DropWatcher 2.0 Schau den Tropfen beim fallen zu

Ein Schlüsselelement von digitalen Druckmaschinen sind die piezobasierenden Druckköpfe. Um die Einflüsse der einzelnen Parameter auf die Tropfenqualität des Druckkopfs zu beurteilen, wurde basierend auf früheren Studien ein vollautomatischer DropWatcher entwickelt.

Steckbrief

  • Lead-Departement Technik und Informatik
  • Institut Institut für Drucktechnologie IDT
  • Laufzeit (geplant) 18.08.2014 - 26.01.2015
  • Projektverantwortung Karl-Heinz Selbmann
  • Projektleitung Karl-Heinz Selbmann
  • Projektmitarbeitende Brian von Gunten
    Ramon Felder
    Michael Schmid

Projektbeschreibung

Ein Schlüsselelement von digitalen Druckmaschinen sind die piezobasierenden Druckköpfe. Diese Druckköpfe sind in der Lage, über 100 Mio. Tropfen pro Sekunde mit einem Durchmesser von 20 µm zu jetten. Um die Einflüsse der einzelnen Parameter auf die Tropfenqualität des Druckkopfs zu beurteilen, wurde basierend auf früheren Studien ein vollautomatischer DropWatcher entwickelt. Dabei werden die Tropfen gleich nach der Ablösung vom Druckkopf mit einer kurzen Belichtungseinheit und einer Kamera abgebildet. Mit unterschiedlichen Bildverarbeitungs-Algorithmen werden diese Bilder analysiert und Tropfeneigenschaften wie Volumen und Geschwindigkeit gemessen. Abbildung 1 zeigt den schematischen Aufbau der Anlage.

Um die Qualität der Tropfen aller Düsen des Druckkopfs beurteilen zu können, ist der DropWatcher mit einem Objektiv und zwei Linearachsen ausgestattet, welche es ermöglichen alle Düsen nacheinander abzubilden. Abbildung 2 zeigt ein solches Tropfenbild: Automatisch detektierte Tropfen sind mit einem Kreuz gekennzeichnet.

Resultat

Der DropWatcher ist ein effizientes Hilfsmittel des Instituts, um die Industrie mit exakten Analysen und Optimierungsvorschlägen zur Prozessstabilisierung zu unterstützen. Die hohe Flexibilität der Anlage und der direkte Zugriff auf alle Druckparameter ermöglichen es, eine Vielzahl von Tests vollautomatisch durchzuführen.

Anwendungsgebiete

Das Institut für Drucktechnologie unterstützt Firmen bei der Parameteroptimierung eines bestehenden Systems, überprüft Tinte auf die Druckfähigkeit oder hilft bei der Auswahl der geeigneten Komponenten für einen zuverlässigen Druckprozess. 

Auch der Kundenspezifische Aufbau eines solchen Systems ist denkbar. Sei es für die Tintenentwicklung oder für die Qualitätssteigerung/-sicherung eines bestehenden Druckprozesses. Mit dem DropWatcher können Schwankungen der Farbherstellung frühzeigt erkannt und quantifiziert werden, um bessere Qualität zu garantieren.

Weitere Anwendungsgebiete des DropWatchers:

  • Freigabe für Tinten in der Druckindustrie
  • Waveform Optimierung
  • Test der Langzeitstabilität
  • Reinigungsstrategie
  • Tintenentwicklung
  • Qualitätssicherung