UV-LED-Druck Die UV-LED-Drucktechnologie steht für vielseitige, langlebige und qualitativ hochwertige Markierungslösungen.­ Unsere Tintenstrahldrucker ermöglichen präzise Druckbilder und beständige Markierungen durch spezielle Farbstoffkonzepte sowie eine Aushärtung der Beschriftung mit UV-Licht.

Vielseitige UV-Inkjet-Drucksysteme
Kabelmarker im Schaltschrank mit UV-LED-Technologie beschriftet

UV-Inkjet-Drucktechnologie Präzision trifft auf Effizienz

Die UV-Inkjet-Technologie hat sich in der industriellen Kennzeichnung als vielseitige und leistungsstarke Lösung etabliert. Sie ermöglicht gestochen scharfe und beständige Druckbilder auf einer Vielzahl von Materialien. In der Elektro- und Automatisierungsbranche kommt sie insbesondere bei der Beschriftung von Markierungsmaterialien aus verschiedenen Kunstoffen und Metall zum Einsatz. Die Drucksysteme BLUEMARK E.CARD und BLUEMARK ID COLOR ermöglichen eine effiziente Erstellung von widerstandsfähigen Markern für Klemmen, Leiter und Kabel sowie Geräte und Anlagen.

Druckverfahren Tintenstrahldruck mit Aushärtung des Druckbilds durch UV-Licht

Die UV-Tintenstrahl-Drucktechnologie stellt einen bedeutenden Fortschritt im digitalen Druck dar. Im Gegensatz zu herkömmlichen Druckverfahren, bei denen Farbstoffe durch Verdunstung trocknen, nutzt der UV-LED-Druck ultraviolettes Licht, um Tinten oder Fluide unmittelbar nach dem Auftragen auf das Material zu härten. Die sofortige Aushärtung sorgt für eine besonders widerstandsfähige und langlebige Druckoberfläche.

Sowohl der BLUEMARK E.CARD als auch der BLUEMARK ID COLOR arbeiten mit der UV-Tintenstrahl-Technologie. Die Druckverfahren unterscheiden sich dennoch in Bezug auf die eingesetzte Druckkopftechnologie sowie die zu verarbeitenden Farbstoffe.

Druckköpfe

Grundsätzlich wird die Tintenstrahl-Drucktechnologie nach zwei Arten von Druckköpfen unterteilt, dem Continous Inkjet und dem Drop-on-Demand-Inkjet. Phoenix Contact setzt in Druckgeräten ausschließlich die Drop-on-Demand-Technologie ein. Die DOD-Technologie zeichnet sich im Vergleich zur Continous Inkjettechnologie durch eine höhere Druckauflösung, einen geringeren Wartungsaufwand und einen effizienteren Tintenverbrauch aus. Außerdem eignet sie sich ideal für Anwendungen, die eine große Materialvielfalt und präzise, hochwertige Druckbilder verlangen.

Der Drop-on-Demand-Druck basiert auf zwei verschiedenen Drucktechniken, der thermischen und der Piezo-Jet-Drucktechnik. Markierungssysteme mit einer thermischen DoD-Drucktechnik zeichnen sich durch ihre einfache, kompakte Bauweise und den Einsatz kostengünstiger Druckköpfe aus. Die Lebensdauer dieser Druckköpfe ist aufgrund der thermischen Belastung kürzer, daher werden sie häufig nicht im Drucker verbaut, sondern in der Tintenpatrone. Aus diesen Gründen sind die Investitionskosten im Vergleich zu Piezojetdruckern deutlich geringer. Piezojetdrucker sind technologisch aufwändiger gebaut, robuster und haben langlebige Druckköpfe verbaut.

Grafische Erläuterung des technischen Aufbaus des Druckers BLUEMARK E.CARD

(1) Kartentransportsystem, (2) Markierungsmaterial, (3) Druckeinheit, (4) Tintenpatrone, (5) Trocknungsmodul, (6) UV-Modul

BLUEMARK E.CARD Druckverfahren mit Bubble-Jet-Druckkopf

Der BLUEMARK E.CARD arbeitet mit der thermischen Inkjettechnologie. Hierbei handelt es sich um ein berührungsloses Druckverfahren, das auf der gezielten Erhitzung von Tinte basiert. Es wird auch Bubble-Jet-Methode genannt. Dabei wird ein elektrischer Impuls an ein Heizelement im Druckkopf gesendet, wodurch sich die Tinte lokal erhitzt. Die Temperatur erzeugt eine Dampfblase, die sich explosionsartig ausdehnt. Der dabei entstehende Überdruck schleudert ein feines Tintentröpfchen durch eine Düse auf das Substrat. Für die Bildung der Dampfblase ist eine lösungsmittelhaltige Tinte erforderlich. Phoenix Contact hat hierfür eine Hybridtinte entwickelt, die sowohl lösungsmittelbasiert als auch UV-härtbar ist.

