Cabeças de impressão: inovações, novidades e atualizações

Matéria compila pontos de vistas dos maiores especialistas internacionais em cabeça de impressão

Na edição de 2013 da feira SGIA, a organização promoveu um painel que reuniu alguns dos principais fabricantes para discutir o atual estado das tecnologias de cabeças de impressão. Participaram profissionais da Fujifilm Dimatix, Epson, Konica Minolta (KM), Seiko Instruments (SII-Printek) e Xaar, bem como da EFI-Vutek, cuja perspectiva de fabricante de impressoras complementou as opiniões.

O texto a seguir compila informações apresentadas nesse painel. Os textos em itálicos são transcrições das palestras. Os demais, foram redigidos pelo autor da matéria. Ao final dela, há um tópico de perguntas e respostas, oriundas da sessão que encerrou o painel.

Apesar de ter enfatizado as características dos dispositivos das empresas presentes, o painel não incluiu todas as tecnologias de cabeça disponíveis hoje no mercado.

Panorama

A tecnologia inkjet pode ser dividida em:

• Jato contínuo de tinta (Continuous Inkjet, CIJ): usado, por exemplo, em codificação de produtos alimentícios (não será discutido nesta matéria);
• Jato de tinta sob demanda (Drop on Demand, DOD): divide-se em térmica (Thermal Inkjet, TIJ) e piezoelétrica (Piezoelectric Inkjet, PIJ).

A primeira é muito utilizada no mercado de artes gráficas, especialmente pela HP e pela Canon. Porém, os fabricantes presentes no painel da SGIA eram de cabeças piezo. Esses dispositivos empregam material piezoelétrico, que, ao receber um pulso elétrico, deforma-se e dispara gotas de tinta de suas câmaras, por meio de um bocal (nozzle). Cada cabeça tem centenas ou milhares de câmaras e nozzles.

Os principais pontos debatidos no painel recaíram sobre a tecnologia de silício MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems, Sistemas Micro-eletro-mecânicos) e sobre as vantagens e desvantagens dos sistemas shared wall (parede compartilhada) e isolated channel (canal isolado). Também houve debates sobre a tecnologia greyscale, bem como sobre a recirculação de tinta.

Painel promovido pela SGIA 2013 foi composto por alguns dos maiores especialistas em cabeça de impressão do mundo

Apresentação 1: John Lapp, da Fujifilm Dimatix

Há anos, as cabeças de impressão têm sido empregadas em impressão digital, codificação e marketing, antes mesmo de o grande formato tornar-se um enorme mercado. E hoje os segmentos de decoração de cerâmica e impressão comercial estão crescendo, assim como os segmentos de protótipos em 3D, aplicações funcionais, eletrônicos impressos e até biociência, no qual as cabeças são usadas como dispositivos de microbombeamento ou ferramentas de precisão de jateamento de fluidos. Uma grande quantidade de tintas inkjet têm sido desenvolvidas para eletrônicos impressos: tintas de prata, de cobre, de ouro e de níquel.

Em termos de tecnologia, não usamos a shared wall. Usamos a shear mode, que permite operações de alta frequência. A nova cabeça Samba dispara gotas a 150 kHz (kilohertz).

Nossas cabeças industriais são de 50 a 60 kHz. Não há mecanismos de desgaste nelas. Portanto, são as condições ambientais e as manutenções que determinam a tempo de vida delas. Se forem bem cuidadas, podem durar por muito tempo. Mas se forem maltratadas, não terão uma vida muito longa.

Conseguimos uma excelente uniformidade em termos de volume da gota de tinta, velocidade de disparo, linearidade do jato e alta temperatura. Algumas cabeças rodam a 125ºC, dependendo da tinta utilizada. O volume da gota oscila entre 10 e 150 picolitros, em uma série grande de fluidos: à base d’água, solvente, UV, sublimáticos, tintas funcionais de nanoprata e fluidos de biociência.

Cabeça Dimatix Samba dispara gotas na frequência de 150 kHz

Muitos fatores influenciam a qualidade de impressão, como a velocidade do disparo, o volume da gota, a retidão do jato e a uniformidade jato a jato. É importante obter uniformidade do volume de gota em todos os disparos. Se você tem tamanhos inconsistentes de gota ou uma tolerância muito grande, as imagens reproduzidas sofrerão banding e outros problemas.

A retidão do jato é também um ponto crucial, a falta dela pode causar banding e imagens imprecisas. A uniformidade jato a jato significa que todos os pontos anteriores (velocidade do disparo, volume da gota e retidão do jato) são consistentes. Dois deles não é satisfatório, você precisa dos três.

