Edut
- UV-LED-tekniikka mahdollistaa tulostettujen materiaalien välittömän käytön
- Hankauksen- ja naarmutuksenkestävä merkintä
- Liuotinaineita kestävä merkintä, terävä tulostusjälki
- LED-tekniikka ei aiheuta päästöjä, ja energiankulutus on alhainen
- Viivakoodit mahdollisia
UV-merkintämenetelmä
Tulostusperiaate
UV-kovettuva väriaine mahdollistaa erittäin joustavan, kestävän ja edullisen tulostusmenetelmän. Tulostuspää kiinnittää merkittävään komponenttiin erityisen väriaineen mustesuihkutulostimien tavoin, ja se kovetetaan valossa.
Tulostuspäässä muodostuu yksittäisiä nestepisaroita, jotka laukaistaan kohti merkittävää komponenttia. Halutun tulostusjäljen saavuttamiseksi tulostuspää liikkuu komponentin päälle ja levittää väriaineen riveittäin. UV-säteily kovettaa väriaineen samassa työvaiheessa. Komponentti ei lämpene tulostuksessa tai kovettamisen yhteydessä.
Tätä tulostustekniikkaa voidaan käyttää useilla sovellusalueilla. Muovisia merkintäkilpiä voidaan tulostaa siinä kuin esikäsiteltyjä metallikilpiä.
Liuotinaineeton väriaine
Liuotinaineeton väriaine
Phoenix Contactin UV-tulostimissa käytetään liuotinaineetonta väriainetta. Tämä väriaine koostuu kolmesta pääasiallisesta osasta:
- UV-katalyytti, joka käynnistää fotokemiallisen reaktion väriaineen kovettumiseksi tulostusmateriaaliin.
- Sideaine, joka toimii alusmatriisina merkinnälle
- Peittävä väripigmentti
Digitaalisen UV-tulostustekniikan ydin on fotokemiallisesti indusoitu polymerointi. UV-säteily muuntaa väriaineen katalyytit nk. radikaaleiksi. Radikaalit ovat molekyylejä, joilla on pariton elektroni, joka pyrkii sitoutumaan. Radikaalit aktivoivat sidoskomponenttien molekyylejä, ns. monomeerejä, ja sitoutuvat niiden kanssa ketjuiksi ja matriiseiksi. Näitä ketjuja kutsutaan polymeereiksi. Ne sitovat väripigmentit ja huolehtivat näin musteen kovettumisesta. Tulostusmenetelmä ei aiheuta päästöjä, ja käytettävä väriaine ei sisällä liuotinaineita tai helposti haihtuvia aineita.
Liuotinainepitoinen muste
UV-kovettuvien väriaineiden lisäksi myös liuotinaineita sisältäviä musteita voidaan käyttää. Jos
laitetta ei käytetä, muste voi kuivua. Musteen kovettamiseksi komponenttia lämmitetään tulostuksen jälkeen useita minuutteja: materiaalista ja käytettävästä musteesta riippuen +70 °C...+200 °C:n lämpötiloissa.
Komponentin pitää jäähtyä ennen jatkokäyttöä. Kaikille materiaaleille tämä menetelmä ei sovi, sillä etenkin muovit voivat käyristyä korkeissa lämpötiloissa. Yleensä näiden musteiden liuotinaine haihtuu lämpötilan vaikutuksesta. Lisäksi on varmistettava, ettei kuivunutta mustetta liuoteta muilla liuotinaineilla. Phoenix Contactin tuotteissa käytetään siksi UV-kovettuvaa väriainetta.
Tulostuspäät
Musteet ja nesteet siirretään komponentteihin kahdella tavalla.
| Jatkuva mustesuihku | Drop-on-demand -mustesuihku (DOD) | |
|---|---|---|
| Mustepisaroiden laukaisu | Tarvittaessa (varsinaisen tulostuksen aikana) | Pysyvästi |
| Musteet/nesteet | Korkea liuotinainepitoisuus | Liuotinainepitoinen tai liuotinaineeton |
| Suuttimet | Yksi suutin, jatkuva suihku | Useita suuttimia, pisarat laukaistaan pystysuoraan |
| Resoluutio | Karkea (esim. kaapelimerkinnälle) | Korkea (korkealuokkaisiin tulosteisiin) |
DOD-mustesuihkutulostimissa voidaan käyttää kahta erilaista tulostuspäätekniikkaa:
- Bubble jet -menetelmä: Sähköinen lämmitys tuottaa höyrykuplan, joka painaa syntyneen paineen seurauksena pisaran ulos suuttimesta. Liuotinainepitoinen muste on höyrykuplan muodostumisen edellytys. Bubble jet -menetelmää käytetään edullisissa tulostimissa esim. kotikäytössä.
- Piezo jet -menetelmä: Suutinkanavat koostuvat pietsokiteistä, jotka alkavat värähdellä sähköisten impulssien vaikutuksesta. Tämän seurauksena pisarat lähtevät liikkeelle. Pietsosuuttimet ovat laadukkaita, pitkäikäisiä tulostuspäitä, joita käytetään esim. UV-tulostuksessa. Myös BLUEMARK ID ja BLUEMARK ID COLOR käyttävät piezo jet -menetelmää.
Valon spektri
Valolähteet
UV-valolähteenä käytetään usein UV-lamppuja (polttimia). Rakenteen takia käytössä kehittyy voimakkaasti lämpöä. Nämä polttimet ovat erittäin tehokkaita, mutta niiden lähettämän UV-valon sironta on suuri. Näin esimerkiksi UV-C-poltin (aallonpituus 100–280 nm) tuottaa valonsäteilyä myös UV-A- (315-380 nm) ja UV-B-alueilla (280–315 nm).
Polttimien vaihtoehtona ovat LED-valot. UV-LEDit säteilevät valoa erittäin kapealla alueella (UV-A), ja niiden sironta on näin huomattavasti pienempi polttimiin verrattuna. UV-indusoitu fotokemiallinen polymerointi tapahtuu yleensä 200–400 nanometrin aallonpituudella. Etuna on myös minimaalinen lämmönkehitys. Näin voidaan käyttää pienempiä ja kevyempiä tulostimia, kuten Phoenix Contactin BLUEMARK.