Revolutionäre digitale Glasiertechnologie sorgt für neuen Glanz in der Keramikfliesenproduktion
Piezoelektrisches Tintenstrahldrucken hat die Dekoration von Keramikfliesen in kurzer Zeit revolutioniert, was eine erstaunliche Leistung für einen Industriezweig ist, in dem bisher nur wenig Computer eingesetzt wurden. Der Ruf nach kürzeren Produktlebenszyklen, erhöhter Produktionseffizienz und einem einzigartigen ästhetischen Erscheinungsbild passt gut zu den Vorteilen des piezoelektrischen Tintenstrahldruckens und dem Einsatz beim Glasieren von Keramikfliesen. Ungeachtet mehrerer Vorteile gegenüber dem traditionellen Spritzverfahren ist die Realisierung des piezoelektrischen digitalen Glasierens bislang in keiner Keramikfliesenfabrik gelungen.
Auf die Partikelgröße und die Zusammensetzung der Farbe beim Tintenstrahldrucken kommt es an
In Fabriken, die Keramikfliesen in Massen fertigen, werden üblicherweise Drop-on-Demand-Drucksysteme verwendet, die mit piezoelektrischen Druckköpfen arbeiten. Die Fliesen werden mit Tinten bedruckt, die chemisch derart konzipiert sind, dass sie mit dem Nachbearbeitungsprozess, dem Brennen, kompatibel sind. Dabei ergeben sich zwei recht wesentliche Probleme. „Mit den heute üblichen piezoelektrischen Druckköpfen können Glasuren mit kleinen Partikelgrößen von weniger als zwei Mikrometern verarbeitet werden. Um das Verstopfen der Druckkopfdüse zu vermeiden, muss eine Mikrofrästechnik eingesetzt werden, aber dieser Prozess erhöht den Energieverbrauch und lässt Abfallmaterial entstehen“, erklärt Ormes Corradini, Projektkoordinator des EU-finanzierten Projekts Glazetile. Ein weiteres kritisches Problem sind die Geruchs- und Schadstoffemissionen, die aus dem Brennprozess der Keramik herrühren und auf die chemische Zusammensetzung der Digitaldrucktinten zurückzuführen sind. Diese enthalten üblicherweise organische Lösungsmittel. In Fällen dieser Art werden Absaugkabinen und -systeme eingesetzt, um die Gesundheit der Bediener zu schützen.
Glasieren und Dekorieren mit Tinten auf Wasserbasis
Dank des Projekts Glazetile konnten die Unternehmen SCE und Tecno Italia eine ganz neue Familie digitaler Maschinen entwickeln, bei denen die Nachteile des heute üblichen Tintenstrahldruckens beim Glasieren und Dekorieren von Keramikfliesen umgangen werden. „Unsere Lösungen, die dem Stand der Technik überlegen sind, verfügen über das Potenzial, das industrielle digitale Glasieren von Keramik von Grund auf zu verändern. Sie lassen glattere Oberflächen entstehen, wobei durch den Einsatz von Farben auf Wasserbasis schädliche Emissionen während des Brennprozesses vermieden und der Abfall beim Glasieren um 40 % reduziert wird“, sagt Dr. Dino Boccaccini, Leiter für Forschung und Entwicklung bei Tecno Italia. Die neuen innovativen digitalen Drucker gestatten den Bedienern die Optimierung der vollständig digitalen Glasierlinie. Die DigiGlaze-Maschine ist für den ersten Schritt des Glasierprozesses vor der Dekoration ausgelegt. Sie erzeugt eine gleichmäßige Oberflächenbeschichtung, welche die gesamte Fliesenoberfläche bedeckt. Unter Einsatz modernster elektromechanischer Drop-on-Demand-Farbverteiler ist das Bedrucken empfindlicher Werkstoffe möglich. „Wichtig ist, dass unsere Maschine preiswerte Glasuren auf Wasserbasis mit Partikelgrößen von bis zu 60 Mikrometern verarbeiten kann, ähnlich wie bei den herkömmlichen Glasuren“, sagt Dr. Boccaccini. DigiGraphic ist eine etwas komplexere Maschine, die für den letzten Schritt der Produktionslinie zum Glasieren entwickelt wurde. Abhängig von der Fliesengröße werden in dem digitalen System eine hohe Anzahl von Mikroventilen eingesetzt, um die endgültige Glasur auf die Oberfläche aufzutragen. „Glazetile-Drucker tragen die Beschichtung nicht nur zum Schutz der Fliese auf, sondern auch, um bis ins kleinste Detail hochwertige, einzigartige Muster zu erschaffen. Die Möglichkeit, durch eine Glasur hindurch zu zeichnen, ist in dem Sektor einzigartig“, erklärt Corradini.
Einhaltung der Industrie 4.0-Normen
Unermüdlich arbeiten die italienischen Unternehmen an der Vernetzbarkeit ihrer digitalen Druckmaschinen mit der vierten industriellen Revolution. „Unsere digitalen Drucker werden mit zusätzlichen Systemen ausgestattet sein, die eine automatische Vorbereitung des Glasierprozesses gestatten. Deren Einbindung in die Fertigungslinie wird es den Bedienern ermöglichen, Maschinen- und Systemmontage, Installation und Wartung sowie die Fliesenproduktion aus der Ferne zu steuern“, fügt Corradini hinzu.
Schlüsselbegriffe
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