Assim, uma série de fatores afetam o endereçamento (localização) do ponto. O primeiro é a qualidade técnica da cabeça. Por exemplo, na fabricação do nozzle, pode haver interferências como arranhões e sujeira nas placas de noozle. O acúmulo de tinta seca ao redor da placa de nozzle também pode prejudicar o jateamento e, portanto, o endereçamento dos pontos.

Em termos de qualidade de impressão, o Versa-drop, que é como chamamos nossa tecnologia greyscale, permite reproduzir pontos muito pequenos e alta resolução (para visualização de perto). Você pode ter pontos largos (para uma visualização de longa distância) ou pode usar o greyscale, ou seja, pontos variáveis para obter textos e tons de pele.

Apresentação 2: Masao Tachibana e Wakabayashi, da Seiko Instruments, Inc – Printek

A apresentação da SII-Printek começou com uma descrição da tecnologia de arquitetura isolated channel (canal isolado), enfatizando suas vantagens em relação à tecnologia shared wall (parede compartilhada) — usada em cabeças anteriormente fabricadas pela empresa (e também empregada pela Xaar e pela Konica Minolta).

Segundo a SII-Printek, a isolated channel permite operações de alta frequência, alta velocidade de jateamento e não corrói em função das tintas à base d’água ou condutivas.

Cabeças da Seiko empregam tecnologia de canal isolado

Os palestrantes também descreveram desenvolvimentos mais recentes de suas cabeças, como o design que permite o fluxo de recirculação de tinta (similar ao incorporado à série Xaar 1001 e cabeças Samba e Starfire da Dimatix). Os benefícios são recuperação automática de jatos errôneos e redução de sedimentação de tintas com alto teor de sólidos.

A apresentação analisou a questão: "Um ponto pequeno é sempre bom para imagens de qualidade?". Sobre o assunto, os palestrantes argumentaram que a precisão do endereçamento de pontos muito pequenos é provavelmente afetada pelo fluxo de ar e pela eletrostática. E a produtividade – medida pelo volume de tinta disparado por segundo – é melhorada ao usar gotas com tamanhos maiores.

Apresentação 3: Daisuke Ishibashi, da Konica Minolta

A apresentação da KM descreveu a variedade de cabeças de impressão fabricada pela empresa e enfatizou as séries 1024 e 1024i, cujas cabeças têm 1024 nozzles. Porém, a família 1024 mais antiga emprega duas linhas de atuadores de 180dpi operando em shared wall ou modo de três ciclos, ao passo que a nova série 1024i é composta por cabeças com linhas de 90dpi, para atingir a mesma densidade de nozzle, mas com frequências mais altas de operação.

Konica 1024 possui 1024 nozzles

Notavelmente, todas as cabeças possuem pegada idêntica: 106 por 18 milímetros. Cada família vem com em versões de pequenos, médios e grandes volumes de gota. O lançamento mais recente da empresa é o modelo 1800i, que apresenta 600dpi, 84 kHz e gotas de 3,5 picolitros.

Apresentação 4: Juan Calderon, da Xaar

O que um cliente quer de uma cabeça de impressão? Respondemos da seguinte forma:

Qualidade de impressão e produtividade: a Xaar está investindo na criação de uma nova geração de cabeças que disparam volumes menores de gota, trabalham com maior largura de impressão e frequências mais altas;

Desenvolvimento: oferecemos a Xaar 1001, que tem sido bem-sucedida em impressoras única passada nos mercados de cerâmica e embalagem. E estamos agora adaptando-a para a indústria de múltipla passada.

Integração: quando você tem uma impressora, pode querer repôr rapidamente as cabeças. Todas as nossas cabeças terão um fecho Luer para assegurar a conexão de tinta, e as conexões elétricas terão um revestimento que as protegerão de danos mecânicos e elétricos e derramamentos de tinta.

Custos de manutenção: temos uma nova geração vindoura de eletrônicos inteligentes, com funcionalidades que permitirão dar um feedback diretamente da cabeça, e a habilidade de controlar temperaturas e voltagens, a fim de ajudar a diagnosticar e prevenir danos às cabeças.

Alguns modelos Xaar têm sido empregados para impressão em cerâmica e embalagem

Apresentação 5: Mark Radogna, da Epson

Recentemente, anunciamos uma nova tecnologia de cabeça que vai influenciar todas os equipamentos Epson. Introduzimos uma impressora dedicada a imprimir camisetas. Essa máquina não existiria se não tivéssemos desenvolvido a nova cabeça PrecisionCore; é uma geração totalmente nova e desenvolvida por nós. É exclusividade da Epson.

