Thermischer Tintenstrahl vs. piezoelektrischer Tintenstrahl: Was sind die Unterschiede und welche Wahl sollten Sie für Ihre industrielle Anwendung treffen?

In der Welt des Digitaldrucks ist die Wahl der Tintenstrahltechnologie eine strategische Entscheidung. Sie hat direkten Einfluss auf die Druckqualität, die Kompatibilität der Tinten, die Art der bedruckbaren Medien sowie die Langlebigkeit des Systems in der Produktion. Zwei Technologien dominieren heute den Markt: der thermische Tintenstrahldruck und der piezoelektrische Tintenstrahldruck.

Obwohl sie das gleiche Ziel verfolgen – das präzise Versprühen von Tintentropfen –, unterscheiden sie sich in ihrer Funktionsweise grundlegend. Hier finden Sie einen technischen Vergleich, der Ihnen dabei helfen soll, die für Ihre industriellen Anforderungen geeignete Technologie auszuwählen.

Funktionsweise des thermischen Tintenstrahldrucks

Die Thermotechnologie nutzt einen in die Tintenkammer integrierten Heizwiderstand. Wenn dieser sich schnell erwärmt, bildet sich eine Dampfblase, die einen Tintentropfen durch die Düse treibt. Dieser thermische Zyklus wiederholt sich mehrere tausend Mal pro Sekunde.

Vorteile:

• Keine Wartung erforderlich: Der Druckkopf ist in die Tintenpatrone integriert: Bei jedem Austausch des Tintenbehälters wird ein neuer Druckkopf eingesetzt, sodass keine Reinigung oder vorbeugende Wartung erforderlich ist.
• Minimaler Platzbedarf: Kompakte Module, oft Plug-and-Play-fähig. Sehr einfache Integration auch bei beengten Platzverhältnissen oder in bestehende Fertigungslinien.
• Kompatibilität mit sehr hohen Taktraten: Besonders gut geeignet für Produktionsumgebungen mit hohen Taktraten, insbesondere bei der Einzelstückkennzeichnung oder bei sich wiederholenden Anwendungen mit kleiner Druckfläche.

 

Grenzen:

• Eingeschränkter Anwendungsbereich: Diese Technologie ist vor allem auf porösen Untergründen mit wasserbasierten Tinten wirksam und eignet sich nicht für Anwendungen, die technische Tinten (UV, Lösungsmittel) oder eine Haftung auf komplexen Materialien (Kunststoff, Metall, Glas...) erfordern.
• Nur Standardkonfigurationen: Da sie hinsichtlich der technischen Anpassung (Auflösung, variable Tropfengröße, dynamische Synchronisation) wenig flexibel ist, erlaubt sie keine fortgeschrittenen Anpassungen für spezifische Anforderungen oder komplexe Umgebungen.
• Native Druckbreiten von 12,7 mm: Die Druckköpfe bieten eine feste Druckbreite von 12,7 mm. Für breitere Markierungen müssen mehrere Köpfe montiert werden, was die Integration erschweren kann.
• Vorauszuplanender Austausch der Kartusche: Der Austausch der Kartusche – und damit des Druckkopfes – muss in den Produktionszyklus integriert werden, wobei je nach Drucktakt und Druckvolumen kurze, aber regelmäßige Unterbrechungen einzuplanen sind.

 

Typische Anwendungen:

Hochpräziser Druck vor allem auf Papier und porösen Materialien, ideal für die Büroautomation und die industrielle Codierung/Kennzeichnung.

 

Funktionsweise des piezoelektrischen Tintenstrahldrucks

Das piezoelektrische System basiert auf einem piezoelektrischen Kristall, der hinter der Tintenkammer angebracht ist. Wenn dieser Kristall einen elektrischen Impuls erhält, verformt er sich und übt mechanischen Druck aus, wodurch der Tintentropfen ohne Wärmeeinwirkung ausgestoßen wird.

Vorteile:

• Geringer Wartungsaufwand, insbesondere in UV-Konfiguration: Dank der Robustheit der Druckköpfe und der Stabilität der UV-Tinten ist der Reinigungs- oder Austauschbedarf selbst bei intensiver Nutzung erheblich geringer.
• Kompatibilität mit hohen Produktionsgeschwindigkeiten: Die Piezo-Druckköpfe unterstützen schnelle Ausstoßzyklen und eignen sich somit ideal für den kontinuierlichen Druck auf automatisierten Fertigungslinien.
• Sehr hohe Flexibilität bei der mechanischen Integration: Einfache Integration auf verschiedenen Druckträgern.
• Hohe Flexibilität bei den Tinten: Kann je nach den Anforderungen an die Haftung oder die erwartete Leistung mit UV-, Wasser-, Lösungsmittel-, Öl- oder Funktionstinten drucken.
• Hohe Flexibilität bei der Programmsteuerung: Präzise Steuerung der Tropfengröße, der Ausstoßfrequenz und der Drucksequenzen dank fortschrittlicher Softwareverwaltung.
• Anpassungsfähigkeit der Druckkonfigurationen: Große Auswahl an Auflösungen, Tropfengrößen, Düsen-Träger-Abständen, Anzahl der Druckköpfe und Ausrichtungen je nach Anwendungsanforderungen.

 

Grenzen:

• Höhere Anschaffungskosten: Piezoelektrische Köpfe sind teurer als thermische Köpfe, was sich auf das Anfangsbudget auswirkt.
• Möglicherweise größere Abmessungen und Platzbedarf: Bestimmte Piezo-Köpfe oder -Module, insbesondere solche mit hoher Auflösung, können größer sein als einfache thermische Systeme und erfordern einen entsprechenden Einbauraum.

 

Typische Anwendungen:

Druck auf einer Vielzahl von Materialien (Kunststoff, Glas, Metall) mit verschiedenen Tinten (UV, Lösungsmittel, wässrig, Öl), besonders geeignet für den industriellen Hochauflösungsdruck, die direkte Dekoration und die individuelle Personalisierung.

 

Zusammenfassung

Die Wahl zwischen diesen beiden Technologien hängt von den spezifischen Anforderungen des Projekts ab: Art des Trägers, Tintenart, Produktionsgeschwindigkeit und erwartete Druckqualität.

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