Digitale Drucktechnologien

Funktionaler Digitaldruck

Der Inkjet-Druck und die Elektrofotografie (besser bekannt als Laserdruck) sind die populärsten Verfahren der digitalen Drucktechnik. Zumeist werden sie zur Dekoration von Papier und papierähnlichen Materialien verwendet, doch gerade abseits dieser Anwendungen ergeben sich interessante Anwendungen im Bereich des digitalen Funktionsdrucks.

 

Piezo-Inkjet

Die Inkjet-Technologie ist im grafischen Bereich schon seit Jahren nicht mehr wegzudenken – angefangen vom Home-Office-Drucker bis hin zum professionellen Posterdrucker. Dabei bietet diese Technologie weit mehr Möglichkeiten und lässt sich auch abseits dekorativer Anwendungen auf Papier gewinnbringend als industrielles Fertigungsverfahren einsetzen. In diesem Bereich ist diese flexible Technologie jedoch noch weit weniger verbreitet, wenngleich die Anwendungsmöglichkeiten sich über ein breites Spektrum erstrecken: So können beispielsweise Siebdruckprozesse ersetzt oder leitfähige Schichten individuell erzeugt werden. Ebenso sind Anwendungen im biomedizinischen Bereich denkbar oder es wird einfach der Vorteil ausgenutzt, dass randscharfe, selektive Schichten berührungslos und beinahe ohne Produktionsabfälle appliziert werden können.

Die verarbeitbare Materialpalette ist breit: UV-vernetzende Substanzen und lösemittelbasierte Materialien sind ebenso möglich wie wasserbasierte Lacke. Im Gegensatz zu anderen Applikationsverfahren müssen die Materialien jedoch niederviskos sein und der Feststoffanteil kann nicht beliebig erhöht werden.

 

Elektrofotografie

Der elektrofotografische Druck steht als digitales Druckverfahren oftmals im Schatten der besser bekannten Inkjet-Technologie. Aus technischer Sicht ist dies jedoch keineswegs berechtigt: Die Elektrofotografie ist ein robuster Prozess zur effizienten Applikation von pulverförmigen Substanzen. Mit der Inkjet-Technologie gemeinsam hat diese Technik ihren Ursprung aus dem grafischen Bereich und die vergleichsweise geringe Verbreitung in technischen Applikationen. Unterscheiden tut sie sich vor allen Dingen in zweierlei: Zum einen sind die verarbeitbaren Substanzen in der Regel pulverförmig und zum anderen handelt es sich um ein kontaktierendes Verfahren. Somit sind die Einsatzzwecke zwar unterschiedlich im Vergleich zum Inkjet-Druck, jedoch nicht weniger attraktiv: Nur ein Beispiel hierfür ist die Herstellung von Biochips (Peptidarrays) mit Hilfe dieser effizienten Drucktechnologie – das Verfahren und die notwendigen Materialien wurden in einer Kooperation zwischen dem Fraunhofer IPA und dem DKFZ (deutsches Krebsforschungszentrum) entwickelt. Dieses Beispiel ist auch charakteristisch für die Kompetenzen am Fraunhofer IPA: Die Bedruckung verschiedenster Substrate, insbesondere auch inelastische Materialien und das dazu notwendige Know-how zur Entwicklung eigener Druckwerke zeichnen die Arbeitsgruppe aus. Beratung bei Materialauswahl und Machbarkeit Die aus anderen Applikationstechnologien bekannten Materialien können oftmals nicht  1:1 auf die digitalen Drucktechnologien übertragen werden, da diese Herstellungsverfahren neben ihrer hohen Flexibilität auch gewisse Anforderungen an die Materialparameter stellen. Wir unterstützen bei der Umstellung und Integration von Digitaldruckprozessen beginnend bei der Beratung über die Machbarkeits- und Verarbeitbarkeitstests bis hin zur Weiter- und Neuentwicklung entsprechender Materialien. Dabei verstehen wir uns als Integrator und greifen auf ein breites Netzwerk von Materialherstellern und –entwicklern zu.

 

Prozess- und Anlagenentwicklung

Um die Vorteile der digitalen Drucktechnologien nutzbar zu machen, können bestehende Prozesse oftmals nicht 1:1 ersetzt werden, es müssen auch im Bereich der verwendeten Materialien sowie im Bereich von vor- und nachgelagerten Prozessschritten neue Wege gegangen werden. Auch die marktverfügbaren Druckköpfe und Anlagen sind zumeist für dekorative Anwendungen auf papierähnlichen Substraten ausgelegt, so dass entsprechende Anpassungen bzw. die Entwicklung von problemangepasstem Equipment notwendig ist. Dabei unterstützen wir unsere Partner und Kunden seit vielen Jahren: Unser Leistungspektrium reicht beginnend von der Machbarkeitsuntersuchung über die ganzheitliche Prozessentwicklung bis hin zum Bau geeigneter Druckwerke, Peripherie und ganzen Versuchsständen. In Zusammenarbeit mit Sonderanlagenbauern können auch produktionstaugliche Anlagen umgesetzt werden.