Intelligente Pumpe zur Meniskuskontrolle im DOD-Druck
Hochauflösender Drop-on-Demand-Druck erfordert perfekte Tropfenbildung. Membranpumpen mit Vacuum Control stabilisieren den Meniskus im Druckkopf und sorgen so für präzise und zuverlässige Ergebnisse.
Drop-on-Demand (DOD) Inkjetdruck erfordert höchste Präzision: Jeder Tropfen muss exakt dort landen, wo er hingehört. Ein entscheidendes Element dieses Prozesses ist der Meniskus, eine gekrümmte Tintenoberfläche an der Spitze jeder Düse. Seine Stabilität ist essenziell für die Druckqualität sowie für eine zuverlässige und konstante Systemleistung. Die Membran-Vakuumpumpen NVC 830 mit Vacuum Control von KNF vereinfachen Systeme in anspruchsvollen industriellen Druckumgebungen.
Drop-on-Demand: Präzision beginnt im Druckkopf
Industrielle Drop-on-Demand Drucker liefern hochpräzise und reproduzierbare Druckergebnisse und kommen im Digitaldruck, Keramik-, Glas- und Textildruck sowie in der gedruckten Elektronik und im 3D-Druck zum Einsatz. Im Gegensatz zu Continuous-Inkjet-Systemen, die einen kontinuierlichen Tintenstrahl erzeugen, geben DOD-Drucker Tintentropfen nur bei Bedarf ab. Dadurch ist das Verfahren präzise, effizient und sauber.
Moderne DOD-Systeme sind komplexe Umgebungen, die Pumpen unter anderem zur Tintenversorgung, Entgasung und Rezirkulation sowie für Spülprozesse einsetzen. Ein zentraler Bestandteil ist der Druckkopf, in dem die Tinte durch Mikrodüsen zirkuliert. Diese Zirkulation trägt dazu bei:
- eine stabile Temperatur und gleichmäßige Pigmentverteilung aufrechtzuerhalten
- eine konstante Viskosität sicherzustellen
- die Zuverlässigkeit beim Start zu verbessern
- das Verstopfen der Düsen zu verhindern
- höhere Druckgeschwindigkeiten und Auflösungen zu ermöglichen
- den Spülaufwand zu reduzieren
Für jede Farbe werden in der Regel ein oder mehrere Druckköpfe eingesetzt, während die Tinte häufig in einem darüber angeordneten Behälter gespeichert wird. Das System muss den daraus resultierenden hydrostatischen Druck ausgleichen, um zu verhindern, dass Tinte ungewollt durch den Druckkopf fließt oder aus den Düsen austritt.
Meniskuskontrolle: Grundlage der Tropfenbildung im DOD-Druck
Um den Tintenfluss zu stabilisieren, hält das System ein Gleichgewicht zwischen dem Zufuhrdruck am Einlass und dem geregelten Unterdruck (Vakuum) auf der Auslassseite des Druckkopfs aufrecht. Dieses Gleichgewicht wird als Meniskusdruck bezeichnet und kompensiert den hydrostatischen Druck, sodass der Meniskus stabil bleibt.
Der Meniskus ist die gekrümmte Tintenoberfläche an der Düsenspitze. Er bildet die Grenze zwischen der Tinte in der Düse und der Umgebungsluft. Seine Position wird vollständig durch das Druckgleichgewicht bestimmt. Ist der Meniskusdruck zu hoch, kann die Tinte nicht zurückgehalten werden und es kommt zu einem unkontrollierten Austreten. Ist der Meniskusdruck zu niedrig, zieht sich die Tinte zu weit in die Düse zurück, was die Nachfüllung beeinträchtigt und fehlende Druckpunkte verursachen kann.
Das Intelligent Feature Vacuum Control von KNF reduziert oder eliminiert den Bedarf an externen Druckmessungen und senkt die Systemkomplexität. In konventionellen DOD-Systemen wird der Unterdruck im Druckkopf durch eine Membran-Vakuumpumpe erzeugt. Deren stabile und zuverlässige Leistung ist entscheidend, da bereits Druckschwankungen von 3 bis 5 mbar die Druckqualität beeinträchtigen können. Deshalb überwachen viele Systeme die Drücke über Sensoren direkt am Ein- und Ausgang oder indirekt über Durchflussmesser, um Abweichungen zu erkennen. Mit Vacuum Control überwacht und regelt die Pumpe ihre Leistung automatisch, um den definierten Unterdruck konstant einzuhalten.
Micro-Gaspumpen mit Vacuum Control: Der Schlüssel zur perfekten Tropfenbildung
Pumpen wie die NVC 830 HP mit Vacuum Control erhöhen die Präzision und Stabilität des Tintenförderprozesses. Über einen integrierten Sensor und den Betrieb im geschlossenen Regelkreis passt die Pumpe ihre Leistung automatisch an, um den definierten Vakuumsollwert einzuhalten. Das sorgt für einen stabilen Meniskusdruck am Druckkopf, wodurch eine gleichmäßige Tropfenbildung und eine kontrollierte Abgabe der Tintentropfen auch bei schwankenden Bedingungen möglich ist. Die einköpfige Pumpe erreicht ein maximales Vakuum von 200 mbar (abs.) und eine maximale Förderrate von 4,7 l/min. Anwender können das gewünschte Vakuum während des Druckens anpassen. Dank ihres rückströmungssicheren Designs hält die NVC 830 HP das Vakuumniveau auch im ausgeschalteten Zustand aufrecht und gewährleistet einen zuverlässigen Meniskusdruck. Das verhindert Leckagen, Austrocknung, Lufteintrag oder Fehlzündungen.
Pumpen mit Vacuum Control überzeugen bei der Regelung des Meniskusdrucks
Die NVC 830.3 mit zwei Pumpenköpfen aus PPS sowie EPDM Membranen und Ventilen (weitere Materialien auf Anfrage verfügbar) eignet sich für wasser- und lösungsmittelbasierte, pigmentierte und reaktive Tinten, auch bei anspruchsvollen Viskositäten. Der ölfreie Betrieb verhindert Kontaminationen und sorgt für eine hohe Druckqualität. Diese intelligente Pumpe mit Vacuum Control bietet ein hohes pneumatisches Leistungsvermögen mit einem maximalen Vakuum von 55 mbar (abs.) und einer maximalen Förderrate von 2,6 l/min.
Mit einer stabilen und kontaminationsfreien Förderung sichern KNF Pumpen mit Intelligent Features die Integrität der Tinte und die Zuverlässigkeit des Druckkopfs. Mit ihrer langen Lebensdauer sind sie ideale Lösungen für den industriellen Dauerbetrieb und minimieren Ausfallzeiten bei gleichzeitig konstanter Druckqualität.
