Grundlagen: Industrial Inkjet, was ist das eigentlich?

Als Wachstumssegment im Digitaldruck ist Industrial Inkjet (IIJ) in aller Munde. Doch was ist mit diesem Schlagwort eigentlich gemeint? Welche Technologien gibt es, was sind die Vor- und Nachteile von Industrial Inkjet? Gibt es im IIJ noch Marktchancen für Druckereien?

Industrial Inkjet bezeichnet den Einsatz von Tintenstrahldrucktechnologien in industriellen Anwendungen. Das können verschiedene Produktionsumgebungen zur Herstellung von Massenprodukten, aber auch individualisierten Gütern und sogar Einzelstücken sein. Zudem bezeichnet man den Einsatz von Tintenstrahldruckern zum Markieren und Kennzeichen auch oft als „Industrial Inkjet“.

Einsatzbereiche von Industrial Inkjet

Industrial Inkjet wird in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt, darunter:

• Konsumgüterindustrie: IIJ wird meist verwendet, um Musterstücke oder Kleinserien wie Glas-Rückwände zu produzieren. Immer öfter kommen Inkjet-Drucker aber auch zur Herstellung großer Mengen zum Einsatz, etwa für Bodenbeläge und Fliesen.

• Verpackungsindustrie: Hier wird IIJ verwendet, um Barcodes, Seriennummern, Mindesthaltbarkeitsdaten und andere wichtige Informationen direkt auf Verpackungen zu drucken.

• Elektronik: In der Elektronikfertigung wird IIJ genutzt, um Leiterplatten zu beschriften und elektronische Komponenten zu markieren.

• Textilindustrie: IIJ ermöglicht das Bedrucken von Textilien auf Rolle mit Mustern und Designs, ohne dass Schablonen oder Druckplatten benötigt werden. Außerdem lassen sich bereits fertige Kleidungsstücke gut mit Hilfe von Inkjet-Technologien verzieren, z.B. für Sportbekleidung, Workwear oder Merchandise.

• Medizintechnik: IIJ wird verwendet, um medizinische Geräte und Verpackungen mit wichtigen Informationen, z.B. in Braille-Schrift zu versehen.

• Automobilindustrie: Hier wird IIJ eingesetzt, um Teile und Komponenten zu kennzeichnen, was die Rückverfolgbarkeit und Qualitätskontrolle erleichtert.

Digitaler Teppichdruck ermöglicht eindrucksvolle Motive ohne Rapport. Foto: S. Angerer

Technologien im Industrial Inkjet

Im grafischen Druck wurde Continuous Inkjet (CIJ) weitgehend durch schnelle Single-Pass- Köpfe ersetzt. Im Verpackungsdruck sowie beim Kennzeichnen und Markieren kommt der kontinuierlicher Tintenstrahl immer noch recht häufig vor, z.B. bei Modulen von Videojet.

Beim Druck auf Teppich und anderen hochflorigen Textilien werden statt Inkjet-Köpfen auch Mikro-Düsen verwendet. Diese ermöglichen es z.B. in Chromojet-Anlagen von Zimmer Austria,  die hohen Tintenmengen aufzubringen, die nötig sind, um dicke Textilien durchzufärben. 

Für die meisten Industrial Inkjet-Anwendungen kommen heute aber Piezo-Drop-on Demand-Köpfe zum Einsatz. Für sehr hohe Geschwindigkeiten nutzt man oft Single-Pass-Köpfe, also Druckköpfe, die nur eine Überfahrt benötigen, um das Motiv auf dem Untergrund entstehen zu lassen. Multi-Pass-Köpfe werden oft in großer Zahl in Modulen verbaut, sodass auch sie eine sehr hohe Produktivität erreichen.

Je nach Anwendung wählen Industriekunden eine Standard-Maschine, wie sie ähnlich auch in der grafischen Industrie gängig ist, wie z.B die Durst Alpha-Serie.  Sie können nach Anforderung gefertigte Druckmodule zum Einbau in Produktionslinien erwerben, z.B. von Thieme, oder auch Köpfe und Entwicklungsumgebungen für die Eigenentwicklung, z.B von Konica Minolta.

Für einzelne Industrielle Inkjet-Anwendungen gibt es auch Spezialmaschinen zu kaufen, z.B. Cretajet-Drucker von EFI zur Herstellung von Fliesen mit Dekor.  

Bodenbelag wie Klick-Laminat wird oft mit Hilfe von Industrial Inkjet hergestellt. Foto: S. Angerer

Welche Technologien ersetzt Industrial Inkjet?

