CIJ gegen MPERIA® V-Serie

Gehen Sie in eine beliebige Produktions- oder Verpackungsanlage und fragen Sie nach den Markierungs- und Codiergeräten. Wahrscheinlich wird man Ihnen entweder ein Continuous- Tinte -System (CIJ) oder ein Valvejet-Drop-on-Demand-System (MPERIA® V-Serie) zeigen: zwei der beliebtesten Markierungs- und Codiertechnologien, die derzeit auf dem Markt erhältlich sind.

Wie schneiden sie also im Vergleich ab und welches Modell passt am besten zu Ihren Bedürfnissen?

Das nachstehende Venn-Diagramm zeigt die Segmente, in denen sich CIJ und „ MPERIA® V-Serie -Valvejet“ im Laufe der Jahre aufgrund ihrer jeweiligen Stärken am stärksten durchgesetzt haben. Es gibt jedoch auch einen Überschneidungsbereich, in dem beide Technologien zum Einsatz kommen können und der eine näheren Betrachtung wert ist.

Wie funktionieren CIJ-Drucker?

CIJ-Drucker verwenden eine Hochdruckdüse, um einen kontinuierlichen Strom von Tintentröpfchen aus der einzelnen Düse des Druckkopfs zu versprühen.

Um eine Markierung zu erzeugen, wird der Tintenstrom zunächst durch Hochfrequenzschwingungen in Tintentröpfchen aufgespalten. Eine bestimmte Anzahl dieser Tröpfchen wird durch Elektroden aufgeladen und anschließend beim Durchlaufen der Ablenkplatten so gelenkt, dass sie die Markierung bilden. Ungeladene Tröpfchen fallen in die Rinne und zurück in den Tintenvorrat.

Da die Tinte der Umgebung ausgesetzt ist, verdunstet die Lösungsmittelbasis der Tinte kontinuierlich, sodass Nachfüllflüssigkeit benötigt wird. Diese Flüssigkeit dient dazu, den Verlust an Lösungsmittel auszugleichen und eine gleichbleibende Viskosität der Tinte zu gewährleisten. Ein typischer CIJ-Drucker benötigt pro Flasche Tinte vier Flaschen Nachfüllflüssigkeit.

Wie funktionieren Valvejet-Drucker?

Valvejet-Drucker funktionieren, indem sie unter Druck stehende Tinte durch präzise gefertigte Düsen auf die Druckträger sprühen. Die Sprühstrahlen werden durch Ventile gesteuert, die sich gerade so lange öffnen, bis ein Tropfen abgegeben wurde, und sich dann wieder schließen. Dank dieser Konstruktion sind Valvejet-Drucker sehr effizient, äußerst zuverlässig und minimieren die Freisetzung von Lösungsmitteln und anderen in den Tinten enthaltenen Chemikalien in die Umgebung.

Im Einzelnen betrachtet

Aufgrund ihrer Beliebtheit und breiten Verbreitung sind sowohl CIJ als auch Valvejet ausgereifte, bewährte Technologien für die industrielle Kennzeichnung und Codierung. Wenn Sie die wichtigsten Eigenschaften kennen, können Sie eine fundiertere Entscheidung darüber treffen, welche Technologie für Ihre Anwendung die richtige ist. Lasst den Wettstreit beginnen.

Zeichengröße

Wenn es darum geht, diskrete „Mindesthaltbarkeits-“ oder „Verkaufsfristen“-Codes auf Konsumgütern anzubringen, ist CIJ seit langem die Technologie der Wahl. Die kleinste Schriftgröße für diese Codes beträgt 6 Punkt, was etwa^1/16 Zoll entspricht. Die kleinen Tintentröpfchen, die von CIJ-Druckern erzeugt werden, eignen sich ideal für solche Markierungen. Mit zunehmender Zeichengröße verschlechtern sich jedoch tendenziell die Druckqualität und/oder die Liniengeschwindigkeit. Bei den meisten Anwendungen sind die meisten CIJ-Drucker auf drei Zeilen mit einer Gesamtgröße von etwa einem halben Zoll beschränkt.

Dank seiner deutlich größeren Tröpfchengröße eignet sich der Valvejet besonders für Anwendungen, bei denen größere, gut lesbare Markierungen erforderlich sind. Diese können in der Größe von weniger als einem halben Zoll bis zu mehreren Fuß reichen, indem mehrere Druckköpfe miteinander verbunden werden. Die Größe und Dichte der Markierung lassen sich ganz einfach durch Ändern des Winkels eines Valvejet-Druckkopfs von Matthews Marking Systemsin Kombination mit dem MPERIA®-Controller anpassen.

