Legutóbbi hírek
Kezdőlap > Gépek > Nézzünk a CIJ tintasugaras technológia mélyére
GépekJelöléstechnikaVezér

Nézzünk a CIJ tintasugaras technológia mélyére

A jelöléstechnikában nagyon elterjedt berendezésekről lévén szó, mindenképpen kiemelt jelentőségű megismerkedni az applikációk széles spektrumával és a tintasugaras technológián alapuló jelölőberendezésekkel! Most próbálkozzunk meg egy kicsit a technológia mélyére hatolva megismerni a készülékek működési elvét! Segítségünkre lesz a Masterprint Kft. Key Account managere, Bogár Tamás úr, aki elkalauzol minket a technológia rejtelmeibe.

 Kezdjük ott, hogy a tintasugaras elnevezés egyrészt csak a CIJ technológiához köthető, ráadásul ott sem a teljes működési fázisban. Hogy is van ez, sugár vagy cseppek?

“Igen, mindkettő, tintasugár, ami cseppekké válik szét. Amíg a tinta eljut az ún. fúvókáig, addig egy cca 3-4 Bar körüli nyomással rendelkező folyadékról beszélünk. Ez a nagy nyomású tinta eljut egy fizikai rezgést keltő egységig, ahol a rezgés hatására cseppekre bomlik, mégpedig szép, gömb alakú cseppekre. Az optimális eset az, amikor a fúvókán kijutó folyadékoszlop a megfelelően beállított tinta viszkozitás, nyomás és rezgési frekvencia hatására ténylegesen egy homogén felületet alkotó gömb alakját veszi fel.”

A folyadék cseppekre bontása tehát egyértelműen az első lépés ahhoz, hogy az önálló cseppeket rábírjuk arra, hogy karaktereket vagy más egyéb jeleket képezzenek. Mi a módja annak, hogy a cseppek oda kerüljenek az adott jelölendő felületen, ahová szükségesek?

“Ha a cseppek előállítása az előbb említett módon ténylegesen gömb alakúra sikerült, akkor ezeket a kis gömböcskéket (melyeknek az átmérője a fúvóka méretétől függ, erről később bővebben beszélek) elektromosan feltölti egy töltő elektróda. Ehhez nagyon fontos, hogy a tintának a már említett fizikai tulajdonságai mellé felsoroljuk a vezetőképességét is. A feltöltött cseppeken a töltések a gömb alakot tekintve homogén eloszlásúak. A töltő feszültség mértéke a csepp „pontos helyét” határozza meg egy karakteren belül. A karakter X-Y (7×5, 9×7) mátrixának Y összetevője, azaz a magassága az, amit a cseppek elektromos töltöttsége magában hordoz. Ezzel arányosan fognak eltérülni, egy konstans elektrosztatikus térben. Ez viszont önmagában még csak egy függőleges vonalat jelent. Ahhoz, hogy egy kétdimenziós kép, azaz egy karakter vagy logó kialakuljon, szükségünk van mozgásra (X tengely). Ezt a mozgást a jelölendő termék mozgása adja. Ezért alakult ki az a CIJ mozaikszó mellé a jelenséget és jelölést jól magyarázó magyar kifejezés, miszerint ez egy érintkezés nélküli, mozgás közbeni jelölési forma.”

Ahhoz, hogy a cseppek pozícionálását meg lehessen oldani, már láttuk, hogy milyen „külső” beavatkozás szükséges. Mi kell ahhoz, hogy egy folyadék, egy tinta ennek megfeleljen?

“A tintának az alapvető fizikai tulajdonságai, amiket önmagában hordoz, azok a viszkozitás, a vezetőképesség és a hőmérséklet. A színezéshez használt kémiai nyomelemeket, ill. lágy vagy kemény színező pigmenteket a tinta gyártója határozza meg. Ahhoz, hogy a tinta az élettartama alatt ezeket a tulajdonságokat birtokolja, szükség van adalékokra, fizikai keverésre, néhány esetben hűtésre-fűtésre is. Ezeket már maga a feliratozó berendezés szolgáltatja, és biztosítja a tinta folyamatos rendelkezésre állását.”

