UV-LED-Technologie

UV-LED-Technologie

Schnell und umweltfreundlich beschriften

Hochwertige UV-LED-Technologie von Phoenix Contact.

Ihre Vorteile

  • Bedruckte Materialien sofort einsetzbar durch UV-LED-Technologie
  • Wisch- und kratzfeste Beschriftung
  • Lösungsmittelbeständige Beschriftung mit klarem Schriftbild
  • Emissionsfrei und geringer Energieverbrauch durch LED-Technologie
  • Barcode-fähig

Druckprinzip

UV-Bedruckungsvorgang  

UV-Bedruckungsvorgang

Ein Druckverfahren mit hoher Flexibilität bei gleichzeitig hoher Beständigkeit und geringen Kosten ist das Drucken mit UV-aushärtendem Fluid. Hier wird eine spezielles Fluid mit einem Druckkopf ähnlich wie bei Tintenstrahldruckern auf das zu kennzeichnende Bauteil aufgebracht und anschließend mithilfe einer Lichtquelle gehärtet.

Im Druckkopf werden einzelne Fluidtropfen gebildet und in Richtung des Bauteils beschleunigt. Um das gewünschte Druckbild zu erzeugen, fährt der Druckkopf über das Bauteil und trägt das Fluid zeilenweise auf. UV-Strahlung härtet das Fluid innerhalb des gleichen Arbeitsgangs aus. Das Bauteil wird weder beim Bedrucken noch beim Aushärten erwärmt.

Diese Drucktechnologie ist in vielen Anwendungsgebieten einsetzbar. Kennzeichnungsschilder aus Kunststoff können ebenso beschriftet werden wie vorbehandelte Metallschilder.

Lösungsmittelfreies Fluid

Lösungsmittelfreies Beschriftungsfluid  

Lösungsmittelfreies Beschriftungsfluid

UV-Drucker von Phoenix Contact setzen ein lösungsmittelfreies Beschriftungsfluid ein. Dieses Fluid besteht aus drei Hauptbestandteilen:

  • UV-Initiator, der die fotochemische Reaktion zur Aushärtung des Fluids auf dem Drucksubstrat anstößt
  • Bindermaterial, das als Trägermatrix für die Bedruckung fungiert
  • Farbpigment für die Deckkraft

Der Schlüssel zur Technologie des digitalen UV-Drucks ist die fotochemisch induzierte Polymerisation. Die UV-Strahlung wandelt die Initiatoren des Fluids in sogenannte Radikale um. Radikale sind Moleküle mit einem ungebundenen Elektron, das eine Verbindung eingehen will. 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 der Tinte. Der Druckvorgang ist absolut emissionsfrei, da das verwendete Fluid frei von Lösungsmitteln oder leicht flüchtigen Substanzen ist.

Lösungsmittelhaltige Tinte

Neben UV-aushärtenden Fluiden können auch lösungsmittelhaltige Tinten eingesetzt werden. Bei
Nichtbenutzung besteht hier die Gefahr des Eintrocknens. Zum Aushärten der Tinte wird das Bauteil
nach dem Druckvorgang für mehrere Minuten aufgeheizt: je nach Werkstoff und verwendeter Tinte auf
Temperaturen zwischen +70 °C und +200 °C.

Vor der Weiterverwendung muss das Bauteil erst abkühlen. Nicht jeder Werkstoff ist für dieses Verfahren geeignet, da sich insbesondere Kunststoffe bei diesen hohen Temperaturen verziehen können. In der Regel verdampft bei diesen Tinten das Lösungsmittel durch die Temperatureinwirkung. Außerdem muss sichergestellt werden, dass die getrocknete Tinte nicht durch andere Lösungsmittel wieder angelöst wird. In den Produkten von Phoenix Contact wird daher UV-aushärtendes Fluid verwendet.

Druckköpfe

Grundsätzlich werden zwei verschiedene Arten unterschieden, Tinten und Fluide auf Bauteile zu übertragen.

Continous InkjetDrop-on-Demand-Inkjet (DOD)
Abfeuerung der Tintentropfenpermantentbei Bedarf (während des eigentlichen Bedruckens)
Tinten / Fluidemit hohem Lösungsmittelanteillösungsmittelhaltig oder lösungsmittelfrei
Düseneine einzige Düse mit kontinuierlichem Strahlhohe Anzahl Düsen mit senkrecht abgefeuerten Tropfen
Auflösunggrob (z. B. für Kabelbeschriftung)hoch (für qualitativ hochwertige Ausdrucke)

Bei DOD Inkjets können zwei verschiedene Druckkopftechnologien eingesetzt werden:

  • Bubble-Jet-Methode: Hier wird durch elektrische Aufheizung eine Dampfblase erzeugt, die dann durch den entstandenen Druck den Tropfen aus der Düse drückt. Zur Erzeugung der Dampfblase ist eine lösungsmittelhaltige Tinte erforderlich. Bubble-Jets werden in preiswerten Druckern, z.B. für den Privatanwender, eingesetzt.
  • Piezo-Jet-Methode: Hier bestehen die Düsenkanäle aus Piezo-Kristallen, die durch elektrische Impulse in Schwingungen versetzt werden. Hierdurch werden dann die Tropfen abgefeuert. Piezo-Jets sind hochwertige, langlebige Druckköpfe, die z. B. beim UV-Druck zum Einsatz kommen. Auch der BLUEMARK verwendet die Piezo-Jet-Methode.

Lichtquellen

Spektrum des Lichts

Spektrum des Lichts

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 (100-280 nm Wellenlänge) auch Lichtemissionen im UV-A- (315-380 nm) und UV-B-Bereich (280-315 nm).

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 Nanometern. Ein weiterer Vorteil besteht in der minimalen Wärmeentwicklung. Dies ermöglicht die Realisierung kleinerer und leichterer Drucker, wie dem BLUEMARK von Phoenix Contact.

Zu den Produkten

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PHOENIX CONTACT s.à r.l.

10a, op Bourmicht
L-8070 Bertrange
(+352) 45 02 35-1

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