Digitale Drucktechnologie. 8.2 Inkjet

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1 Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet

2 Gliederung der Vorlesung - Aktualisierung 1. Einführung 2. Terminologie der digitalen Druckverfahren 3. Übersicht über Digitale Druckverfahren 4. Wertschöpfungskette und Workflow 5. Grundlagen der Bildübertragung 6. Rasteralgorithmen (Prof. Dörsam) 7. Elektrofotografie 8. Inkjet 9. Thermografie 10.E-Books und E-Book-Reader 11.Digitaldruckverfahren im Funktionalen Drucken Achtung! Vorlesung am fällt aus Digitale Drucktechnologie 8.1 Inkjet 2

3 Rückblick - InkJet Funktionsprinzip Verfahrensübersicht Elektronische Daten (aus Vorstufe) Inkjet Verfahren Continuous Drop-on- Demand Sonderformen Druckkopf (Bebilderung, Bildträger, Farbwerk) Multiple Deflection Binary Deflection Squeeze Tube (Hollow Tube) Thermisch Edge bzw. Side Shooter Piezoelektrisch Elektrostatisch Akustisch Indirekter InkJet Düsenloser InkJet Tropfen Hertz Mist Bend-Mode (Bending Plate) Roof bzw. Top Shooter Magnetic Deflection Push-Mode (Extending Member) Back Shooter Bedruckstoff Shear Mode Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 3

4 Gliederung 1. Inkjet Arrays Stationäre Arrays Bewegliche Arrays Entwicklung 2. Druckprozess Farben und Druckfluide Tropfenbildung Trocknungsvorgang 3. Inkjet Drucksysteme 4. Inkjet Markt Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 4

5 Inkjet Arrays: Bewegliche Arrays Bewegliche Arrays Werden in einem Winkel zur Laufrichtung aufgebaut, dadurch kann die Auflösung gegenüber des nicht gedrehten Druckkopfes erhöht werden Die Auflösung des Arrays A hängt von der Auflösung des Druckkopfes A* und von dem Drehwinkel β: 1 1 A* A a a*sin sin z.b.: A* = 100 dpi; β = 9,6 => A = 600 dpi Die Schreibbreite B wird entsprechend reduziert Vorteile: Es können sehr hohe Auflösungen erreicht werden Die Tinte kann sowohl nachgefüllt, als auch aus einem externen Behälter zugefügt werden Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 5 Bild: Handbuch der Printmedien, Kipphan, 2000

6 Inkjet Arrays: Stationäre Arrays Stationäre Arrays Diese Systeme können unbeweglich (Breite des Kopfes entspricht der Breite des Bedruckstoffes) oder beweglich sein Bestehen aus mehreren Druckköpfen, in denen mehrere Düsen positioniert sind, um die Auflösung des Arrays gegenüber den einzelnen Druckköpfen zu erhöhen Die Auflösung des Arrays A hängt von der Anzahl der Druckkopfreihen n und von der Auflösung des Druckkopfes A*: A n A* z.b.: A* = 100 dpi; n = 6 => A = 600 dpi Vorteile Es werden keine Tintenpatronen ausgewechselt, Tinte wird nachgefüllt Können sehr präzise positioniert werden, dadurch wird Druckqualität erhöht Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 6 Bild: Handbuch der Printmedien, Kipphan, 2000

7 Inkjet Arrays: Entwicklung Zum Aufbau von Ink Jet-Drucksystemen höherer Produktivität werden Bebilderungssysteme mit Düsen-Arrays eingesetzt Es gibt seitenbreite stationäre Arrays oder Bebilderungssysteme, bei denen sich der Druckkopf quer zur Transportrichtung des Bedruckstoffes bewegt Diese Prinzipien zum Aufbau von Bebilderungs-Arrays für hohe Auflösungen sind auf andere Bebilderungssysteme übertragbar: z.b. Magnetografie, Ionografie u.a. Eine schnelle Entwicklung des Inkjet ist der schnellen Entwicklung in der Mikrosystemtechnik zu verdanken Jede 18 Monaten wird die Leistung der Inkjet-Drucker verdoppelt Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 7 Quelle: Digitaldruck Geschichte und Gegenwart, R.Schlözer