Ne szaladjunk nagyon előre, nézzük meg, hogy egy ilyen berendezés hogyan kezeli a folyadékot? Hogyan kényszeríti a folyadékrendszert, hogyan állítja be azokat a paramétereket, amik szükségesek akár a cseppre bontáshoz, akár a cseppeltérítéséhez?

E Diagram
HITACHI

“A folyadékrendszer, a hidraulikus kör alapvető feladata, hogy a tintát valamilyen úton nyomás alá helyezze, mégpedig folyamatosan kontrollált, konstans nyomás alá. Ez egy igen fontos alapkövetelmény ennél a berendezésnél, ahol a tinta a tintakörön belül folyamatosan áramlik. A tintakörben fel nem használt tintát vissza kell juttatni a tintatartályba, ehhez szükséges egy elszívó vagy vákuumkör, ami szintén nagyon fontos összetevője a hidraulikus rendszernek. Ahhoz, hogy csak az a tinta kerüljön a külvilágba, ami a feliratot alkotja, nagyon fontos egy állandó értékű, folyamatos vákuum.  Fontos összetevő még egy viszkozitás-mérő egység, mely folyamatosan ellenőrzi a tinta ezen tulajdonságát, és a megfelelő oldószer adagolásával folyamatosan állítja azt.
A cseppek bontását a már említett piezo-elektromos egység végzi cca. 100KHz-es frekvenciás rezgéssel. Ennek a piezo kristálynak a rezgését egy amplitúdó-szabályozott váltakozó feszültség végzi, aminek az amplitúdóját a tinta fizikai tulajdonságaihoz állítják vagy mechanikusan, vagy teljesen elektronikusan.
A csepp eltérítéshez egy cca 3000-4000V-os feszültséggel előállított konstans elektrosztatikus teret kell – általában két párhuzamos fémlemez között – létrehozni.”

Akkor tehát létezik egy „alap” állapot, amikor a cseppek képződnek ugyan, de nem történik jelölés, hiszen ezt jelenti a C betű a rövidítésben. Milyen elektrosztatikus folyamatok zajlanak le a rendszerben, egész pontosan a nyomtatóberendezés írófejében?

“Igen, van egy ilyen állapot, amikor a tinta „csak” folyamatosan (Continous) áramlik a rendszerben. De ekkor is van a cseppeknek töltése, csak éppen akkora, hogy ezzel a töltöttségi szinttel még nem térülnek el az elektrosztatikus térben. Ellenben nagyon hasznos adatot, mégpedig a csepp repülési sebességét tudják közölni a rendszerrel a mozgási indukciójuk folytán.
Tehát az írófejben lejátszódó folyamatok egy igen komoly ipari számítógép számolási műveletének eredményei, és az ott lévő hardver egységek, mint végrehajtó elemek készítik a cseppet, töltik fel azt elektromosan, mérik a sebességét és térítik el elektrosztatikusan.”

Minthogy rendkívül gyorsan száradó tintákról van szó, hogyan lehet kivédeni a beszáradás okozta üzemzavarokat?

“A már említett adalékok ellenőrzött körülmények között történő adagolása a berendezés működésekor biztonságot adnak beszáradás ellen. A problémák a berendezés leállításakor és újraindításakor jelentkezhetnek. Különféle módszereket használnak a gyártók ennek a problémának a minimalizálására. Vannak, akik a leállításkor öblítik a fúvókát, és tisztítják a cca 60 mikronos nyílását, vannak, akik ezt az indításkor teszik, és van olyan berendezés is, ami képes az egyébként „nyitott”, beszáradásra hajlamos feliratozófejet „zárt” rendszerbe helyezni, így indítani és leállítani azt. Ezzel teljes mértékben szükségtelenné teszi a tisztítási, mosási funkciók elvégzését, mert zárt rendszerben a fúvóka nem szárad be.”

Milyen karbantartást igényel maga a tintarendszer? Vannak-e olyan alkatrészek, melyeket tervszerűen kell cserélni a megbízható működés érdekében?

