Optimierung innovativer Druckverfahren für Verpackungsmaterialien
Beim Flexodrucken bzw. bei der Flexografie kommt eine dicke Polymerdruckplatte ähnlich wie ein Stempel zu Einsatz. Sie ist um einen rotierenden Zylinder gewickelt, der zumeist aus einer Stahlplatte hergestellt ist. Man druckt auf flexible Substrate. Das Flexodrucken wurde schon in erheblichem Maße weiterentwickelt, aber es sind immer noch Fachkräfte und viel Zeit erforderlich, um die Maschine einzurichten und im Fall von Störungen einzugreifen. Verbesserungen könnten an dieser Stelle durchaus größere ökonomische Auswirkungen haben. Vor diesem Hintergrund sollte das EU-finanzierte Projekt SCYPRI (Smart cylinders for flexographic printing industry) die Flexografie modernisieren. Die Projektmitglieder integrierten zu diesem Zweck faseroptische Sensoren in einen Zylinderkörper aus topmodernen Kohlenstofffasern. Sie entwarfen außerdem ein autonomes Steuerungssystem, um die Antriebsparameter in Echtzeit anzupassen. Man entwickelte ein kostengünstiges faseroptisches Sensorsystem zur Fernüberwachung von Temperatur und Belastung während des Härtungsprozesses. Bei einem anderen drahtlosen Sensorsystem, das Zylinderschwingungen überwachte, nutzt man mikroelektromechanische Systemtechnologie. Es wurde experimentell validiert. Die Forscher entwickelten in dem Bemühen, einen thermische Spannungen minimierenden Hochleistungszylinder zu bauen, speziell dafür vorgesehene Software. Realisiert wird das durch sorgfältiges Überprüfen der thermischen Reaktion des Kompositmaterials sowie von dessen Wärmespannungen. Die Software wurde weiter verbessert und dann anhand des faseroptischen Sensorsystems validiert. Man will die Software umfassender nutzen, um das Verhalten der Komposite während der Polymerisation besser zu verstehen und um die optimalen Laminierungsstrategien umzusetzen. Das Team untersuchte überdies das Verhalten der wichtigsten elektroaktiven Polymere als Verbindungseinrichtungen und entwickelte Kompositmaterial- und Wärmeübertragungsmodelle. Die Partner gehen davon aus, dass die Technologie innerhalb von zwei Jahren nach Projektabschluss auf dem Markt sein wird. Diesbezüglich suchen sie nach Wegen der einfachen, kosteneffizienten Nutzung des Sensorsystems in Druckzylindern und anderen rotierenden Anwendungen. SCYPRI erwartet eine erhebliche Verbesserung der Prozesssteuerung dank der Einbindung intelligenter Überwachungs- und Steuerungstechnologien sowie Verbesserungen an den Flexodruckbauteilen. Höherer Durchsatz, verbesserte Druckqualität und weniger Systemstörungen werden die Folge sein.
Schlüsselbegriffe
Drucken, Verpackungstechnik, Flexodruck, intelligente Zylinder, Flexografie, Sensorsystem
