Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Der Siebdruck ist das heute \u00fcbliche Verfahren zur Bedruckung gro\u00dfer Fl\u00e4chen oder zum Aufbringen strukturierter funktioneller Bereiche auf ebene Oberfl\u00e4chen. Die \u00fcblicherweise verwendeten Farben besitzen dabei einen L\u00f6semittelanteil von bis zu 60%, die zum gr\u00f6\u00dften Teil verdunsten. Ziel des Projekts CTG – Computer to Glass ist die Entwicklung einer Druckmaschine zum Bedrucken gro\u00dfer, ebener Fl\u00e4chen durch ein l\u00f6semittelfreies, tonerbasiertes Druckverfahren. Dieses Druckverfahren soll am Beispiel der einfarbigen Glasbedruckung in den Bereichen Bau- und Architekturglas bzw. KFZ-Verglasungen entwickelt und demonstriert werden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZu Beginn des Projektes werden die Anfangsspezifikationen und Randbedingungen zur Entwicklung des CTG definiert. Von besonderer Wichtigkeit ist hierbei die Evaluation der zu bedruckenden Glasarten, deren Oberfl\u00e4chenbeschaffenheiten, ihrer Dicken und ihres Temperaturverhaltens. Basierend auf dem Pflichtenheft werden technische Voruntersuchungen der Systemkomponenten durchgef\u00fchrt. Unterst\u00fctzt werden diese Arbeiten durch die Simulation und messtechnische Erfassung des Komponentenverhaltens. Nach der Festlegung dieser Randbedingungen ist anschlie\u00dfend die konstruktive Auslegung zur Integration der Komponenten in das Gesamtmaschinenkonzept vorgesehen. Auf der Basis der vorangegangenen Arbeitspakete werden anschlie\u00dfend die Maschinenelemente realisiert. Parallel dazu muss ein geeignetes Steuerungskonzept ausgearbeitet werden, das alle Komponenten des Gesamtsystems umfasst. Nach der Montage der einzelnen Systemmodule zum Gesamtkonzept m\u00fcssen diese in ihrem Zu-sammenspiel untersucht und ggf. angepasst werden. Nach der Integration der einzelnen Systemmodule zum Gesamtsystem m\u00fcssen dessen Grundfunktionen \u00fcberpr\u00fcft werden. Sofern einzelne Punkte des Pflichtenheftes nicht erf\u00fcllt werden, ist die Anpassung und \u00dcberarbeitung des Maschinenkonzeptes notwendig. Abschlie\u00dfend ist der Leistungsnachweis gegen\u00fcber potentiellen Anwendern vorgesehen.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Erreichte Ergebnisse:
\nDas Ziel der Phase I, Erstellen eines Prototyps und Test des CTG-Verfahrens wurde erreicht, die technische Machbarkeit des l\u00f6semittelfreien, tonerbasierten Druckens konnte prinzipiell nachgewiesen werden. Im Einzelnen umfasst dieser Nachweis:
\n\u00b7\tDie Druckgeschwindigkeit von bis zu 5 m\/min auf die entsprechende Arbeitsbreite von 36 Zoll hat sich best\u00e4tigt, es konnten ausreichend bzw. gute Druckergebnisse erzielt werden.
\n\u00b7\tEs wurde nachgewiesen, dass passgenau mit der gleichen Farbe \u00fcber eine entsprechende Fl\u00e4che mit dieser Maschine gedruckt werden kann.
\n\u00b7\tMit der CTG-Maschine lassen sich Linien von 0,1 mm Breite in guter Qualit\u00e4t darstellen (dies ist mit keramischem Siebdruck so nicht m\u00f6glich).
\n\u00b7\tDie Maschine kann innerhalb k\u00fcrzester Zeit ohne Reinigungsaufwand von Schwarzdruck auf z.B. Wei\u00dfdruck umgestellt werden.
\n\u00b7\t\u00dcber den geplanten Umfang hinaus wurden Versuche durchgef\u00fchrt, die unerwartete neue Anwendungsm\u00f6glichkeiten er\u00f6ffneten (Vorraussetzungen f\u00fcr 4-Farb-Rasterdrucke).
\nAufgetretene Probleme:.
\nHinsichtlich folgender w\u00e4hrend der Testreihen aufgetretener Probleme besteht noch Entwicklungsbedarf:
\n\u00b7\tSystemmodul Heizung: Aufheizen der Druckoberfl\u00e4che noch nicht optimal (Verh\u00e4ltnis Druckgeschwindigkeit – Transfertemperatur; Integration Heizung in die Maschine, Tonerverhalten).