“A felhasználók ma már nagyon fontosnak tartják a tervszerű, kiszámítható karbantartási ciklust, folyamatokat, és ezeknek a költségvonzatait egyaránt. Féléves és éves gyakorisággal, ill. 3000-6000 órás működés után javasoljuk a tervszerű karbantartást.  A 3 féle karbantartó csomag – mely évenként más alkatrész, szűrő és fitting cseréjét írja elő – időszakos vásárlása egyértelművé, kiszámíthatóvá teszi ezt a folyamatot. Így a berendezés fődarabok cseréje nélkül, folyamatosan rendelkezésre áll.”

Ha már a tintákról esett szó, essék szó a tinták különbözőségéről is. Milyen tintafajták léteznek ezekhez a készülékekhez felhasználási szempontból?

“A tinta színéről vegyi anyagok vagy különböző pigmentek (szilárd kis részecskék) gondoskodnak. Amennyiben – és ez a leggyakoribb – fekete feliratszínt kérnek a felhasználók, és ezzel valamilyen világos felületre szeretnének írni, úgy a legegyszerűbb kémiailag színezett tintát ajánljuk. Ha a felület sötét színű, akkor már szükség van az alapszín valamilyen módon történő eltakarására, amit a színes pigmentek tesznek. A lágy (soft) pigmentes tintákat a hagyományos berendezések is képesek kezelni, de a kemény (hard) pigmentes festékeket, amik igazán jól olvasható feliratot képeznek akár fekete felületen is, már csak speciális, kifejezetten erre alkalmas berendezés képes hosszútávon nagy megbízhatósággal kezelni.”

Elektronikus berendezésekről lévén szó, kiemelt jelentőségű lehet a készülékek üzemeltetésében a beépített software és hardware, a programozhatóság, adatkezelés, automatikus adatképzés, valamint a beállítások kérdése. Mik azok a paraméterek, amiket egy ilyen berendezésnél be lehet állítani az adott alkalmazáshoz illesztve?

“Erre a kérdésre igen hosszú, akár egy külön cikknyi válaszegyüttest is lehetne adni. Egyszerűen elmondható, hogy a tényleg XXI. századi feliratozó berendezéseknek egytől egyig olyannak kell lenniük, hogy az egyre komplexebb gyártás-technológia terén minden egyes kommunikációs, digitális, rendszerintegrációt felvető kérdésre igennel válaszoljanak. A tudatosan felépített felhasználóbarát kezelői szoftver, az automatikus változóadat-kezelés, az összes vonalkód típus automatikus képzése és az adatbáziskezelés mind-mind a korszerű feliratozó berendezés sajátja.”

Milyen sebességű vagy ütemszámú termelősorokba, gépekbe integrálhatók be ezek a berendezések?

„1994 óta dolgozom jelöléstechnikai területen, egy akkoriban alakult magyar kft. mérnök tagjaként piacvezető céget építettünk fel. 13 év után megváltam ettől a vállalkozástól, s az addig konkurens cég volt alkalmazottaival együtt egy teljesen új, kihívásokkal teli dologba kezdtünk: egy szintén tisztán magyar tulajdonú, jelöléstechnikával foglalkozó céget alapítottunk. Az elmúlt 10 év során a Masterprint Kft. – megtartva kezdeti lendületét – a piac egyik vezető vállalkozásává nőtte ki magát, önálló mérnökséggel, technológiai gyártáskapacitással és több mint egy tucat jelentős külföldi beszállítóval felvértezve. Jelenleg a legfőbb feladatom a gyógyszeripari szegmensen belül gyártástechnológiai-jelöléstechnikai berendezések fejlesztése és gyártása úgy, hogy azok megfeleljenek az európai uniós követelményeknek. 20 éves jelöléstechnikai tapasztalatatommal igyekszem segíteni az új generáció mérnökeit, és további sikerekhez juttatni a Masterprint Kft.-t.”

“Fontos a felhasználók feliratozási igényét előzetesen felmérni, tudni kell a feliratozni kívánt adatok mennyiségét, amely döntően meghatározza a feliratozás sebességét. 4-5 soros szövegeket, logókat, vonalkódokat tartalmazó komplex feliratot a mai berendezések már képesek 100m/perc körüli sebességgel is feliratozni, de speciális körülmények között akár az 1000m/perces feliratozási sebességet is el tudják érni. A feliratozni kívánt darabszámot tekintve pedig akár a 25db /sec sebesség sem kizárt.”

