Stampanti digitali largo formato "flatbed"

Motori Lineari ironcore

Motori Lineari Tecnotion per Stampanti digitali largo formato
Stampanti digitali largo formato "flatbed"
thanks noecha

In grado di assicurare efficacia di risultato e performance di funzionamento, la scelta del motore, è determinante per la buona riuscita di una macchina da stampa. NoeCha, produttore italiano di stampanti digitali di grande formato, ha scelto la tecnologia Tecnotion distribuita in Italia da Servotecnica.

I motori lineari Ironcore Tecnotion, sono progettati con tecniche e geometrie in grado di ridurre al minimo l'effetto di “cogging” (per maggiori informazioni sul cogging, vai a Che cos'è il cogging?). Questa caratteristica unita alle performance tipiche di questi motori, che li rendono ideali per la stampa e, più in generale, per applicazioni industriali, hanno portato NoeCha ad utilizzarli per le proprie macchine.

Tecnologie per stampe di grande formato

Stampare qualsiasi tipo di materiale e superficie, dalla carta alla plastica, dalla ceramica al metallo; le grandi stampanti industriali sono in grado di rispondere a queste esigenze.
Le stampanti digitali di tipo flatbed, sono dotate di un'ampia superficie piana di stampa sulla quale viene posizionato il materiale da stampare. Queste, sono caratterizzate da un sistema di stampa in grado di operare su differenti tipi di supporto e su materiali molto diversi tra loro –carta, pvc, tessuto, ceramica, legno, metallo ecc.– mentre la regolazione dell'altezza del fondo di stampa permette loro di stampare su più spessori.
Solitamente, queste tipologie di stampanti, utilizzano un inchiostro curabile UV che, attraverso il ricorso ad apposite lampade UV installate nei gruppi stampa, subisce il processo di polimerizzazione fissandosi sul supporto e offrendo una resa uniforme e molto brillante.

Al cuore della macchina da stampa

Nelle stampanti, l'elemento centrale è costituito dalla testa di stampa, dalla quale dipende la qualità del prodotto finito. Questa, ha subito una forte evoluzione nel corso degli anni, sia in termini di risoluzione (oggi le più diffuse hanno risoluzione di 600 dpi con circa 2500 ugelli mentre le più performanti propongono il 1200 dpi con circa 5000 ugelli), che in termini di frequenze sparo (si sorpassano tranquillamente i 100 kHz), che come numero di livelli o graduazioni che possono essere stampati per punto. Una stampante industriale di medio-alto livello viene normalmente assemblata utilizzando testine da 600 dpi con oltre 2500 ugelli ed una frequenza di sparo nativa di 30 kHz.

Nella fase di lavorazione, la testa di stampa è movimentata dal gruppo motore del carro di stampa, che la sposta da sinistra a destra e viceversa per darle modo di eseguire la scansione della pagina in strisce orizzontali (swathes), mentre altri motori hanno il compito di spostare ortogonalmente la carta. Oltre alla velocità di passaggio della testa e alla frequenza di sparo dell'inchiostro, è fondamentale che sia garantita anche la maggiore stabilità possibile. Per potere ottenere un'eccellente qualità d'immagine, infatti, le singole gocce di inchiostro in uscita dagli ugelli, devono posizionarsi in modo molto preciso all'interno della matrice di stampa; questo è possibile grazie al'impiego di un motore lineare per la movimentazione del carro di stampa. Diventa quindi determinante scegliere la tipologia di motore più adeguata a queste esigenze.


NoeCha one stampante digitale flatbed motori lineari
Figura 1 - Stampante digitale per largo formato flatbed - NoeCha One.

Motori ironcore a basso cogging

In particolare, i motori lineari di tipo ironcore si prestano ad essere installati su stampanti di grande formato. Sono in grado, infatti, di movimentare masse importanti, quali i carri di stampa delle macchine di tipo industriale. Una testina di stampa industriale pesa circa 500 grammi, a questo peso si deve aggiungere quello della strumentazione elettronica di supporto, anch'essa montata sul carro. Se si considera, che ogni singolo carro di stampa utilizzata svariate testine –mediamente 16, ma vi sono anche carri dotati di 32 o 64 testine, a seconda del formato della stampate– è facile comprendere come le masse complessive del carro di stampa possano superare agevolmente i 150 chilogrammi.
I motori lineari del tipo ironcore, diventano quindi la soluzione ideale. Tuttavia presentano una particolarità: sono soggetti intrinsecamente a forze parassite di disturbo legate alla presenza di ferro nel motore; un effetto noto con il nome di “cogging”.
Tecnotion, azienda specializzata nella realizzazione di motori lineari distribuiti da Servotecnica, ha risolto questa problematica, studiando e progettando motori lineari ironcore che, grazie alla particolare geometria, sono in grado di ridurre al minimo questo effetto di disturbo. Ciò li rende ideali alle applicazioni su stampanti di grande formato; non è un caso, infatti, che i maggiori produttori di macchine da stampa al mondo prediligano i motori lineari Tecnotion per le proprie stampanti.

magneti inclinati motore lineare - Tecnotion
Figura 2 - Dettaglio dei magneti inclinati della banda magnetica del Motore Lineare.



