UV-LED-Druck Die Technologie
Die UV-LED-Drucktechnologie basiert auf dem schnellen Aushärteprozess eines Beschriftungsfluids mit UV-Licht. Der Druckkopf bildet aus dem Fluid einzelne Tintentropfen und beschleunigt sie in Richtung des Markierungsmaterials. Sie werden dabei durch die Bewegung des Markierungsmaterials unter dem Druckkopf zeilenweise aufgetragen. UV-Strahlung härtet das Fluid innerhalb des gleichen Arbeitsgangs mit hoher Intensität aus. Das Material wird durch diesen Prozess nicht erwärmt, daher sind die entstandenen Markierungen sofort verwendbar. Die bedruckten Kennzeichnungen aus Kunststoff oder Metall weisen eine hohe Wisch- und Kratzbeständigkeit auf und sind insbesondere resistent gegen Chemikalien.
Ihre Vorteile
- Vielseitiges Kennzeichnungsverfahren, dank optionalem Farbdruck und der Verfügbarkeit von über 1000 Beschriftungsmaterialien aus Kunststoff und Aluminium
- Beschleunigte Verarbeitung großer Stückzahlen durch den automatischen Materialeinzug sowie die Auf- und Abstapelfunktion der Geräte
- Skalierbare Druckauflösung zwischen Standard- (300 dpi) und HD-Druck (600 dpi)
- Markierungen sind sofort einsetzbar, dank der intensiven Aushärtung des Fluids mit UV-Licht
- Chemikalienbeständige sowie wisch- und kratzfeste Druckergebnisse
- Geringer Energieverbrauch durch LED-Technologie
(1) Beschriftungsfluid (2) UV-Strahlung (3) Polymere (4) Farbpigmente
Farbstoffe Lösungsmittelhaltige Tinte oder lösungsmittelfreies Fluid
Abhängig von ihrer Anwendung setzt die Kennzeichnung mit einer lösungsmittelhaltigen Tinte voraus, dass die Beschriftung nicht durch andere Lösungsmittel angelöst werden kann. Daher eignet sich dieses Verfahren nicht für jeden Einsatzbereich. Zum Aushärten der Tinte wird das Bauteil nach dem Druckvorgang für mehrere Minuten aufgeheizt: Je nach Werkstoff und verwendeter Tinte wird auf Temperaturen zwischen +70 und +200 °C geheizt. Nicht jeder Werkstoff ist für dieses Verfahren geeignet, da sich insbesondere Kunststoffe bei hohen Temperaturen verziehen können.
Die UV-LED-Drucker von Phoenix Contact setzen ein lösungsmittelfreies Beschriftungsfluid ein. Dieses Fluid besteht aus den drei Hauptbestandteilen UV-Initiatoren, Bindermaterial und Farbpigmenten. Der Schlüssel zur UV-LED-Drucktechnologie ist die fotochemisch induzierte Polymerisation. Die UV-Strahlung wandelt die Initiatoren des Fluids in sogenannte Radikale um. Radikale sind Moleküle mit einem ungebundenen Elektron. Die Radikale aktivieren Moleküle der Binderkomponente, sogenannte Monomere, und verbinden sich mit ihnen zu Ketten und Matrizen. Solche Ketten werden als Polymere bezeichnet. Sie umschließen die Farbpigmente und sorgen somit für die Aushärtung des Fluids ohne eine Hitzeerzeugung.
Druckköpfe
Grundsätzlich werden die zwei folgenden Arten von Druckköpfen unterschieden.
| Continous Inkjet | Drop-on-Demand-Inkjet (DOD) | |
|---|---|---|
| Art des Druckkopfs | ||
| Abfeuerung der Tintentropfen | Dauerhaft | Bei Bedarf (während des eigentlichen Druckvorgangs) |
| Tinten / Fluide | Mit hohem Lösungsmittelanteil | Lösungsmittelhaltig oder lösungsmittelfrei |
| Düsen | Eine Einzeldüse mit kontinuierlichem Strahl | Hohe Anzahl von Düsen mit vertikal abgegebenen Tropfen |
| Auflösung | Niedrig | Hoch |
Bei Drop-on-Demand-Inkjets können zwei verschiedene Druckkopftechnologien eingesetzt werden:
Bubble-Jet-Methode: Hier wird durch elektrische Aufheizung eine Dampfblase erzeugt, die dann durch den entstehenden Druck den Tropfen aus der Düse drückt. Zur Erzeugung der Dampfblase ist eine lösungsmittelhaltige Tinte erforderlich. Bubble-Jets werden in preiswerten Druckern eingesetzt, z. B. für den privaten Gebrauch.
Piezo-Jet-Methode: Hier bestehen die Düsenkanäle aus Piezokristallen, die durch elektrische Impulse in Schwingungen versetzt werden. Dadurch werden dann die Tropfen abgefeuert. Piezo-Jets sind hochwertige, langlebige Druckköpfe, die z. B. beim UV-Druck zum Einsatz kommen. Die Drucker BLUEMARK ID und BLUEMARK ID COLOR aus unserem Portfolio verwenden die Piezo-Jet-Methode.
Spektrum des Lichts
Lichtquellen
Als UV-Lichtquelle kommen häufig UV-Lampen (Brenner) zum Einsatz. Bedingt durch die Bauart ist der Einsatz mit einer hohen Wärmeentwicklung verbunden. Diese 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
Eine Alternative zu den Brennern sind LEDs. 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 dem BLUEMARK ID (COLOR) von Phoenix Contact.