8 Inkjet Arrays: Entwicklung Direct Addressing Multiplexed Addressing ThinkJet (1985) PaintJet (1987) DeskJet (1987) DeskJet 1200C (1993) DeskJet 850C (1995) DeskJet 850C (1995) HP 2000C (1998) DesignJet 1000 (1999) DeskJet 8250C CMYmyK (2005) DesignJet (2006) 12 Düsen 1,2 khz 92 dpi 180 pl 30 Düsen 3,5 khz 180 dpi 50 Düsen 5 khz 300 dpi 85 pl 104 Düsen 8 khz 300 dpi 77 pl 64x3 Düsen 6 KHz 300 dpi 30 pl 300 Düsen 8 khz 600 dpi 35 pl 304 Düsen 12 khz 600 dpi 8 pl 512 Düsen 12 khz 600 dpi 12 pl 3600 Düsen 48 khz 1200 dpi 2 pl Düsen 36 khz 1200 dpi 2 pl Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 8 Quelle: Hewlett Packard

9 Inkjet Arrays: Entwicklung Drucker Anzahl Farben Druckbreite Anzahl Druckköpfe Anzahl Düsen Druckgeschwindigkeit Auflösung Spectra Galaxy PH 256/50 AAA - Druckkopf Xaar Druckkopf «Anapurna XL2» Agfa Graphics «Onset» Inca «FastJet» Inca «JetStream» Océ 1 64,8 mm dpi 1 70,5 mm dpi 6 2,50 m m²/st 1440 dpi 6 1,5 m m²/st 600 dpi 4+Lack 1,04 m m²/st 300 dpi 4 0,52 m m²/st 600 dpi Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 9 Quelle: Deutscher Drucker, Large Format, R. Schlözer

10 Inkjet Arrays: Spectra Galaxy PH 256/50 AAA Düsen auf Basis der Piezo-Thechnologie 4 Druckköpfe mit insgesamt 256 Düsen Auflösung beträgt 600 dpi Druckbreite beträgt 64,8 mm Mittlere Tropfengröße beträgt 50 Pikoliter Abweichung des Tropfendurchmessers von dem Mittelwert liegt unter 5 % Tropfengeschwindigkeit beim Austritt aus der Düse beträgt 8 m/s Die Tropfen können mit der Spritzfrequenz bis 20 khz erzeugt werden Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 10 Bild:

11 Inkjet Arrays: Xaar 1001 Düsen auf Basis der Piezo-Technologie Es sind 7 verschiedene Tropfengrößen möglich Variation der Tropfengröße zwischen 6 und 42 Pikoliter 1000 Düsen sind in 2 Reihen von je 500 Düsen angeordnet Mögliche Auflösung beträgt 1080 x 600 dpi Druckbreite beträgt 70,5 mm Tropfengeschwindigkeit beim Austritt aus der Düse ist 6 m/s Die Tropfen können mit der Frequenz bis 50 khz erzeugt werden Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 11 Bilder:

12 KBA RotaJET 76 Düsen auf Basis der Piezo-Technologie (DoD) Tropfengrößen variabel 112 Druckköpfe für 4 Farben 1000 Düsen sind in 2 Reihen von je 500 Düsen angeordnet Native Auflösung beträgt 600 dpi Druckbreite beträgt 781 mm Maximale Bahngeschwindigkeit beträgt 150 m/min (ca Seiten DIN A4/min) Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 12 Quelle: KBA

13 Gliederung 1. Inkjet Arrays Stationäre Arrays Bewegliche Arrays Entwicklung 2. Druckprozess Farben und Druckfluide Tropfenbildung Trocknungsvorgang 3. Inkjet Drucksysteme 4. Inkjet Markt Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 13

14 Druckprozess: Einführung: Zusammenspiel der Komponenten Substratgeschwindigkeit Tropfengeschwindigkeit Tropfengröße Temperatur Substrat Druckkopf Oberflächenstruktur Saugfähigkeit Oberflächenspannung Viskosität Farbe / Funktion Trocknung Tropfenaufprall Tinte Funktionsprinzip Positioniergenauigkeit Rheologische Eigenschaften (Oberflächenspannung, Viskosität) Partikel (-stabilität) Physikal. & chem. Eigenschaften Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 14