Veloce e stabile

In una stampante, il motore deve potere garantire anche altre performance; velocità di esercizio e stabilità sono tra queste. Il motore lineare ancora una volta si dimostra la migliore soluzione sotto diversi punti di vista.
Nelle stampanti ink-jet (a getto d'inchiostro), generalmente si raggiungono velocità di stampa di oltre 500 lin.met/h (metri lineari) e, per raggiungere tali valori, servono velocità di spostamento del carro che variano da circa 1,2 fino a 2,4 m/s.
Per compensare l'errore fisico di posizionamento degli ugelli di stampa, che è intrinseco alle teste di stampa, si usa distribuire gli spari degli ugelli su più passate (interleaving) fino a completare tutta la matrice di stampa; quindi, a parità di frequenza di sparo, il motore del carro stampa dovrà muoversi più velocemente. Questa tecnica, pur aumentando notevolmente la qualità di stampa, porta la meccanica e il motore stesso ad utilizzi estremi per i quali sono richieste accelerazioni importanti, continue inversioni del moto da parte del carro stampa e, allo stesso tempo, velocità estremamente costanti durante la fase di espulsione delle gocce (tabella 1).

Numero passsate Velocità carro a 20 kHz@600 dpi Velocità carro a 30 kHz@600 dpi
1 847 mm/s 1270 mm/s
2 / 4 / 8 / 16 1694 mm/s 2400 mm/s

Tabella 1 - Confronto tra numero di passate e velocità di carro richieste durante le fasi di stampa.


Avere un motore in grado di mantenere la velocità costante (basso ripple), dunque, è un requisito fondamentale per posizionare correttamente le gocce tra le varie passate, evitando sovrapposizioni indesiderate che creerebbero una forte variazione nella cromia di stampa.
La tecnica del multipass, è impiegata anche per la stampa ad alta risoluzione su supporti poco porosi costituiti da materiali come il pvc, il vetro, la ceramica ecc. In questi casi, in singola passata, nonostante la presenza delle lampade UV, le gocce non avrebbero il tempo di asciugare e finirebbero per collassare una sull'altra creando immagini poco nitide. Distribuire gli spari su più passate, per esempio alternando le gocce pari alle dispari, garantisce invece di lasciare all'inchiostro il tempo necessario per l'asciugatura.

Non solo “multi”

Velocità e stabilità di moto non hanno influenza solo nella tecnologia multipass; con le teste di stampa più moderne infatti, anche la tecnologia singlepass è fortemente dipendente da questi due fattori. Gli ugelli delle teste sono disposti in più file (figura 3) su un'area di svariati millimetri, è quindi fondamentale il perfetto allineamento durante la passata per evitare linee “frastagliate”.

ugelli in una testa industriale
Figura 3 - Esempio di disposizione degli ugelli in una testa di stampa industriale.


A causa della disposizione “a più file”, per realizzare una linea, sono necessari 16 differenti spari (strokes) in modo da ottenere punti perfettamente allineati sui diversi supporti (figura 4).

Feeding pixel pitch 42 µm 42.1 µm 42.2 µm 42.3 µm 42.333 µm 42.4 µm 42.5 µm
Pattern tendency correzione posizionamento motore lineare 1 correzione posizionamento motore lineare 2 correzione posizionamento motore lineare 3 correzione posizionamento motore lineare 4 correzione posizionamento motore lineare 5c correzione posizionamento motore lineare 6 correzione posizionamento motore lineare 7


Figura 4 - Effetto dell'errore di posizionamento (espresso in micron). Variazioni di velocità durante la stampa provocano lo stesso risultato.


Ultimo vantaggio, non certo per importanza, è la stabilità nel tempo assicurata dal motore lineare. A differenza di una trasmissione a cinghia –ancora utilizzata su alcuni plotter di stampa di fascia bassa– il motore lineare non richiede alcun tipo di manutenzione. Le prestazioni rimangono le stesse dal giorno dell'installazione fino al completamento del ciclo di vita della stampante.
Con il motore lineare si possono raggiungere i 10m/s² di accelerazione –il massimo consentito dalla testa di stampa– indipendentemente dalla massa del carro.


Infografica stampante digitale largo formato "flatbed" NoeCha con motori lineari Tecnotion
Figura 5 - Inforgrafica: Gli elementi che compongono una stampante digitale di largo formato.



NoeCha: visione mondiale di una srl

Fondata nel 2010 da Marco Baio a Capriate San Gervasio, in provincia di Bergamo, dove ancora ha sede, NoeCha srl (www.noecha.com) è una società high-tech che progetta, produce e vende stampanti UV a LED inkjet di grande formato, caratterizzate da prestazioni di alta gamma. Sin dal principio della propria storia l'azienda ha voluto proporsi al mercato delle arti grafiche digitali puntando all'innovazione tecnologica, offrendo soluzioni che fossero in grado di imporsi per la capacità di stabilire nuovi standard di qualità e assicurare elevati livelli produttivi.
La propensione della proprietà alla crescita aziendale ha permesso di ottenere il sostegno del gruppo 035 Investimenti spa che investe nel capitale di piccole imprese che puntano allo sviluppo della propria attività. Uno sviluppo che per NoeCha significa guadagnarsi la fiducia dei mercati internazionali, in particolare in Europa, dove ad oggi l'azienda esporta le proprie stampanti. L'impresa punta però anche ai mercati extra europei, grazie alla collaborazione con una rete qualificata di rivenditori specializzati.



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