\n\u00b7\tProblem der Kontamination: Dabei handelt es sich um vagabundierende, herumirrende Tonerteilchen, welche die Glasoberfl\u00e4che im eigentlich unbedruckten Bereich kontaminieren. Dies kann am Toner liegen oder\/und an der Anordnung der Funktionskomponenten.
\n\u00b7\tProblem der Opazit\u00e4t: In einigen Anwendungsf\u00e4llen wird durch Einfachbedruckung nicht die erforder-liche Dichte erreicht. Mehrfachbedruckung ist technisch m\u00f6glich, aber nicht wirtschaftlich.
\nL\u00f6sungsans\u00e4tze ergeben sich zum einen in der Optimierung der technologischen Parameter (Temperatur, Geschwindigkeit). Zum anderen hat sich gezeigt, dass der Einfluss der Zusammensetzung des Toners einen wesentlichen Einfluss auf das Endergebnis hat. Hier ist neben der Auswertung der eigenen Tests eine wesentlich engere Zusammenarbeit mit den Herstellern der Druckk\u00f6pfe und der Toner erfor-derlich. Diesbez\u00fcgliche Ans\u00e4tze und Kontakte sind vorhanden und m\u00fcssen ausgebaut werden.
\nNeue Anwendungsf\u00e4lle, haupts\u00e4chlich im Bereich spezieller Dekordrucke und dem 4-Farb-Druck bieten bereits zum jetzigen Zeitpunkt M\u00f6glichkeiten der industriellen Nutzung.
\nUmweltrelevanz:
\nEs wurde der Prototyp f\u00fcr ein Verfahren entwickelt und erfolgreich getestet, in welchem keine l\u00f6semittelhaltigen Farben und Reinigungsmittel mehr verwendet werden. Allein im Bereich KFZ-Glas wird im herk\u00f6mmlichen Siebdruck eine VOC-Emissionsmenge von 600 t in Form von D\u00e4mpfen gesch\u00e4tzt. Dar\u00fcber hinausgehend kann das Verfahren auch zur teilweisen Abl\u00f6sung anderer Verfahren zur Oberfl\u00e4chenbehandlung von Glas (Sandstrahlen, \u00c4tzen) eingesetzt werden. Dadurch besteht die M\u00f6glichkeit, beim brei-ten industriellen Einsatz des CTG-Verfahrens die Umwelt zus\u00e4tzlich zu entlasten.
\nHinsichtlich der Energiebilanz muss der Aufheizprozess des neuen Verfahrens mit dem Trocknungsprozess der herk\u00f6mmlichen Siebdruckanlagen verglichen werden: zwar besteht wie oben beschrieben noch Optimierungsbedarf hinsichtlich des Energieeintrags f\u00fcr die Aufheizung – aber es kann davon ausgegangen werden, dass der Vergleich zugunsten des neuen Verfahrens ausgehen wird. Im Gegensatz zum nichtgetakteten Trockner wird beim CTG-Verfahren nur bedarfsgesteuert geheizt, also nur aktiv w\u00e4hrend des Druckvorgangs. Exaktere Angaben hierzu werden nach erfolgreicher Optimierung in Phase II m\u00f6glich sein.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Bereits im Vorentwicklungsstadium wurde das Verfahren auf mehreren Messen (Glastec 2004 und Fakuma 2005) einem breiten Fachpublikum vorgestellt. Die unerwartet gro\u00dfe Resonanz, die dieses Verfahren dort gefunden hat l\u00e4sst hohe Erwartungen an den sp\u00e4teren industriellen Einsatz zu.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die erste Phase des Gesamtprojektes wurde abgeschlossen und best\u00e4tigt die Richtigkeit des Ansatzes zur Entwicklung eines l\u00f6sungsmittelfreien Druckverfahrens f\u00fcr die Bedruckung von Glas. Von entschei-dender Bedeutung f\u00fcr das Erreichen des Zieles des Gesamtprojektes (Phase I und II) sind jedoch weitere FuE-Arbeiten bez\u00fcglich der Tonermaterialien und der Feinabstimmung der Systemkomponenten. Des-halb ist es sinnvoll, diese Arbeiten erg\u00e4nzend in die geplante Phase II des Gesamtprojektes (CTG f\u00fcr Druckbreiten von 2500 mm) zu integrieren.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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