15 Druckprozess: Druckfluide: Tinten (Trägermedium) Wasserbasierende Tinte (Schichtdicke ca. 0,5 µm) Trägermedium: hauptsächlich Wasser Substrat: üblicherweise Papier Anwendung: SOHO und Großformatdrucker Lösemittelbasierende Tinte (Schichtdicke ca. 0,5 µm) Trägermedium: hauptsächlich Lösemittel Substrat: sehr glatte Oberflächen (Glas, Folie) Anwendung: Industrie Öl-basierende Tinte Trägermedium: Bindemittel (Öl) Substrat: poröse Substrate (Papier gestrichen/ungestrichen, Karton) Anwendung: Industrie (Markieren, Kodieren, selten: grafische Anwendung) UV Tinten (Schichtdicke: 1-15 µm) Trägermedium: Monomere, Oligomere Substrat: nicht-poröse Substrate Anwendung: Industrie (Deko, Display-Druck) Hotmelt Tinten (Schichtdicke: µm) Trägermedium: Harze Substrat: wenig Einschränkungen Anwendung: Industrie (Markieren, Kodieren, selten: grafische Anwendung) Spezialtinten für funktionales Drucken (Schichtdicke: <1 µm) Trägermedium: meist Lösemittel, selten: Wasser Anwendung: Funktionales Drucken Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 15 Bilder:

16 Druckprozess: Druckfluide: Tinten (Farbgebung) Farbstofftinte Farbstoffe sind im Trägermedium gelöst und können nicht segmentieren Partikelgröße: 1,5 4 nm Großer Farbumfang, leuchtende Farbe Meist geringe Echtheit (Licht, Ozon) Einfache Herstellung Pigmentierte Tinte Farbpigmente sind im Medium dispergiert Stabilisierung in Dispersion durch Zusatzstoffe Partikelgröße: nm Kleinerer Farbumfang als Farbstoffe Bessere Lichtechtheit Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 16 Bilder: EP A1, de.123rf.com, diytrade.com

17 Druckprozess: Druckfluide: Tinten Zusatzmittel Anteil Wirkung Beispiele Farbstoffe und Pigmente 0,2 5 % Farbgebung - Antikogationsmittel - Feuchtmittel 2 10 % Biocide 0,1-0,3 % Korrosionsschutzmittel - Verhindern der Ablagebildung an Heizelementen (für Thermo-Inkjet) Verhindern des Eintrocknens der Tinte Vermeiden von Bakterien- und Pilzwachstum in der Tinte Zum Schutz der Metallteile im Druckkopf Phosphat, Chelatbinder u.a. Ethylenglykole, Glycerin, 1,6-Hexandiol u.a. Proxel GXL, Preventol u.a. - Verdickungsmittel 0-0,2 % Einstellen der Vikosität - Tenside 0-0,2 % Einstellen der richtigen Oberflächenspannung Natriumlaurylsulfat, Acetylenglykol u.a. Trägermaterial ca. 95% - Wasser oder Lösemittel Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 17 Quelle: Allen, R. R.: Photographic quality imaging

18 Druckprozess: Druckfluide: Anforderungen Anforderungen für visuelle Anwendungen: Gute Farbqualität Hohe Farbintensität Gute UV-Festigkeit und Wasser-Festigkeit Gute Farbstabilität Allgemeine Anforderungen: Frei von unlöslichen Unreinheiten wie Salzen und organischen Nebenprodukten Langsame Alterung Gute Bedruckbarkeit Kurze Trocknungszeit Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 18 Bilder:

19 Druckprozess: Druckfluide: Übersicht Tinten UV-Tinten Hot Melt Funktionale Fluide Binary Deflection Continuous Multiple Deflection Hertz Aerosol Thermisch Drop on Demand Akustisch Piezoelektrisch Elektrostatisch Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 19

