkeit weiteren Druckmärkten zur Verfügung stehen. [12782]

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