Xaar ha presentado un nuevo cabezal de impresión, el Nitrox, un reemplazo directo del 1003 que se anunció por primera vez en 2016 y que es capaz de imprimir a velocidades de hasta 100 mpm con una resolución de 720 ppp.
El Nitrox tiene la misma arquitectura Hybrid Side Shooter y el mismo tamaño físico que el 1003 , con el mismo ancho de impresión de 70 mm y con 1000 boquillas a 360 ppp. Sin embargo, la principal ventaja de Nitrox es que Xaar ha mejorado la electrónica, como explica Michael Walsh, arquitecto jefe de productos de Xaar: “Hemos aumentado la velocidad de datos de la imagen y aumentado la frecuencia con la que la imagen se envía al cabezal de impresión. Además de eso, hemos podido mejorar la forma en que generamos formas de onda y hemos ideado un nuevo proceso de desarrollo de formas de onda que nos permite acceder a estas frecuencias más altas y, como tal, hemos pasado de 36 kHz a 48 kHz con este producto”.
Hay una nueva Tarjeta de Personalidad Principal, HPC6, que se necesita para acceder a las frecuencias más altas. Walsh añade: “Y necesitará una forma de onda para que haya una nueva forma de onda que acompañe al cabezal de impresión, la tinta y el HPC. Obviamente tenemos un paquete disponible para OEM y terceros con la electrónica y podemos brindarles orientación sobre cómo acceder a estas frecuencias más altas y ese paquete está disponible para cualquiera que quiera usar Nitrox ”.
Existen tres variantes, empezando por el Nitrox Core, que es adecuado para tintas a base de aceite, como las que se utilizan en la decoración de azulejos cerámicos. Luego está la versión Pro, que puede manejar fluidos más exigentes, incluidas sales solubles y fritas utilizadas para imprimir vidrio, así como disolventes. La versión Elite de gama alta funciona con todos estos fluidos, así como con fluidos curables por UV para recubrimiento y decoración, incluidas aplicaciones 3D, así como soluciones de impresión de etiquetas y gráficos de visualización.
Los tres pueden producir tamaños de gota de 6, 12 y 40 pl, aunque las frecuencias de disparo y, por lo tanto, la velocidad de impresión varían: 36 kHz para las versiones Core y Elite para los tamaños de gota más pequeños; 48 kHz para Elite para las caídas de 6 y 12 pl; y 24kHz para todas las versiones para las caídas de 40pl. Vale la pena señalar que la ubicación de puntos más precisa parece provenir de la versión Elite, que ejecuta caídas de 6 pl a 48 kHz.
Walsh explica: “Una de las áreas clave es acceder a los 48 kHz y eso nos permite hacer un par de cosas más. Una es que podemos dar una velocidad de línea mucho mayor para una sola pasada, por lo que si usa una forma de onda de 48 kHz e imprime a 720 ppp en una dirección lineal, puede lograr hasta 100 mpm, que era uno de los objetivos clave de la impresión web.
“El segundo era tener un cabezal de impresión capaz de imprimir y escanear, por ejemplo, para gráficos de gran formato, y permitir que las máquinas funcionaran a hasta 1,7 m/s en la dirección de escaneo. Por lo tanto, las aplicaciones que buscábamos eran predominantemente gráficas, buscando obtener esos 100 mpm para etiquetas de una sola pasada, y luego para gráficos de gran formato, logrando una velocidad del carro de hasta 1,7 m/s”.
El cabezal de impresión Nitrox de Xaar puede imprimir 70 mm a 100 mpm con una resolución de 720 ppp.
Alineación y uniformidad
El nuevo Nitrox también se beneficia de las características recientes de Xaar en materia de alineación y uniformidad, lo que hace que sea mucho más fácil de integrar y reemplazar en el campo. Esto incluye Tuned Actuator Manufacturing, que produce más uniformidad entre las boquillas. El Nitrox también cuenta con AcuChp, que permite una mejor uniformidad del color en cada cabezal individual, así como entre grupos de cabezales.
Walsh añade: “Lo hemos hecho muy bien con el 2002 , con una gran cantidad de comentarios positivos sobre la capacidad de enchufar e imprimir, así que quisimos aprovechar eso y presentamos exactamente las mismas características en el Xaar Nitrox, por lo que ajustamos todos los datos a la primera boquilla, primero a La última boquilla, la alineación rotacional del chorro de tinta, todo lo que está en la estructura mecánica, por lo que ahora se puede colocar y luego tienes el AcuChp para el tono de color uniforme junto con el actuador sintonizado, por lo que esa es la función TAM”.
Vale la pena señalar que el Nitrox podría usarse como reemplazo directo del 1003 en impresoras existentes, con la ventaja de una uniformidad mejorada incluso sin las actualizaciones electrónicas necesarias para usar las velocidades más rápidas del Nitrox.
Fluidos de alta viscosidad
Naturalmente, Nitrox utiliza la recirculación Through Flow TF de Xaar, que garantiza un flujo constante de fluidos directamente por la parte posterior de las boquillas del cabezal de impresión, con un alto caudal para evitar la sedimentación y los bloqueos de las boquillas para una mayor confiabilidad. Esto se utiliza en combinación con otra tecnología exclusiva de Xaar, High Laydown, que puede depositar grandes cantidades de fluido en una sola pasada, útil para cosas como un barniz de alto espesor o un efecto táctil.