A felhasználók rendszereihez való illesztésben milyen eszközök, beépítendő alkatrészek, elemek és milyen szakemberek vesznek részt?

“A korszerű feliratozó nagyon nagy mértékben megkönnyíti az integrációs folyamatokat. Az igazán haladó technológiát felsorakoztató nyomtatók már alap kiépítésben tartalmaznak különböző kommunikációs csatlakozási lehetőségeket, beépített PLC-t, programozható I/O modult. Különleges esetekben a gyártó berendezések rendszerébe, komplett vállalatirányítási környezetbe is illeszthetőek a megfelelő interfészek segítségével. A szakemberek tekintetében a technikusi szinttől már igazán hathatósan lehet a rendszerintegrációt kezelni.”

Nagyon fontos lehet ezen készülékek szakszerű üzemeltetése, hiszen a termelősorok maximális kapacitás kihasználtsága megköveteli azt, hogy egyrészt a berendezések kitűnő műszaki színvonalat képviseljenek, de nyilván a kezelésből adódó problémák elkerülése végett célszerű, ha kiképzett személyzet kezeli azokat.

“A MASTERPRINT Kft. kifejezetten nagy hangsúlyt fektet a feliratozó berendezések installálási és működési környezetének megismerésére, ill. a kezelő, karbantartó személyzet megfelelő szintű oktatására is. A feliratozóink olyan magas szintű gyártási színvonalon készülnek, hogy megfelelően betanított kezelők esetén maximálisan meg tudnak felelni a legnagyobb kihívásoknak is.”

Milyen iparágak azok, melyekben ez a technológia képviselteti magát, és a Masterprint Kft.-t, mint ezen berendezések hazai egyik legnagyobb forgalmazóját?

“Büszkén mondhatom, hogy a gyártói iparágak szinte mindegyikében, ahol ilyen típusú feliratozásra szükség van, használják az általunk forgalmazott berendezések valamelyikét.
Ahol igazán fontosnak tartják a kiváló felirati minőséget, a 100%-os rendelkezésre állást, a költséghatékony, kiszámítható működtetési környezetet, a magas szintű integrálhatóságot, ott nagy valószínűséggel a mi feliratozóinkkal lehet találkozni. Legyen az a gyógyszeripar, az autóelektronikai ipar, a kábelgyártás, a nyomdaipar, az élelmiszer- vagy feldolgozóipar.”

Tudna esetleg mondani néhány szót az üzemeltetési költségekről, beruházási összegekről is? Konkrétumok nélkül, hiszen ez az alkalmazásoktól is függ, milyen nagyságrendet képviselnek ezek?

“A feliratozó berendezések már 4000-5000 eurótól kaphatóak, egészen a 15.000-20.000 eurós felső határig. A működtetési és karbantartási költségeket tekintve tényleg nehéz egy konkrét összeget említeni. Ha egy felirat árát említeném, akkor az 1-2 fillér körül indul, és max. 10 fillérig terjedhet, a karbantartási költség, mely éves szinten számítható, már jobban körülhatárolható, cca 70.000-80.000Ft/év lehet a tervezet.”

Mennyire kell figyelni a tintarendszer működéséből adódó hulladékok kezelésére?
“Veszélyes hulladékként kezelendő a tintarendszer összes alkatrésze. Erre ma már célszerűen meghatározott munkavédelmi folyamatok az irányadóak.”

Végezetül, néhány szóban felvázolná, hogy kik és milyen alkalmazások lehetnek érintettek ezen technológiák használatában, ahol a jelöléstechnikai feladatokat, ezen készülékekkel tudják a leghatékonyabban megoldani?

“A már említett iparágak közül minden olyan terület, ahol fontos a termékek különböző szintű azonosíthatósága. A gyártott termék végfelhasználói, egyszerű azonosításán túl a vállalaton belüli, akár termelési folyamatokat befolyásoló, adatbázisokhoz való csatlakozás szintű feliratok elkészítésében egyaránt fontos szerepet tölthetnek be ezek a feliratozók.”

(PACKRADAR)

2018.05.08