Industrial Inkjet ersetzt zunehmend traditionelle analoge Drucktechnologien wie Sieb-, Tampon, Flexo- und Offset-Druck. Teilweise werden auch weitere Beschichtungs- und Färbeverfahren abgelöst. Denn durch die Digitaltechnik kann auf Druckvorlagen und Schablonen verzichtet werden. Das vereinfacht die Produktion von Konsum- und Investitionsgütern, macht sie flexibler und schneller.

Dabei kommen in der Industrie sowohl Direktdruck- wie Transferverfahren mit Inkjet vor. Meist ist ein Digitaldrucker oder ein Druckmodul aber nur eine kleiner Teil eines umfangreichen Produktionsprozesses.

Wenn dabei lediglich ein analoges Druckverfahren durch ein digitales ersetzt wird, hat das möglicherweise gar keine so großen Vorteile. Denn fast immer sind Inkjet-Tinten deutlich teurer als Farben und Fluids für den traditionellen Druck. Deshalb werden beim Einsatz von IIJ häufig auch Prozesse und Produktportfolios erheblich angepasst und verändert.

Vor- und Nachteile des Industrial Inkjet

Obwohl Industrial Inkjet einzelne Segmente wie etwa die Produktion hochwertiger Fliesen binnen weniger Jahre komplett umgekrempelt hat, gibt es auch Nachteile. So kann etwa der Tintenverbrauch recht hoch sein, insbesondere bei großflächigen Drucken.

Ein Industrial Inkjet Drucker muss ähnlich wie ein Inkjet-Drucker für die grafische Industrie regelmäßig gewartet werden, was erhebliche Unterhaltskosten bedeuten kann. Hinzu kommt aber, dass Inkjet-Drucker mit sehr stark vibrierenden, staubigen, heißen oder sehr kalten Umgebungsbedingungen nur schlecht zurechtkommen.

Deshalb müssen sie innerhalb von herausfordernden Produktionsumgebungen in der Industrie geschützt werden. Das geschieht meist durch einen eigenen, klimatisierten Raum. Das erzeugt aber zusätzliche Kosten. Diese kommen zu den teilweise sehr hohen Anschaffungskosten für den Drucker selbst hinzu.

Es sind aber die unbestreitbaren Vorteile des Industrial Inkjet, die dazu geführt haben, dass in vielen Industrien Inkjets die analogen Technologien weitgehend ersetzt haben. Denn IIJ kann auf einer Vielzahl von Materialien und Oberflächen drucken, einschließlich unebener und gekrümmter Flächen, die sich sonst nur mit Tampondruck bearbeiten lassen.

Dabei bietet die Inkjet-Technologie eine hohe Druckauflösung und eine Präzision, die mit analogen Verfahren nicht oder nur sehr schwer zu erreichen ist. Auch ermöglicht der Digitaldruck vielfarbige und rapportfreie Designs, die mit traditionellen Verfahren nicht reproduziert werden können.

Inkjet-Druck kommt künftig auch bei der Produktion von Konsumgütern immer öfter zum Einsatz. Foto: S. Angerer

Die Zukunft des Industrial Inkjet

Der Hype um den Industrial Inkjet ist in der Druckindustrie ein Stück weit abgeflaut. Das liegt vor allem daran, dass es für Druckdienstleister oft nicht einfach ist, in dem Segment Fuß zu fassen. Industrieunternehmen setzen zwar weiterhin und sogar verstärkt Inkjet-Technologie zur Herstellung von Konsumgütern ein. Sie betrachten sich aber selbst oft nicht als Teil der Druckindustrie.

IIJ hat sich nichtsdestotrotz als eine vielseitige und effiziente Drucktechnologie etabliert, die in vielen Branchen Anwendung findet. In der Zukunft wird die Technologie sicher weiter verbessert werden. Fortschritte in der Materialwissenschaft und der Nanotechnologie könnten zu noch präziseren und effizienteren Druckprozessen führen. Zudem wird die Integration von Industrial Inkjet die Automatisierung und Vernetzung von Produktionsprozessen weiter vorantreiben.

Einzelne, hochspezialisierte Druckereien haben es geschafft, sich selbst als Produzenten von Konsumgütern oder als IIJ-Zulieferer zu etablieren. Meist sind dies Betriebe, die bereits zuvor analoge Druckleistungen speziell für die Industrie anboten, z.B. im Siebdruck.

Auch viele Hersteller von grafischen Inkjet-Druckern bieten Produktlinien für Industrial Inkjet, vor allem in den Bereichen Rollen-Textildruck sowie für die Herstellung von Bodenbelägen und bedrucktem Glas. Für die meisten mittelständischen Druckereien dürfte Industrial Inkjet allerdings auch künftig eher ein Nischenthema bleiben.