Inkjet voor Industrial Print

Als voorproefje op de Industrial Print Integration-conferentie van ESMA (https://ipi-conference.com/) kon je voor de conferentie inschrijven op een ‘waveform’-training, gegeven door Mark Bale van DoDxAct (https://dodxact.com/aboutus/). Het moet gezegd, dit was een geweldige ervaring met de heer Bale als absolute expert in de materie.

Mark Bale van DoDxAct in actie tijdens de ‘waveform’-training tijdens de laatste IPI.

Wat is een waveform?

Vertrekpunt is een piëzo-inkjet printkop, dit is het meest voorkomende type printkop in digitale printers. Het elektrisch signaal (puls) dat wordt aangelegd om inkt uit de nozzle te krijgen (het ‘jetten’), noemen we de waveform. De simpelste waveform is een on/off signaal: tijdens de off-fase wordt inkt aangezogen, tijdens de on-fase wordt de aangezogen inkt uit de nozzle geduwd.

De werking van een inkjet-nozzle. De nozzle wordt aangestuurd door een elektrische puls (gele lijn bovenaan): tijdens de onderkant van de puls wordt inkt aangezogen, bij de top wordt deze uit de nozzle geduwd.

Variaties

Wat kan je nu met de waveform doen? Als eerste kan de fabrikant de breedte van de puls variëren. Je voelt al aan dat een bredere puls een tragere printkop impliceert. In technische termen wordt dit gekwantificeerd door een ‘jetting frequency’, het aantal pulsen dat je per seconde naar de printkop stuurt.

Voorbeeld van de snelheid van een Konica Minolta printkop. De ‘jetting frequency’ geeft het aantal pulsen/sec aan. Je kan deze printkop binair laten werken tegen 25600 pulsen/sec (rood) of trager 12800 pulsen/sec (blauw) of 5700 pulsen/sec (groen).

De lagere frekwentie (bredere puls) maakt dat de printkop in ‘multi-drop’ jetting modus kan opereren: per puls verlaten meerdere inkjetdruppels de nozzle om samen één groter jetvolume te vormen.

Van één kleinere druppel per puls tot één grotere samengestelde druppel per puls (bron: Konica Minolta)

Complexe vormen

Wil je verder optimaliseren dan kan dit door complexere waveforms naar de printkop te sturen. Hier spreken we over fine-tuning, waarvoor grondig onderzoek vereist is.

Voorbeelden van complexere waveforms om een specifiek inkjet gedrag te bekomen. De ‘pre-pulse’ maakt dat inktduppel makkelijker loskomt, de ‘meniscus cancel’ doet dan weer het omgekeerde.

Conclusies

Inkjet is een fascinerende technologie. Het basisprincipe van een druppel die uit een nozzle wordt afgevuurd lijkt éénvoudig, maar is een apart vakgebied met voortdurende innovatie en vernieuwing. Met ‘drop watchers’, specifieke apparatuur om het druppel-gedrag van de printkop in beeld te brengen, gaan de fabrikanten van printkoppen aan de slag om tot optimaal ge-engineerde installaties te komen.

Inkjet-expert Mark Bale toont zijn ‘dropwatcher’-installatie om te experimenteren met ‘waveforms’.

Wil je in een ruimer kader kennismaken met industrieel & functioneel printen dan kan dit op onze ‘printed electronics’ – training bij swissQprint in Gent. Inschrijven kan via:

https://agenda.vigc.be/en/event/masterclass-printed-electronics-nieuwe-vormen-van-print-78/register