A PrecisionCore oferece uma série de benefícios. O primeiro é que ela é baseada no que chamamos de print chip core. Não se trata de uma cabeça de impressão com estrutura gigante. Ele é um chip bem pequeno. Tem a habilidade de produzir um ponto que é preciso, fino, claro e que vai além de qualquer coisa que foi produzida até agora.

Também aproveitamos a oportunidade de utilizar formas mais avançadas de material e cristal piezo. E como somos os fundadores dessa tecnologia, temos usado químicas avançadas para criar o cristal piezo. O resultado é uma cabeça extremamente durável.

PrecisonCore é a tecnologia recém-lançada da Epson

O outro benefício da nova cabeça é que ela tem uma notável flexibilidade de tinta. Podemos imprimir virtualmente com qualquer insumo. É possível usar tinta pigmentada à base d’água ou solvente pesado e também a nova tinta que imprime camisetas. Há muitas formas com as quais podemos rodar fluidos por meio desse novo chip de impressão.

E, finalmente, ela é escalável. Posso reunir e construir a estrutura que eu quiser, no espaço de cor que eu quiser, para a aplicação que eu quiser. É uma tecnologia totalmente nova.

Esse é um exemplo de como trouxemos uma nova ideia para o piezo, que muda dramaticamente a tecnologia. Criamos uma cabeça a partir disso, para uma aplicação como a impressão em camisetas.

Apresentação 6: John Duffield, da EFI Vutek

Vou falar sobre o que eu acho ser a próxima geração de cabeças e como elas influenciam as características das impressoras. Estamos sempre procurando aumentar a qualidade quanto a velocidade das nossas máquinas.

Procuro por desvios angulares, provavelmente de algo em torno de 0,4 graus. Procuro por um aumento de 5% na variação de velocidade. Preciso melhorar a uniformidade e aumentar a velocidade.

As outras tolerâncias que estamos procurando estão nos eixos x e y, para conseguir um endereçamento de ponto mais preciso, que fique numa variação de mais ou menos 5 micra. O plano z não precisa ser tão preciso, pode variar mais ou menos 10 micra.

Quanto à velocidade, buscamos cabeças com velocidades de impressão acima de 5 metros por segundo. Preferivelmente próximo a 10 metros por segundo. E para impressoras UV, buscamos volumes entre 6 e 12 picolitros, único pulso e greyscale.

Atualmente, estamos usando greyscale de quatro níveis, mas várias outras cabeças são capazes de trabalhar com oito. As cabeças com uma única fila de nozzles têm sido mais usadas do que as de múltiplas filas, para grandes formatos: o que nos dá mais flexibilidade e chance de colocar as cabeças em diferentes posições.

A densidade maior de nozzles faz o carro de transporte diminuir e ficar mais leve, e então aumenta a velocidade da impressora, porque você não tem de espalhar os nozzles por uma área muito larga.

Fabricantes de impressoras procuram utilizar cabeças que aumentam a qualidade e a velocidade das máquinas

Algo que eu também gostaria de ver é algum tipo de feedback de pressão de menisco. Várias cabeças já têm feedback de temperatura, mas se houver o feedback de menisco, isso certamente vai ajudar a ter maior controle dos parâmetros que afetam a qualidade, a velocidade e o direcionamento das gotas.

Quanto às impressoras têxteis, elas tendem a ser instaladas em ambientes bastante agressivos, então precisam operar em altas temperaturas, mas comumente usam tintas que suportam baixa temperatura. Tintas à base de solvente, água e óleo não gostam de ser aquecidas. É preciso recuperação rápida e fácil do nozzle – portanto, uma cabeça com recirculação seria benéfica.

Perguntas e respostas

Qual é modelo de negócios adotado para o uso de tintas? Vocês exigem que os clientes usem tintas específicas? Vocês cobram royalty?

Epson: depende da parceria. Temos alguns parceiros no Japão, com os quais fazemos OEM, e eles empregam nossas tintas.

Konica Minolta: na KM, nós cobramos royalty.

Xaar: exigimos que nossas cabeças usem tintas previamente aprovadas, para manter a integridade das cabeças. Com a tinta aprovada, as cabeças têm um ano de garantia. Há algum royalty para uso de certas plataformas, especialmente as mais novas.

Dimatix: nossos clientes são livres para escolher a tinta que quiserem. Porém, se trabalham com nossos parceiros e usam tintas aprovadas, os clientes obtêm garantia. Há algumas relações de royalty com esses parceiros.Temos também relações de royalty com alguns clientes, dependendo do modelo de negócio.

Por quanto tempo a cabeça deveria durar?

EFI: Se você não cuidar, ela pode durar dias ou semanas. Mas se você cuidar e fizer as manutenções corretamente, ela pode durar por anos. Normalmente, as cabeças têm vida média de um a dois anos.