20 Druckprozess: Tropfenbildung: Oberflächenspannung Bildung der Tropfen ist nur auf Grund der Oberflächenspannung möglich Die Oberflächenspannung entsteht auf Grund anziehender Kräfte zwischen den einzelnen Teilchen in der Flüssigkeit Ein Teilchen an der Oberfläche besitzt eine höhere Energie als ein Teilchen im Inneren der Flüssigkeit Wird die Oberfläche um ein Teilchen reduziert, wird die Energie gespart Aus diesem Grund haben die Flüssigkeiten das Bestreben die Oberfläche zu minimieren, um Energie zu sparen Eine Kugel besitzt die kleinste Oberflächenenergie, so dass Tropfen nach dem Abriss kugelförmige Struktur haben Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 20 Bilder:

21 Druckprozess: Tropfenbildung: Oberflächenspannung Strahl tritt durch Überdruck aus einer Düse aus. Strahl hat nicht die energetisch günstige Oberflächenform und hat Tendenz Kugel auszubilden Instabilitäten im Strahl führen zu lokalen Einschnürungen und mehrere Tropfen können sich bilden Es können sich Satellitentropfen bilden, die sich während des Flugs vereinigen können Der Überdruck hinter der Düse kollabiert und ein kleiner Teil des Strahls wird wieder in die Düse gezogen. Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 21 Bild: Integrierte Systeme II, W.Lang

22 Druckprozess: Tropfenbildung: Oberflächenspannung Tropfengröße bei statischem Abriss: Tropfen am Rohrumfang πd besitzt die Oberflächenkraft: πdσ Abstoßungskraft des Tropfens beträgt Vρa Maximale Tropfengröße folgt aus Gleichgewichts-bedingung V max d a Somit hängt die Größe der gebildeten Tropfen von der Oberflächenspannung der Flüssigkeit σ, Düsendurchmesser d und der Tropfen-beschleunigung a ab Mit zunehmendem Düsendurchmesser und zunehmender Oberflächenspannung der Flüssigkeit wird der Tröpfchenumfang größer; mit zunehmender Tropfenbeschleunigung kleiner d-rohrumfang a-tropfenbeschleunigung ρ-dichte der Flüssigkeit σ-oberflächenspannung Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 22 Bild: Integrierte Systeme II, W.Lang

23 Druckprozess: Tropfenbildung: Oberflächenspannung Trifft ein Tropfen auf eine feste Oberfläche, so kann es in mehrere kleine Tropfen zerlegt werden Damit das Zerlegen der Tropfen stattfindet, soll die kinetische Energie des Tropfens E kin größer als die Oberflächenenergie E ob der auf der Oberfläche gebildeten Tropfen sein Beim Druckprozess könnte das Zerlegen der Tropfen auf dem Bedruckstoff zu Problemen führen Damit das Tropfen beim Auftreffen nicht zerlegt wird und seine kugelförmige Struktur behält, darf eine bestimmte Tropfengeschwindigkeit v max nicht überschritten werden Die Tropfengeschwindigkeit v max wird durch die Oberflächenspannung und Tropfengröße bestimmt Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 23 Bilder:

24 Druckprozess: Tropfenbildung: Viskosität Die Viskosität wird als ein Maß für die Zähflüssigkeit eines Fluids definiert und spielt beim Druckprozess eine große Rolle Teilchen hochviskoser (>50 mpas) und mittelviskoser (>20 mpas) Flüssigkeiten sind sehr stark aneinander gebunden und es soll mehr Energie aufgebracht werden, um die Flüssigkeit aus der Düse zu befordern Außerdem bestimmen die Viskosität η und die Oberflächenspannung σ die Größe und die Anzahl der gebildeten Satellitentropfen Liegt das Verhältnis σρr/η 2 zwischen 1 und 100, so werden nur wenige Satellitentropfen gebildet, die anschließend mit dem Haupttropfen vereint werden Ein weiterer Effekt ist, dass hoch- und mittelviskose Flüssigkeiten nach der Bildung eines Tropfen nicht in die Düse zurückgehen, sondern einen Film um der Düsenöffnung bilden. Dies führt zur Eintrocknung der Düse und die Reinigung kann sehr aufwendig sein. Dieser Effekt wird durch spezielle Unterdruckdüsen vermieden. ρ Dichte der Flüssigkeit r Radius des Tropfens Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 24 Bild: Integrierte Systeme II, W.Lang

