Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Ziel des Vorhabens war die Entwicklung einer neuartigen Presse f\u00fcr Sublimations- und Transferdruck, deren Pressenstempel im Gegensatz zur derzeit \u00fcblichen Dauerheizung nur zum direkten Druckvorgang beheizt wird. Dadurch soll Energie eingespart und zugleich die Druckqualit\u00e4t verbessert werden. Es wird ein Einsparpotential von deutschlandweit etwa 99 000 MWh\/a abgesch\u00e4tzt. Dies soll durch die Entwicklung von Druckstempeln in verschiedenen Gr\u00f6\u00dfen, die extrem schnell aufgeheizt werden k\u00f6nnen, realisiert werden. Dazu sind neuartige Druckk\u00f6pfe mit schnell reagierenden Heizelementen, wie z. B. Halogenstrahlern oder induktiver Erw\u00e4rmung, hitzebest\u00e4ndige, effektive W\u00e4rmed\u00e4mmungen, speziell abge-stimmte Druckplatten m\u00f6glichst geringer Masse und schnell reagierende Temperaturregelungen zu entwickeln. Zus\u00e4tzlich sind entsprechende Sicherheitseinrichtungen vorzusehen. Diese neuartigen Druckk\u00f6pfe sollten – soweit m\u00f6glich – in vorhandene Pressenausf\u00fchrungen integrierbar sein.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenUm die angef\u00fchrten Ziele zu erreichen, waren folgende Arbeitsschritte (AS) vorgesehen:
\nAS 1\tAuswahl und Erprobung verschiedener Heizelemente, wie Infrarot-Heizst\u00e4be, Halogenstrahler, Elektroinduktion hinsichtlich der erforderlichen Leistung bei gegebener, kurzer Aufheizzeit.
\nAS 2\tMaterialauswahl; Heizelemente und Druckplatte m\u00fcssen zur Vermeidung von W\u00e4rmeverlusten und zur Verk\u00fcrzung der Erw\u00e4rmungszeit sehr gut w\u00e4rmeisoliert werden. Gute D\u00e4mmwerte werden mit gepresster Kiesels\u00e4ure erzielt, deren Eignung vorrangig untersucht wurde.
\nAS3 \tStatischer Aufbau des Druckkopfes; hier war die Entwicklung des Druckkopfes unter Ber\u00fccksichti-gung der statischen Belastung beim Druckvorgang f\u00fcr zwei Pressen-Gr\u00f6\u00dfen vorgesehen.
\nAS 4 \tEntwicklung der W\u00e4rmeisolation; Material und Form der W\u00e4rmeisolierung m\u00fcssen festgelegt werden. Getestet wurden Mineralwolle und Kiesels\u00e4ure.
\nAS 5 \tHerstellung Prototyp; Einzelteile f\u00fcr Prototypen f\u00fcr die Druckgr\u00f6\u00dfe DIN A 4 wurden konstruiert, hergestellt und zu Prototypen montiert. Einbau der Messtechnik (Thermoelemente).
\nAS 6 \tVersuche; Die Prototypen wurden in entsprechende Pressen eingebaut und erprobt. Zu pr\u00fcfen waren Heizleistung, Erw\u00e4rmungszeiten, Temperaturverteilung, Abstrahlverluste, Stabilit\u00e4t.
\nAS 7\tEntwicklung und Erprobung der elektrischen Ausr\u00fcstung; Aus den Versuchen liegen die Anforderungen an die Temperaturregler fest. Entsprechende Regler wurden gekauft und erprobt.
\nAS 8 \tDie Entwicklungsarbeiten enden mit der Herstellung der Fertigungsunterlagen (Serienunterlagen) und der Verbreitung der Entwicklungsergebnisse.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die Entwicklungsarbeiten begannen mit umfangreichen Recherchen nach geeigneten Heiz- und W\u00e4rmed\u00e4mmelementen. Dazu wurden Kontakte mit den Firmen Wacker Chemie GmbH, Schott Glas, E.G.O. Elektro-Ger\u00e4tebau, Radium Lampenwerk, Osram, und Philips Deutschland aufgenommen. Als Material f\u00fcr die Druckplatte mit einer Fl\u00e4che bis zu 400 x 500 mm bew\u00e4hrte sich Borosilikatglas. Zur W\u00e4rmed\u00e4mmung wurden Formelemente aus gepresster Kiesels\u00e4ure verwendet. Die Abdeckung des Pressti-sches erw\u00e4rmte sich aufgrund dieser guten W\u00e4rmed\u00e4mmung kaum \u00fcber Raumtemperatur. Erste Versuche zur Schnellheizung der Druckplatte mit Infrarotstrahlern ergaben zwar kurze Aufheizzeiten, jedoch war die W\u00e4rmeverteilung in der Druckplatte nicht homogen. Deshalb wurde ein Pr\u00fcfstand gebaut, an dem die Infrarotstrahler schnell ausgetauscht und die W\u00e4rmeverteilung in der Druckplatte an 12 Messstellen ermittelt werden konnte. In Messreihen mit Heizleistungen zwischen 1,5 und 4 kW bei Temperaturen zwischen 150\u00b0C und 200\u00b0C konnte eine Anordnung ermittelt werden, die mit einer Heizleistung von nur 2,25 kW den Anforderungen hinsichtlich Aufheizzeit, Temperaturverteilung in der Druckplatte und minimaler Heizleistung entsprach. Aufgrund dieser Messergebnisse wurde ein Tischger\u00e4t f\u00fcr Textildrucke bis Gr\u00f6\u00dfe DIN A4 als Prototyp fertiggestellt und erprobt. Bei diesem Tischger\u00e4t beginnt der Druckvorgang damit, dass Temperatur und Druckzeit eingestellt werden. Dann f\u00e4hrt der Drucktisch nach Zweihandausl\u00f6sung aus. \u00dcber die Druck-platte wird ein Silikontuch gespannt. Darauf wird die Druckvorlage gelegt. Sie kann mit jedem Tintendru-cker mit speziellen Farben an jedem PC ausgedruckt werden. Auf die Vorlage platziert man das zu bedruckende Werkst\u00fcck, also Textilien, Aluminium-, Holz- oder Kunststoffplatten. Anschlie\u00dfend f\u00e4hrt der Tisch ein. Zugleich wird die Heizung eingeschaltet. Ist die Drucktemperatur nach max. 30 s erreicht, wird der Drucktisch pneumatisch angehoben und gegen eine Kopfplatte gepresst. Die Presszeit ist einstell-bar. Auch eine einfachere Ausf\u00fchrung ohne Druckluft-Bet\u00e4tigung wurde entwickelt.