Estas dos tecnologías permiten el uso de fluidos de muy alta viscosidad, como explica Walsh: “La arquitectura Xaar y Through Flow nos permiten alcanzar una viscosidad bastante alta. Con pared compartida* podemos llegar hasta unos 60 centipoises, y usando una disposición alta podemos aumentar esa cifra hasta 100cp. Lo normal es entre 10 y 12 cp, por lo que podemos pasar de 10 cp hasta el final. La mayoría de las cosas se clasifican según el mercado, por lo que para los gráficos hay alrededor de 12 cp, la cerámica 18 cp, y para pasar a 3D tienes fluidos mucho más viscosos que rondan los 40-50 cp y luego podemos manejar todo ese rango hasta 60cp con pared compartida y luego una disposición alta nos da ese impulso extra de hasta 100cp”.
Esto tiene implicaciones directas en las aplicaciones que estos cabezales de impresión pueden manejar, como explica Graham Tweedale, director general del negocio de cabezales de impresión de Xaar: "Estamos viendo que la capacidad de alcanzar esas viscosidades muy altas realmente cambia la química en la que la gente puede pensar cuando Están desarrollando fluidos y tintas. Entonces, en la fabricación avanzada, en 3D en particular, permite desarrollar fluidos que tienen menos monómeros y moléculas más complejas dentro del fluido, por lo que se obtiene una mejor reticulación de los materiales y se obtienen piezas mucho más resistentes en aplicaciones avanzadas, en particular para Impresión 3d. En las tintas gráficas más tradicionales, debido a que puedes cargar mucho más pigmento en la tinta, lo que aumenta la viscosidad, realmente puedes aumentar la gama de colores, y también puedes aumentar realmente la opacidad con blanco en una sola pasada, por lo que simplemente amplía el opciones para la química de tintas que podemos respaldar”.
Y añade: "Hemos visto que la gente está realmente interesada en poder hacer cosas como blanco en una sola pasada y no tener que hacer varias pasadas, porque si intercambias las dos, tal vez la tinta cueste más, pero con una En una sola pasada existen algunas ventajas”.
Tweedale continúa: “Tenemos varias empresas de impresoras 3D y fabricantes de materiales que están analizando cómo esta capacidad amplía el espectro de materiales que se pueden utilizar y permite diferentes aplicaciones en 3D. Porque uno de los verdaderos desafíos no es solo poder imprimir la forma y conseguir que tenga las dimensiones correctas, sino también tener las propiedades mecánicas y la resistencia química adecuadas, lo cual es un verdadero desafío, por lo que es un área en la que vemos que tenemos muchas ventajas. porque puedes tener un conjunto más amplio de opciones para la química del fluido”.
Trabajar con fluidos de mayor viscosidad también presenta desafíos para el sistema de tinta utilizado para entregar el fluido a los cabezales de impresión. Walsh explica: Tenemos dos sistemas de tinta disponibles: Hydra y Midas. La Hydra es capaz de alcanzar una temperatura de entre 45 y 50 ºC, por lo que toma una tinta UV estándar, que es de 40 a 50 cp, y bájala a una temperatura de inyección de aproximadamente 45 ºC para obtener 12 cp.
“Para estos fluidos más avanzados, tal vez comiencen a 1500-2000 cp, por lo que lo estamos calentando para reducir la viscosidad y, en esos casos, tal vez intentemos aumentarlo hasta 50-60 °C para reducir la viscosidad a 60-100 cp. . Por lo tanto, se necesita un sistema de tinta que pueda elevar el material quizás más allá de las temperaturas normales de 45 a 50 °C; se debe subir a quizás 60 a 65 °C para alcanzar la viscosidad de inyección adecuada, y esa viscosidad de inyección es de 100 cp”.
Tweedale añade: “Y hemos visto en algunas aplicaciones que calentar el sistema de tinta de forma remota desde el cabezal es el enfoque correcto, pero también hay otras en las que calentar dentro del cabezal es algo interesante y tenemos un desarrollo en nuestra hoja de ruta en el que buscamos "Calentar directamente en los canales detrás de la placa de boquillas, es decir, directamente en la cámara de cocción".
Calcula que esto tardará entre 2 y 3 años en desarrollarse, y señala: “No está tan lejos. También hay algunos desarrollos más complejos allí que podrían llevar más tiempo, pero eso será en un futuro relativamente cercano”.
Una ventaja adicional de la arquitectura del cabezal de impresión y la tecnología TF es que permite imprimir en múltiples orientaciones, incluido el modo vertical u horizontal, o incluso cuando se coloca mediante un brazo robótico con velocidades de aceleración y desaceleración, todo lo cual es útil para algunas aplicaciones industriales. .
El Nitrox ya está disponible. Tweedale dice que la gente ya lo está solicitando para aplicaciones directas a la forma, y agrega: "También hemos tenido una cantidad significativa de clientes potenciales, más de 40 en el poco tiempo desde que anunciamos el lanzamiento del producto, y eso abarca toda una gama de sectores, directo a la forma pero también fabricación avanzada e impresión 3D, por lo que estamos muy satisfechos con el interés que esto ha generado hasta ahora”. Es comprensible que se muestre reacio a hablar de precios, pero dice: "Tenemos diferentes variantes y diferentes aplicaciones, pero no hay ningún cambio significativo".
Creo que es justo decir que el Nitrox es un desarrollo significativo, ya que le da a Xaar una cabeza competitiva capaz de alcanzar la importante velocidad de 100 mpm. Es cierto que existen cabezales de impresión de mayor resolución de otros proveedores, pero para muchas aplicaciones la capacidad de utilizar fluidos de mayor viscosidad será más importante. Puede encontrar más detalles en xaar.com.