25 Druckprozess: Trocknungsvorgang Trifft ein Tröpfchen auf eine feste Oberfläche, so hält sein weiteres Verhalten von seiner Oberflächenspannung σ TR und der Oberflächenspannung des Feststoffes σ FS ab Man definiert einen Kontaktwinkel θ FS TR FS TR wobei σ FS-TR die Oberflächenenergie an der Grenzfläche zwischen der Tropfenflüssigkeit und dem Festkörper ist Durch den Kontaktwinkel wird die Benetzbarkeit des Bedruckstoffs definiert: θ<90 - Gute Benetzbarkeit θ>90 - Schlechte Benetzbarkeit Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 25 Bild:

26 Druckprozess: Trocknungsvorgang Trocknungsmechanismus: Wasser- und Lösemittelbasierende Tinten: Absorption, Wegschlagen UV-Härtende Tinten: Polymerisation Hot-Melt Farben: Phasenübergang Anforderung für gute visuelle Druckergebnisse: Größe der trockenen Tropfen < 50 µm Variation der Tropfengröße < 2 % Platzierung mit Genauigkeit > 20 µm Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 26 Bild: Handbuch der Printmedien, Kipphan, 2000

27 Druckprozess: Kennzahlen Weberzahl Reynoldszahl Ohnesorge-Zahl Dimensionslose Kennzahl für das Verhältnis von Trägheit und Oberflächenkräften We = ρ v2 L σ -> We IJ = ρ v2 d 6σ Tropfenform & -abriss, Tropfenverhalten auf dem Substrat Dimensionslose Kennzahl für das Verhältnis von Trägheit und Zähigkeit Re = ρ v L η Fließverhalten im Druckkopf & auf dem Substrat v L = ν Oh = Kennzahl mit Berücksichtigung von Viskosität, Oberflächenspannung und Dimension We Re = η ρ L σ Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 27

28 Gliederung 1. Inkjet Arrays Stationäre Arrays Bewegliche Arrays Entwicklung 2. Druckprozess Farben und Druckfluide Tropfenbildung Trocknungsvorgang 3. Inkjet Drucksysteme 4. Inkjet Markt Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 28

29 Inkjet Drucksysteme: Einführung Inkjet Drucksysteme SOHO Multifunction Hewlett- Packard, Canon, Epson Hewlett- Packard, Epson, Canon Office Network Digital Color Press Tektronix, Hewlett- Packard Scitex, ACS, Tektronix Graphic arts Grand Format Iris, Tektronix, Epson Idanit, Vutek, Nur, ColorSpan, Mutoh Industrial marking Textil VideoJet, Marsh, Image, Willet Canon, Seiren, Stork, Toxot Large Format Medical imaging ColorSpan, Encad, Hewlett- Packard Iris, Sterling Diagnostic Home Photo 3D printing Hewlett- Packard, Epson, Canon 3D System, Z Corporation, Objet Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 29

30 Inkjet Drucksysteme: Einführung Unterteilung nach Anwendung: Digitaler Proof Großformatige Drucksysteme Drucksysteme mit hoher Produktivität Kodieren / Markieren Funktionales Drucken Kleinformatige Anwendungen Unterteilung nach Format: SOHO: Large Format: Wide Format: Grand Format: Desktop Printers kleiner 100 cm 100 cm 250 cm größer 250 cm Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 30

31 Inkjet Drucksysteme: Digitaler Proof Einsatz: Prüfung der Wiedergabe des kompletten Seitenverhältnisses und Bogens Prüfung der Farbverbindlichkeit Prüfung der Wiedergabe der Rasterstruktur entsprechend dem Auflagedruck Prüfung der Papieroberfläche, des Bogenformats im Proof wie im Fortdruck Bild: Beispiel: Cromalin DesignerProof von DuPont: Piezoelektrischer Drop-on Demand Inkjet Auflösung bis 1440 x 720 dpi Druckformat: 330 x 482 mm Cromalin DesignerProof Bild: Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 31