Die Herausforderungen beim Einsatz von CIJ für größere Markierungen werden anhand der folgenden Beispielmarkierungen deutlich. Eine CIJ-Markierung ergab die blasse obere Markierung, nachdem der Druckkopf um eine beträchtliche Strecke von der Holzprobe entfernt wurde; der Vergleich mit der Valvejet-Technologie zeigt eine deutlich bessere Dichte und Lesbarkeit.

Gewinner: Anwendungsabhängig. CIJ für kleine Zeichen; Valvejet für große Zeichen

Wurfweite

Faktoren wie Produktform, Materialhandling und Platzverhältnisse auf der Produktionslinie bestimmen den Abstand zwischen Druckkopf und Produkt. Da sowohl CIJ als auch Valvejet über größere Sprühweiten verfügen, lassen sich damit problemlos unebene oder unregelmäßige Oberflächen bedrucken. Aufgrund seiner insgesamt größeren Sprühweite eignet sich CIJ besser für stark gekrümmte Oberflächen wie Flaschen und Dosen. Beide Verfahren eignen sich gut für Oberflächen mit einer gewissen Krümmung, wie beispielsweise Rohre und Schläuche.

Gewinner: CIJ bei stark gewölbten Oberflächen, ansonsten jedoch vergleichbar.

Substrate

CIJ- und Valvejet-Drucker kommen für alle Arten von Produkten und Kennzeichnungsanwendungen zum Einsatz, von Lebensmitteln bis hin zu verarbeitetem Schnittholz. Dies wird unter anderem durch jahrelange Forschung und praktische Anwendung im Bereich der Tintenentwicklung ermöglicht. Diese Drucker verfügen über ein umfangreiches Sortiment an schnell trocknenden Tinten, die auf nahezu jedem Untergrund haften. Es ist anzumerken, dass zwar beide Drucktechnologien sowohl farbstoffbasierte als auch pigmentierte Tinten verwenden können, CIJ-Drucker jedoch den Ruf haben, mit pigmentierten Tinten nur schlecht zu funktionieren.

Gewinner: Valvejet aufgrund seiner Eignung für pigmentierte Tinten

Geschwindigkeit

Produktionslinien laufen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, und die Kennzeichnungslösung muss damit Schritt halten. Sowohl CIJ- als auch Valvejet-Drucker sind dieser Aufgabe gewachsen. Je nach Modell und Anbieter werden für Valvejet-Drucker Geschwindigkeiten von über 700 f/m (210 m/m) und für CIJ-Modelle der Spitzenklasse beim Drucken einzeiliger Texte Geschwindigkeiten von über 800 f/m (250 m/m) angegeben.

Gewinner: Leichter Vorsprung für CIJ

Umgebungstoleranz

CIJ-Drucker funktionieren am besten unter idealen Bedingungen. Sie benötigen möglichst geringe Schwankungen bei Temperatur und Luftfeuchtigkeit, um ihre Aufgabe zu erfüllen. Der Hauptgrund dafür ist, dass sich die Viskosität der Tinte bei Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen verändert. Bei zu starken Schwankungen können CIJ-Drucker keine gleichmäßigen Tintentröpfchen erzeugen, was zu einer Verschlechterung der Druckqualität führt. Obwohl bei neueren CIJ-Druckern versucht wurde, dieses Problem zu beheben, stellt es nach wie vor ein Problem dar.

Abgesehen von Temperaturschwankungen haben CIJ-Drucker in staubigen Umgebungen mit Partikelablagerungen zu kämpfen. Partikel aus getrockneter Tinte, Staub und anderen Verunreinigungen können sich im Inneren von CIJ-Druckern ansammeln und die Leistung sowie die Druckqualität beeinträchtigen. Die einzige Möglichkeit, dem entgegenzuwirken, besteht in einer regelmäßigen Überwachung und häufigen Reinigung.

Ganz anders sieht es bei Valvejet-Druckern aus, die sich in rauen Umgebungen bewähren. Die mechanischen Ventile öffnen sich nur so lange, wie es nötig ist, um einen Tintentropfen auf das Substrat zu spritzen. Daher stellen Änderungen der Tintenviskosität für Valvejet-Druckköpfe mit geschlossenem Regelkreis kein Problem dar. Außerdem besteht keine Gefahr, dass Staub oder Partikel in die inneren Komponenten gelangen. Darüber hinaus können die größeren Tropfen Partikel besser absorbieren, ohne dass sich die Druckqualität merklich verändert. Valvejet-Druckköpfe können buchstäblich mit Staub und Schmutz bedeckt sein und dennoch hochwertige Druckergebnisse liefern.