\nDie konstruktiven Unterlagen f\u00fcr gr\u00f6\u00dfere Pressen wurden ebenfalls ausgearbeitet.
\nF\u00fcr den Pressendruck wurde eine in den Leistungsdaten angepasste Druckluftversorgung entwickelt, die aus einem handels\u00fcblichen Kompressor mit Druckgef\u00e4\u00df sowie einem selbst entwickelten Druckzylinder besteht. Der Luftverbrauch ist mit 0,2 l je Hub extrem niedrig; der Hub betr\u00e4gt nur etwa 3 mm. Der Kompressor l\u00e4dt das Druckgef\u00e4\u00df auch bei fortw\u00e4hrendem Textildruck nur etwa im Stundentakt nach.
\nBei der \u00f6kologischen Bewertung konnte nachgewiesen werden, dass durch die breite Anwendung der neuen Schnellheizung, die nur w\u00e4hrend der tats\u00e4chlichen Druckvorg\u00e4nge eingeschaltet wird, allein in Deutschland j\u00e4hrlich etwa 72.000 MWh an elektrischer Energie eingespart werden k\u00f6nnten. Dies entspricht der Vermeidung eines Aussto\u00dfes von etwa 12 000 t Kohlendioxid pro Jahr.Technisch neu f\u00fcr den Bereich Textildruck sind die entwickelte Schnellheizung mittels Infrarotstrahler, die Verwendung von Borosilikatglas als Druckplatte sowie die W\u00e4rmed\u00e4mmung durch gepresste Kiesels\u00e4ure. Die W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit der mikropor\u00f6sen Kiesels\u00e4ure betr\u00e4gt etwa 0,02 bis 0,026 W\/m K. Sie liegt damit nur bei 50% der vor allem im Bauwesen weit verbreiteten Hartsch\u00e4ume. Die Umr\u00fcstung beste-hender konventioneller Pressen auf das Schnellheizsystem ist jedoch nicht m\u00f6glich. Der Umbau w\u00e4re teuerer als der Kauf einer neuen Presse.
\nAuch \u00f6konomisch ist die Neuentwicklung sehr interessant. Es wurde berechnet, dass der Betrieb der neuen Presse unter Ber\u00fccksichtigung s\u00e4mtlicher Kosten im Vergleich zu einer gleich gro\u00dfen, konventio-nellen Textilpresse um etwa 70% billiger ist.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Vorteile der neu entwickelten Druckpresse sollen durch Herausstellung des wesentlich geringeren Energieverbrauchs und durch Kostenvergleiche den potentiellen Anwendern verdeutlicht werden. Die Entwicklung soll noch im Jahr 2004 auf 3 Messen in Seoul, Chicago und Essen ausgestellt werden; dazu wird ein Prospekt erstellt. Eine Darstellung im Internet und in Fachzeitschriften wird vorbereitet.
\nDie Weiterverbreitung der neuen, energiesparenden Drucktechnik soll durch die Verbindung zu Gro\u00dfhandels-Spezialfirmen gef\u00f6rdert werden, die sich ausschlie\u00dflich mit der Textildrucktechnik befassen.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Es wurde eine neuartige Textildruckpresse mit Schnellheizeinrichtung entwickelt, die es erlaubt, die Heizung der Druckplatte erst nach dem Einlegen des zu bedruckenden Textilteils einzuschalten. Die Heizung kann nach Bedarf gesteuert werden, ohne f\u00fcr die erforderliche, schnelle Erw\u00e4rmung wesentlich leistungsst\u00e4rkere Heizelemente einsetzen zu m\u00fcssen. Die Aufgabe wurde durch Verwendung von Infrarotstrahlern und IR-durchl\u00e4ssigem Borosilikatglas gel\u00f6st. Zus\u00e4tzlich wurde die W\u00e4rmeisolierung durch die gepressten Formteile aus Kiesels\u00e4ure wesentlich verbessert. Ein weiteres Kriterium war die gleichm\u00e4\u00dfige W\u00e4rmeverteilung innerhalb der Druckplatte. Es wurde eine Anordnung mit Infrarot-Heizelementen gefunden, die eine gleichm\u00e4\u00dfige Aufheizung der Druckplatte innerhalb von 30 Sekunden ga-rantiert. Eine neue Druckpresse f\u00fcr Drucke bis zur Gr\u00f6\u00dfe DIN A4 wurde als Prototyp hergestellt.
\nZusammenfassend kann festgestellt werden, dass das Entwicklungsziel erreicht wurde.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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