32 Inkjet Drucksysteme: Großformatige Anwendungen Einsatz: Banner und Schilder Architekturpläne, Projektpläne Verpackungsprototypen Poster und Bilder Landkarten Unterhaltungsindustrie Museen und Art Galerien, Kunst Wall Covering Proof Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 32

33 Inkjet Drucksysteme: Systeme mit hoher Produktivität Einsatz: Großformatige Anwendungen Industrielle Anwendungen Beispiele: Inca «FastJet» Bild: Inca «FastJet» Océ «JetStream» Océ «JetStream» Bild: Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 33

34 Inkjet Drucksysteme: Funktionales Drucken Einsatz: 3D-Druck: Medizin, Maschinenbau, Architektur, Produktdesign, Designüberprüfung, Spielzeugindustrie Funktionales Drucken: Solarzellen, Sensoren, Medizin ZPrinter 650 von ZCorporation: Schichtdicken von 0,089 bis 0,102 mm Auflösung 600 x 540 dpi, mehrfarbig 5 Druckköpfe mit insgesamt 1520 Düsen Druckformat: 381 x 254 x 203 mm Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 34 Bilder: ZPrinter 650, aurentum GmbH

35 Inkjet Drucksysteme: Kleinformatige Anwendungen Einsatz: Werbung Variable Daten Publikationen Fotodruck Rechnungen Handbücher Publikationen SOHO Allgemein: Hohe Qualität und ausreichende Produktivität Für sehr gute farbige Ausdrucke können Geräte mit 6 Farben benutzt werden Die bekanntesten Hersteller: Hewlett-Packard, Epson, Canon, Lexmark Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 35

36 Inkjet Drucksysteme: Kleinformatige Anwendungen Farblaserdrucker Tintenstrahldrucker Modell Epson C1100 Canon Pixma ip4300 Gerätepreis 350 Euro 90 Euro Textdruck, Schwarz, A4 1,27 Cent pro Seite 2,46 Cent pro Seite Farbdruck, A4 9 Cent pro Seite 50 Cent pro Seite Fotodruck, 10x15 20 Cent pro Foto 75 Cent pro Foto 1 Jahr [Euro] 2 Jahre [Euro] 4 Jahre [Euro] Monatliches Druckaufkommen Laser Tinte Laser Tinte Laser Tinte Gering: 5 Seiten Text, kein Bild Mittel: 10 Seiten Text, 10 Seiten Farbe, 2 Fotos Hoch: 50 Seiten Text, 25 Seiten Farbe, 20 Fotos Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 36 Quelle: Deutscher Drucker, 5/06

37 Inkjet Drucksysteme: Beispiele Nilpeter Caslon Kombiniert Inkjet mit Flexodruck Druckkopf: Xaar 1001 Geschwindigkeit: 12,6-50,7 mm/min Druckbreite: 420x330 mm Auflösung: 180x360dpi (3bit); 720x360dpi (3bit) Druckfarben: UV-Caslon Kapazität: etwa 1000m 2 /h Substrate: Folie, Aluminiumfolie, Papier, Etiketten Stärken: Bildqualität Integration in konventionellen Druckmaschinen Druckgeschwindigkeit Schwächen: Farbgeruch Schlechte Auflösung bei hoher Geschwindigkeit Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 37 Bilder:

38 Inkjet Drucksysteme: Beispiele Agfa: Dotrix Modular Kombiniert Inkjet mit Flexodruck Geschwindigkeit: 5-24 m/min Druckbreite: 630 mm Auflösung: 300dpi (3bit) Druckfarben: Agorix UV-Farben Kapazität: < m 2 /h Substrate: Folie, Aluminiumfolie, Papier, < 600 µm Stärken: Bildqualität Inline-Flexodruck als Weißvordruck oder UV-Überlack möglich Schwächen: Farbgeruch geringe Geschwindigkeit Hohe Kosten für Verbrauchsmaterialien Investition: EUR 1 Mio. Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 38 Quelle: Agfa