Gewinner: Valvejet mit deutlichem Vorsprung

Wartungsanforderungen

Aufgrund ihrer Komplexität werden CIJ-Drucker mehr oder weniger als „Black Box“ geliefert und sind somit vollständig in sich geschlossen. Sie verfügen über zahlreiche bewegliche Teile im Hauptgehäuse und empfindliche Bauteile im Druckkopf selbst. Dies vereinfacht zwar die Ersteinrichtung, macht jedoch eine Reparatur vor Ort durch das hauseigene Team nahezu unmöglich.

Es gibt nur zwei Möglichkeiten, mit einem defekten CIJ-Drucker umzugehen: Entweder man beauftragt einen teuren Techniker oder man schickt ihn zur Reparatur oder zum Austausch an den Hersteller zurück. Beide Optionen wirken sich negativ auf die Produktion aus. Ein Wartungsvertrag ist unerlässlich, und wenn die Betriebsverfügbarkeit wichtig ist, müssen ein oder zwei nicht genutzte Ersatzgeräte vorrätig gehalten werden.

Nach etwa fünf Jahren Betrieb müssen CIJ-Drucker einer umfassenden Wartung unterzogen werden, da Pumpen und andere Teile das Ende ihrer Lebensdauer erreichen. Dieser unvermeidliche Verschleiß erhöht die Gesamtbetriebskosten und muss in den Budgets berücksichtigt werden.

Im Gegensatz dazu basieren Valvejet-Drucker auf einem modularen Aufbau. Das Betriebspersonal vor Ort kann einzelne Teile wie Druckköpfe oder Pumpen ganz einfach warten und austauschen, indem es lediglich einige Schläuche und Kabel anschließt. Serviceverträge sind nicht erforderlich. Valvejet-Drucker benötigen keine laufende Wartung, abgesehen von der täglichen Spülung der Ventile oder am Ende einer Schicht bzw. eines Produktionsdurchlaufs. Bei der Matthews V-Serie sind die Druckköpfe selbst für mehr als 9 Milliarden Auslösungen ausgelegt, bevor eine Wartung erforderlich wird.

Valvejet-Drucker können zudem mit Tintenversorgungssystemen mit großem Fassungsvermögen betrieben werden, wodurch das Produktionspersonal während des Betriebs weniger häufig die Tinte (bzw. die Nachfüllflüssigkeit bei CIJ-Druckern) überwachen und nachfüllen muss.

Gewinner: Valvejet – macht kostspielige Wartungsverträge überflüssig

Die richtige Technologie für Ihre Anwendung auswählen

In den jeweiligen Anwendungsbereichen – Kleinschrift-Codierung für Konsumgüter oder Großschrift-Codierung für Industrieanwendungen – ist die Entscheidung für CIJ oder Valvejet eindeutig.

Gleichzeitig gibt es einen Graubereich, in dem beide Technologien in Frage kommen könnten. Dazu gehören die Kennzeichnung von Beuteln, Kunststoffmaterialien und Flaschen (z. B. Scheibenwischerflüssigkeit, HDPE-/PET-Flaschen mit einem Fassungsvermögen von einer halben Gallone usw.), Rohre und Schläuche sowie die Kennzeichnung von Kartons und Schalenverpackungen mit geringer Auflösung.

In Fällen, in denen beide Technologien eine praktikable Option darstellen, können Hersteller durch die Wahl einer Valvejet-basierten Lösung die Gesamtkosten senken und die Markierungsqualität verbessern. Darüber hinaus kann bei einigen Anwendungen, bei denen derzeit CIJ zum Einsatz kommt, eine größere Schriftgröße vorteilhaft sein. Auch wenn CIJ nach wie vor die beliebteste Wahl für die Primärkennzeichnung mit kleiner Schrift ist, sollte die Valvejet-Technologie wann immer möglich als bevorzugte Option in Betracht gezogen werden.  Wenn Sie sich nicht sicher sind, welche Technologie für Sie die richtige ist, lohnt es sich, fachkundigen Rat zu Ihren spezifischen Anforderungen einzuholen.

Möchten Sie umsteigen oder mehr über die V-Serie und die Valvejet-Technologie erfahren? Schreiben Sie uns eine E-Mail an [email protected], um Vergleichsmuster und eine kostenlose, ausführliche Beratung zu erhalten.