Der UV-Inkjet-Drucker verarbeitet Kartenmaterialien mithilfe eines automatisierten Kartentransportsystems. Nach dem Einlegen eines Materialstapels werden die Karten dem Druckprozess automatisiert zugeführt. Die Druckeinheit besteht aus einer Tintenpatrone, einem Trocknungsmodul und einem UV-Modul. Der Druckkopf ist in der Tintenpatrone verbaut. Aufgrund des regelmäßigen Austauschs des Druckkopfs mit der Patrone bietet der Drucker eine gleichbleibend hohe Druckqualität und einen geringen Wartungsaufwand. Der Druckprozess wird in zwei Schritte unterteilt.

Grafische Erläuterung der UV-Inkjet-Technologie

(1) Transportsystem (2) Markierungsmaterial (3) Druckeinheit (4) Tintenpatrone mit Druckkopf (5) Trocknungsmodul (6) UV-Modul (7) Tintentropfen (8) Verdampfendes Lösungsmittel (9) UV-Strahlung (10) Polymerisiertes Fluid

Schritt 1:
Das Markierungsmaterial wird mithilfe des automatisierten Transportsystems ins Innere des Druckers transportiert. Dort angekommen bewegt sich die Druckeinheit vorwärts über das Material und die Tintentropfen werden über den Druckkopf in der Tintenpatrone aufgetragen. Anschließend wird das Lösungsmittel aus der Tinte mithilfe des Trocknungsmoduls vollständig entfernt, sodass eine lösungsmittelfreie Flüssigkeit entsteht.

Schritt 2:
Im zweiten Schritt fährt die Druckeinheit rückwärts über das Markierungsmaterial. Dabei werden die verbleibenden UV-reaktiven Bestandteile des Fluids durch UV-Licht polymerisiert und dauerhaft ausgehärtet. Durch die intensive Aushärtung des Fluids mit UV-Licht sind die Markierungsmaterialien besonders widerstandsfähig.

Grafische Erläuterung des Druckverfahrens

(1) Transportsystem (2) Markierungsmaterial (3) Druckkopf (4) UV-Modul (5) Fluidtropfen (6) UV-Strahlung (7) Polymerisiertes Fluid

BLUEMARK ID COLOR Druckverfahren mit Piezo-Jet Druckkopf

Der BLUEMARK ID COLOR arbeitet mit der Pietzo-Jet-Drucktechnologie. Auch hierbei handelt es sich um ein berührungsloses Druckverfahren. Dieses Verfahren basiert allerdings nicht auf der Erhitzung von Tinte, sondern auf Piezokristallen in den Düsenkanälen des Druckkopfs, die durch elektrische Impulse in Schwingungen versetzt werden. Der durch die mechanische Bewegung erzeugte Druck presst das Fluid aus der Düse des Druckkopfs und beschleunigt einzelne Fluidtropfen in Richtung des Markierungsmaterials. Durch die Bewegung des Materials unter dem Druckkopf wird das Fluid zeilenweise aufgetragen. UV-Strahlung härtet das Fluid innerhalb des gleichen Arbeitsgangs mit hoher Intensität aus. Das Material wird durch die Verwendung von UV-LED-Licht nicht erwärmt, daher ist auch die Verarbeitung von Kunststoffen, die bei Hitze zu Verformungen neigen, problemlos möglich.

Aushärteprozess des Beschriftungsfluids

(1) Beschriftungsfluid (2) UV-Strahlung (3) Polymere (4) Farbpigmente

Farbstoffe

Die Auswahl der Farbstoffe wird vom physikalischen Wirkprinzip der Drucktechnologie vorgegeben.
Bei der Pietzo-Jet-Methode wird der Farbstoff durch einen mechanisch erzeugten Druck aus der Düse geschleudert. Daher können lösungsmittelfreie Fluide verwendet werden. Die thermische Tintenstrahltechnologie hingegen erfordert eine lösungsmittelhaltige Tinte, die durch Erhitzung eine Dampfblase erzeugt und so den Tintentropfen aus der Düse schleudert. Damit auch hier ein UV-härtbares Fluid entsteht, muss das Lösungsmittel nach dem Auftragen der Tinte mithilfe eines Trocknungsmoduls entfernt werden.