39 Inkjet Drucksysteme: Beispiele Linoprint; Heidelberg Druckmaschinen Geschwindigkeit: maximal 60 m/min Druckbreite: 288 mm Auflösung: 720 dpi (1 bit) Druckfarben: UV-Farben Anzahl Farben: 1, 4-Farbprozess in Entwicklung Kapazität: etwa 1000 m 2 /h Substrate: Folie, Aluminiumfolie, Papier Stärken: Hohe Flexibilität: installierbar in Druckmaschinen und Abpacklinien Schwächen: Farbgeruch Schichtdicke pro Farbe Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 39 Bilder:

40 Inkjet Drucksysteme: Beispiele LaserSonic Prototyp Druckbreite: 520 mm Prozess: Rolle auf Rolle Auflösung: 600dpi + 4 Graustufen Druckfarben: Flexo- und Tiefdruckfarben Anzahl der Farben: 1 (in Arbeit 2 möglich) Substrate: Folie, Aluminium-Folie, Papier Stärken: Konventionelle Flexo- und Tiefdruckfarben (lösemittel- oder wasserbasierend) Sonderfarben, Weiß, Metallic-Farben Geringe Instandhaltungskosten Schwächen: Geringe Geschwindigkeit, etwa 10m/Min Hitzepressfähigkeit gedruckter Substrate Hohe Vebrauchsmaterialkosten Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 40 Quelle: Flexo+Tief Druck, 5/2009

41 Inkjet Drucksysteme: Beispiele Inca «Onset»: Druckformat: 3,2 x 1,52 m 2 Auflösung: dpi Substratdicke: maximal 2 cm Druckfarben: UV-Farben Anzahl Farben: 4 Druckköpfe: 144 pro Farbe Kapazität: maximal 600 m 2 /h Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 41 Bild: Inca «Onset»,

42 Inkjet Drucksysteme: Beispiele Inca «FastJet»: Druckbreite: 1040 mm Kapazität: m²/st Auflösung: 300 x 200 dpi Geschwindigkeit: maximal 100 m/min Druckfarben: UV-Farben Anzahl Farben: 4 + Lack Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 42 Bild:

43 Gliederung 1. Inkjet Arrays Stationäre Arrays Bewegliche Arrays Entwicklung 2. Druckprozess Farben und Druckfluide Tropfenbildung Trocknungsvorgang 3. Inkjet Drucksysteme 4. Inkjet Markt Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 43

44 Inkjet Markt: Heute Einsatz: etwa 40 % aller Akzidenzdruckereien 1) Rechenzentrumsdruck Direct Mailer Copy Shops, Schnelldruckerei Inhausdruckereien, Vervielfältigungsabteilungen Reprografen Fotofinishing Wachstumsraten in der Produktion: Drucksysteme: mittleres jährliches Wachstum 5,4 % Farbe: mittleres jährliches Wachstum 6,4 % Allgemein: Jede 18 Monate wird die Leistung der Inkjet-Drucker verdoppelt 1) Abschätzung auf Basis InfoTrends Umfrage 2007 Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 44

45 Inkjet Markt: Weiterentwicklung Qualitätsmäßig: bessere Druckköpfe kleinere Tintentropfen Möglichkeit zur Graustufenmodulation, so dass offsetartige Qualität erreicht oder übertroffen wird Leistungsmäßig: schnellere Piezokammern und mikrointegrierte Druckköpfe größere Druckformate und schnellere Druckköpfe durch Düsen-Arrays Kostenmäßig: bessere und billigere Tinten, so dass Preise pro Exemplar mit Offset-Druck vergleichbar sind weniger Makulatur Digitale Drucktechnologie 8.2 Inkjet 45

46 Impressum Digitale Drucktechnologie Vorlesung im Wintersemester 2012/13 Betreuung: Dipl.-Ing. Constanze Ranfeld Prof. Dr.-Ing. E. Dörsam Technische Universität Darmstadt Fachgebiet Druckmaschinen und Druckverfahren Magdalenenstraße Darmstadt