Kyocera bringt neuen hochviskosen Tintenstrahldruckkopf auf den Markt

Die Kyocera Corporation hat einen neuen industriellen Inkjet-Druckkopf entwickelt, der hochviskose Materialien zuverlässig ausstoßen kann. Damit wird der Einsatz der Inkjet-Technologie in Fertigungsprozessen wie Lackierung und additiver Fertigung erweitert, die bislang durch Einschränkungen bei der Fluidverarbeitung begrenzt waren. Die Entwicklung adressiert Herausforderungen bei der bedarfsgerechten Materialapplikation und unterstützt digitale Lieferketten in der Industrie, indem sie die Prozessflexibilität erhöht und Materialverluste reduziert.

Hintergrund und technische Neuerungen
Inkjet-Druckverfahren werden im industriellen Umfeld wegen ihrer präzisen, bedarfsgerechten Applikation funktionaler Flüssigkeiten geschätzt, da sie eine hohe Materialausnutzung und schlanke Produktionsabläufe ermöglichen. Konventionelle Druckköpfe sind jedoch in der Regel auf niedrigviskose Tinten ausgelegt, was ihren Einsatz in Prozessen mit höheren Viskositäten – etwa bei Lacken oder bestimmten Polymerharzen für Werkzeuge und den 3D-Druck – einschränkt. Der neue Druckkopf von Kyocera nutzt eine proprietäre Piezo-Aktuatorstruktur und ein optimiertes Fluidkanal-Design, um diese Einschränkungen zu überwinden. Dadurch ist ein stabiler Austrag von Materialien mit Viskositäten von 80 mPa·s und darüber möglich, bei Tropfengrößen, die bis zu 20-mal größer sind als bei früheren Gerätegenerationen. Dies erweitert die industrielle Einsetzbarkeit der Inkjet-Technologie für Medien, die bisher nur schwer verarbeitet werden konnten.

Aufbau und Leistungsmerkmale
Der Druckkopf integriert 1.584 Düsen, die für einen hohen Durchsatz bei industrieller Auflösung von 360 dpi × 360 dpi über eine effektive Druckbreite von rund 111,7 mm ausgelegt sind. Der proprietäre piezoelektrische Biegebetriebs-Aktuator erzeugt die für hochviskose Flüssigkeiten erforderliche Ausstoßkraft, während die mittels Simulation optimierte Kanalgeometrie einen stabilen Fluss und eine gleichmäßige Tropfenbildung unter industriellen Bedingungen sicherstellt. Unter den von Kyocera verwendeten Testbedingungen kann der Druckkopf Flüssigkeiten mit 80 mPa·s bei einem Tropfenvolumen von etwa 280 pL ausstoßen. Diese Kennwerte zeigen einen erweiterten Spielraum für die Verarbeitung komplexer Medien in der Fertigung und bei Beschichtungsanwendungen.

Bedeutung für Fertigungs- und Beschichtungsprozesse
Durch den zuverlässigen Inkjet-Austrag hochviskoser Materialien eröffnen sich neue Möglichkeiten in der dekorativen Fahrzeuglackierung, bei der konventionelle Sprüh- oder Maskierverfahren arbeitsintensiv sind und erhebliche Overspray-Verluste verursachen. In der additiven Fertigung erleichtert die Möglichkeit, Pasten und Harze mit größeren Tropfen und höherer Viskosität zu applizieren, die Herstellung von Werkzeugen und Prototypen bei reduziertem Materialeinsatz. Beide Anwendungsfelder profitieren von einer engeren Integration intelligenter Produktionssysteme und einer Echtzeit-Prozesssteuerung innerhalb einer digitalen Lieferkette, in der flexible Applikationstechnologien schnelle Umrüstungen und eine durchgängige Rückverfolgbarkeit unterstützen.

Technische Anwendungsbeispiele und Nutzen
In Anwendungen der Fahrzeuglackierung ermöglicht der neue Druckkopf die präzise, lokal begrenzte Applikation dekorativer oder funktionaler Beschichtungen. Dadurch kann der Bedarf an Maskier- und Strahlprozessen reduziert werden, während gleichzeitig eine gleichmäßigere Farbqualität und ein geringerer Materialverbrauch erreicht werden. In der 3D-Druck-gestützten Werkzeug- und Bauteilfertigung erweitert die Fähigkeit, höher viskose Harze und Pasten zu verarbeiten, das Spektrum druckbarer Materialien und kann Entwicklungs- und Prototyping-Zyklen verkürzen. Diese Eigenschaften tragen zu geringeren Lagerbeständen, einer reduzierten Umweltbelastung durch weniger Abfall sowie zu einer verbesserten Produktionsplanung innerhalb eines digitalen Fertigungsökosystems bei.

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