Die Fluide bestehen aus den drei Hauptbestandteilen Farbpigmenten, Bindermaterial und UV-Initiatoren. Der Schlüssel des UV-LED-Drucks ist die fotochemisch induzierte Polymerisation. Die UV-Strahlung wandelt die Initiatoren des Fluids in sogenannte Radikale um. Die Radikale aktivieren Moleküle der Binderkomponente und verbinden sich mit ihnen zu Ketten und Matrizen. Sie umschließen die Farbpigmente und sorgen somit für die Aushärtung des Fluids ohne eine Hitzeerzeugung.

So entstehen auf zwei verschiedenen Wegen und bei vergleichbarer Prozesszeit qualitativ hochwertige, widerstandsfähige und langlebige Druckergebnisse.

Lichtquellen

Grafische Erläuterung von Lichtquellen

Das Spektrum des Lichts

Als UV-Lichtquelle kommen häufig UV-Lampen in Form von Brennern zum Einsatz. Bedingt durch die Bauart ist der Einsatz mit einer hohen Wärmeentwicklung verbunden. Brenner sind besonders leistungsstark, haben aber auch eine große Streubreite beim emittierten UV-Licht. Dadurch liefert z. B. ein UV-C-Brenner (100 bis 280 nm Wellenlänge) auch Lichtemissionen im UV-A- (315 bis 380 nm) und UV-B-Bereich (280 bis 315 nm).

Wellenlängenbereich von UV-LEDs

Wellenlängenbereich von UV-LEDs

In den Phoenix Contact-Geräten werden LEDs eingesetzt. UV-LEDs emittieren Licht in einem sehr schmalen Bereich (UV-A) und haben damit im Gegensatz zu den Brennern eine wesentlich kleinere Streubreite. Die UV-induzierte, fotochemische Polymerisation erfolgt häufig im Wellenlängenbereich von 200 bis 400 nm. Ein weiterer Vorteil besteht in der minimalen Wärmeentwicklung. Dies ermöglicht die Realisierung kleinerer und leichterer Drucker, wie den BLUEMARK ID COLOR und den BLUEMARK E.CARD sowie die Verarbeitung von wärmeempfindlichen Werkstoffen wie z. B. Kunststoff.

Tintenstrahldrucker im Vergleich Leistungsstarke Drucksysteme für vielseitige Kennzeichnungslösungen

BLUEMARK E.CARD
BLUEMARK ID COLOR
BLUEMARK E.CARD

Wartungsarmer Kartendrucker für effiziente Markierungsprozesse

BLUEMARK ID COLOR

Vielseitiger Kartendrucker für monochromen und CYMK-Mehrfarbdruck

Druckverfahren Thermischer Tintenstrahldruck mit UV-LED-Aushärtung Piezo-Tintenstrahldruck mit UV-LED-Aushärtung
Druckauflösung HD-Druck (600 dpi) Standard- (300 dpi) und HD-Druck (600 dpi)
Druckkopf Drop-on-Demand-Inkjet, Bubble-Jet-Methode, Druckkopf in der Tintenpatrone verbaut Drop-on-Demand-Inkjet, Piezo-Jet-Methode, Druckkopf ist im Gerät verbaut
Patronensystem Tinten- und Reinigungspatrone Fluid- und Reinigungspatrone
Farbdruck
Beschriftungsmaterial UC-, UCT-, UM-Matten und Metallschilder UC-, UCT-, US-, UM-Matten und Metallschilder
Materialführung Automatisierte Materialverarbeitung aller Beschriftungsmaterialien ohne Unterbrechung des Druckjobs Automatisierte Materialverarbeitung von UC, UCT, UM und Metall, manuelle Eingabe von US-Materialien
Magazinerweiterung Ein- und Ausgabemagazin erweiterbar Eingabemagazin erweiterbar
Schnittstellen USB, Ethernet, WLAN (zusätzliche Hardware notwendig) USB, Ethernet
Bedienung / Statusanzeige Touchdisplay oder Webinterface Touchdisplay
Ansteuerung Desktop-Software Desktop-Software oder Touchdisplay
Maße [Breite x Tiefe x Höhe] 570 × 440 × 253 mm 523 × 675 × 340 mm
Gewicht < 11 kg 21 kg
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