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31.05.2017

Photonik ist Garant für höchste Druckqualität

Heidelberg bringt den digitalen Direktdruck in die 3. Dimension – bei Fußbällen soll es nicht bleiben. / Preisgekrönte Fahrradflasche von der Krones AG. Die Motive werden im digitalen Inkjet-Verfahren direkt auf die Flasche aufgebracht.

Wenn Flaschen, Stoffe, Fliesen oder Bodenbeläge in Hochgeschwindigkeitsprozessen bedruckt werden, ist Photonik nicht weit. Sie ist Enabler und Qualitätsgarant.

Keramik-, Möbel- und Textilhersteller setzen zunehmend auf Drucktechnik, um ihre Produkte farblich zu gestalten oder sie mit interessanten Motiven zu veredeln. Quadratkilometerweise werden Laminatböden, Möbelwerkstoffe und Wandpaneele im Tiefdruckverfahren bedruckt. Jede zweite weltweit gefertigte Fliese wird im digitalen Inkjet-Verfahren bedruckt. Und auch auf Glasflaschen, Geschirr, auf flexiblen Verpackungen, Fußbällen, Koffern und Motorradhelmen und Snowboards sind Druckverfahren auf Wachstumskurs.

Ihr Vorteil ist ihre Geschwindigkeit. Das Rückgrat der Hochgeschwindigkeits-Druckprozesse ist Trocknungstechnik im infraroten und ultravioletten Wellenlängenbereich. Denn sie sorgt für schnelles Aushärten der aufgebrachten Farbschichten. Je nach Anforderungen sind UV-LED, UV-Lampen oder Infrarotstrahler im Einsatz. Wechselsysteme, die sowohl mit LEDs als auch mit herkömmlichen Lampen funktionieren, erhöhen die Flexibilität.

Maximale Präzision auf rauem Untergrund
Anders als beim Druck auf Papier können sich Maschinenbauer im industriellen Druck weder auf standardisierte Formate noch auf gleichbleibende Abstände zwischen Druckköpfen und Oberflächen verlassen. Vielmehr versuchen die Hersteller von hochwertigen Spirituosen oder Kosmetika, sich durch ungewohnt geformte Flaschen, Flacons und Dosen vom Wettbewerb zu differenzieren. Und die Toleranzen bei Glas, Keramik, Sportartikeln oder Holzwerkstoffen liegen oft im Millimeterbereich. Dennoch bleibt für ein sauberes Druckbild im Mehrfarbdruck Präzision im Mikrometerbereich gefragt. Diese ist nur im Zusammenspiel von hochpräzisen Servoantrieben und leistungsfähigen Kamerasystemen machbar. Letztere überwachen die exakte Position der Oberflächen, führen die Druckköpfe konturnah entlang der jeweiligen Formen nach und gleichen dabei Maßabweichungen aus. Zudem wachen die Systeme direkt im Prozess über die Farbtreue und die Qualität des Druckbildes.

Bildverarbeitungsspezialisten wie STEMMER IMAGING bieten Lösungen, die speziell auf hohe Auflösungen in den extrem schnellen Prozessen ausgelegt sind. Für einfache, flache Anwendungen eigenen sich Line Scan Bars, die Sensor, Optik und Beleuchtung in einem Gerät vereinen. Zur Überwachung der Farbtreue sind prismenbasierte Farbzeilenkameras geeignet. Kurzwelleninfrarot-Kameras detektieren störende Feuchtigkeit und Frame Grabber sorgen durch Vorverarbeitung dafür, dass Rechner im Hintergrund die Bilderflut innerhalb von Millisekunden analysieren können. Trotz Prozessgeschwindigkeiten von teils einigen hundert Metern pro Minute und zehntausenden Behältern pro Stunde lassen sich Fehldrucke mit diesen Imaging-Technologien zuverlässig erkennen und ausschleusen.

Gerade in den Hochgeschwindigkeitsprozessen der Getränkeindustrie ist optische Inspektion mittlerweile gang und gäbe. Wo Anlagen im Streckblasverfahren bis zu 82.000 PET-Flaschen pro Stunde formen, ehe diese etikettiert oder direkt bedruckt und schließlich befüllt werden, sind Hochgeschwindigkeitskameras unabdingbar. Denn es geht nicht nur um saubere Drucke und gerade aufgebrachte Etiketten. Im Zusammenspiel mit LEDs erkennen Kamerasysteme auch Fremdkörper und Schmutzpartikel in Flaschen oder Dosen. Andere optische Systeme wachen über Verformungen, Risse und Absplitterungen. Zudem werden vor dem Recycling Flüssigkeitsreste in Flaschen per Massenspektrometer analysiert. Durch den zunehmenden Direktdruck auf Flaschen und Dosen wird zudem die Nachfrage nach Lösungen steigen, die überwachen, ob Druckfarben vor dem Recycling vollständig abgelöst werden. Die Branche setzt auf Bottle-to-Bottle-Recycling. Aus Flaschen werden also Flaschen, die nach mehreren Durchläufen durchsichtig bleiben müssen. Photonik ist auch auf dieser Stufe des industriellen Druckprozesses der Garant dafür, dass die Qualität stimmt und Abfall erst gar nicht entsteht.


Bildquelle: Heidelberg / Krones AG

 
 
 
 
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