Vocês têm estatísticas sobre o tempo de duração das cabeças?

EFI: sim, uma impressora GS com 16 cabeças pode ter uma substituição média de duas ou três cabeças no primeiro ano. Isso é bem razoável.

Dimatix: como não há mecanismos de desgaste nas cabeças Dimatix, o piezo não fatiga e as placas de nozzle não se esgotam. Na maioria das aplicações gráficas, os fluidos são bons e não afetam as cabeças, mas a chave para qualquer aplicação é a manutenção.

Ouvimos muitas coisas sobre tecnologia, mas quanto é o custo por nozzle ou custo em geral? E sobre a MEMS? O que vocês estão fazendo para diminuir o custo das cabeças?

Dimatix: não olhamos o custo por nozzle, mas o custo total de propriedade. É quanto uma cabeça dura, ou seja, a produção que você consegue com ela. Isso é mais importante que o custo por nozzle. Se custa dois ou quatro dólares por jato, isso é irrelevante se ela dura apenas seis meses e se isso diminui a velocidade da impressora. Você quer uma cabeça que tenha longa duração e quer obter alta produtividade com ela. Agora, em termos de custos de fabricação, sim, nós estamos sempre tentando fazer as coisas melhorarem. A tecnologia MEMS de silício que estamos usando diminui os custos de fabricação, mas os custos ainda são altos porque temos de pagar o investimento de 100 milhões de dólares que fizemos para produzir essa tecnologia. A primeira cabeça custou 100 milhões de dólares e a segunda, 5 milhões. O custo está diminuindo. A tecnologia guia os custos, mas ela também guia os custos de aperfeiçoamento em novas tecnologias.

Sobre o autor: Chris Lynn é CEO da Hillam Technology Partners

Este artigo foi publicado inicialmente no SGIA Journal e reproduzido pelo InfoSign com a permissão da SGIA (this article first appeared in the SGIA Journal and is reprinted with permissions from the SGIA).

Fujifilm anuncia quatro novas tintas digitais

As novas tintas da Fujifilm serão apresentadas na Fespa 2014, de 20 a 23 de maio, na Alemanha

A fabricante Fujifilm lançará quatro novas tintas digitais na Fespa 2014, que acontece de 20 a 23 de maio, em Munique (Alemanha). De acordo com a empresa, os insumos permitirão a geração de negócios em áreas diversas. As novas tintas são:

Uvijet OH: desenvolvida para impressoras Onset e composta por materiais de polietileno e polipropileno, que estão ficando mais populares por serem recicláveis;

Uvijet OL: de baixo odor (similar às tintas flexográficas à base d’água) para impressão em corrugados. O insumo satisfaz a norma DIN EN 1230-1, voltada para displays e embalagem;

Uvijet KV:  nova tinta UV termo-moldável, voltada para aplicações industriais. Indicada para impressoras Acuity Advance Select, a Uvijet KV apresenta propriedades de alongamento (de 300% a 400%) quando aquecida;

Uvijet QN: tinta branca que também foi desenvolvida para aumentar o leque de aplicações das impressoras Uvistar. Permite a impressão de pôsteres de grande formato que podem receber iluminação frontal ou traseira.

Fonte: Large Format Review

Caldera PrimeCenter é atualizado

Versão 1.1 chega alguns meses depois do lançamento da solução

A desenvolvedora Caldera anunciou a versão 1.1 de seu PrimeCenter. A solução de pré-impressão para impressoras digitais está com novos recursos que oferecem mais flexibilidade e automação.

Segundo a empresa, o PrimeCenter reúne o preflight, a sangria e o nesting em uma única ferramenta, além de reduzir os erros manuais e economizar tempo na preparação dos arquivos.

A versão 1.1 é compatível com mais mesas de corte e pode gerar arquivos PDF em camadas, o formato mais usado no mercado. Cada elemento de um PDF, do contorno às marcas de registro, fica contido em diferentes camadas.

O novo upgrade do PrimeCenter também permite duas possibilidades para códigos de rastreamento. O processamento do trabalho pode ser automatizado pela inclusão de marcas ópticas, como QR codes.

Embora a versão original do PrimeCenter já fornecesse uma nomenclatura de saída dinâmica, na V1.1 leva os layouts podem ser nomeados de acordo com o nome da mídia, número de cópias, data e metadados. Os metadados podem apresentar qualquer atributo de nomenclatura, e essas alterações facilitarão o processo de identificação em fluxos de trabalho manuais e automáticos.

Novos recursos continuarão a ser adicionados ao software. E o usuário não precisa se inscrever para obter atualizações completas do aplicativo.

Fonte: Caldera