Einsparpotenziale mit dem richtigen Drucksystem – Plotter oder Thermotransferdrucker?

In Zeiten steigenden Kostendrucks werden schnelle Inbetriebnahme, hohe Funktionalität sowie dauerhafte Verfügbarkeit von Maschinen und Anlagen immer wichtiger. Allerdings steigen mit der Zunahme der Funktionen auch Umfang und Komplexität der elektrischen Verdrahtung. Der vorliegende Beitrag hilft bei der Auswahl der richtigen Drucktechnik.
Damit auch im Service- und Reparaturfall die Stillstandszeiten kurz bleiben, kommt es auf die eindeutige und dauerhafte Kennzeichnung an: Klemmen-, Leiter-, Kabel-, und Betriebsmittel-Kennzeichnung müssen mittels geeigneter Markierungsprodukte auf die jeweilige Anwendung zugeschnitten sein. Bedruckt werden die Markierungsmaterialien mit kompakten Drucksystemen, die sowohl in den Fertigungsstätten als auch bei der Verdrahtung im Feld eingesetzt werden.

Planung und Projektierung

Die Planung und Projektierung elektrischer Anlagen erfolgt heute meistens mit CAE-Systemen. Dort werden alle Markierungsrelevanten Daten – etwa Kennzeichnungs-Informationen oder Querschnitte von Leitern und Kabeln – hinterlegt. Die Daten werden mit Software-Programmen zur Planung und Markierung – wie Clip Project von Phoenix Contact – zur direkten Verarbeitung auf den Drucksystemen aufbereitet. Als Teil der Wertschöpfungskette übernimmt das Programm per Mausklick aus den gängigen CAE-Systemen die hinterlegten Informationen: zu Klemmenpunkten, Kabeln und Leitungen sowie Kennzeichnungsdaten aus dem Stromlaufplan. Zusätzlich werden die vollständigen Bestell-,
Stück-, Aufbau- und Montagelisten sowie eine zweidimensionale Darstellung der Klemmenleiste erzeugt. Clip Project erlaubt auch eine direkte Eingabe der Beschriftungsdaten – wenn der Schaltschrankbauer die CAE-Daten von seinem Kunden nicht elektronisch, sondern in Papierform erhält. Die Abbildungen und technischen Daten der Markierungsmaterialien, die Phoenix Contact anbietet, wurden alle in die Software integriert, was die Auswahl erleichtert. Zur Aktualisierung der Produktdaten gibt es regelmäßige Updates über das Internet.

Auswahl der Kennzeichnungs-Materialen

Die Anforderungen an die Kennzeichnungs-Materialien ergeben sich aus der Applikations- und Verarbeitungssicht. So ist eine einfache und schnelle Handhabung für den Schaltschrankbauer wichtig, um den Zeitaufwand bei der Montage zu minieren. Auch das einfache Auswechseln bei Inbetriebnahme oder Reparatur elektrischer Anlagen ist zu berücksichtigen. Bei der Kennzeichnung elektrischer Komponenten wird unterschieden zwischen Klemmen-, Leiter/Kabel- und Betriebsmittel-Kennzeichnung. Ein klares Schriftbild sorgt auch bei engen Platzverhältnissen für eine gute Lesbarkeit der Informationen. Damit der Qualitätsstandard bei der Kennzeichnung von verschiedenen Betriebsmitteln und Klemmen einheitlich ist, sollte das Produktprogramm an Kennzeichnungsmaterialien auf die Komponenten diverser Hersteller zugeschnitten sein. Vor der Markierungsauswahl sind einige Faktoren zu betrachten:

– Welche Innhaltsstoffe sind erlaubt? Silikone, Halogene, Cadmium?
– Gegen welche Chemikalien muss das Material beständig sein? Öle, Benzin, Fette, Laugen, Säuren?
– Welchen Temperatur-Bereich soll es abdecken?
– Ist eine Listung wie etwa UL oder CSA erforderlich?
– Welche Brennbarkeitsklasse nach UL 94 muss das Material erfüllen?

Die Anforderungen an das Material unterscheiden sich je nach Branche, wie etwa Verkehrstechnik, Energietechnik, Lebensmittelindustrie, Kernkraftwerke, Maschinen-, Schaltschrank- und Anlagenbau.

Auswahl des geeigneten Druckverfahrens

Eine zeitgemäße Kennzeichnung bietet viele Vorteile: Dauerhaft gute Lesbarkeit, optisch ansprechendes Erscheinungsbild sowie hohe Beständigkeit gegenüber mechanischen und chemischen Einflüssen. Verschiedene Druckverfahren erfüllen diese Ansprüche. So sorgt der Laserdrucker für eine hohe Haltbarkeit der Kennzeichnung. Im Schaltschrankbau trifft man ihn allerdings selten an – wegen hoher Sicherheits-Anforderungen und hoher Investitionen. Häufiger schon findet man Tinten-basierte Systeme wie den Beschriftungs-Plotter. Gearbeitet wird dort mit lösemittelhaltiger Tinte, die beim Verdampfen der Lösemittel aushärtet. Das Prinzip ist einfach, hat aber den Nachteil, dass die Beschriftungsstifte durch Verflüchtigung der Lösungsmittel leicht eintrocknen. Tinten-basierte Systeme beinhalten Lösungsmittel, die für die nötige Viskosität der Tinte sorgen. Durch Verdunstung – mit oder ohne Wärmeeinwirkung – werden Lösungsmittel wie Alkohol, Öle oder Wasser in die Umgebung abgegeben, und die Farbe bleibt als fester Bestandteil auf dem Substrat zurück. Dieser Vorgang lässt sich kaum kontrollieren, da die Verdunstung von weiteren Faktoren abhängt. Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit sowie die Zeit zwischen den Druckvorgängen spielen eine wichtige Rolle. Die ständige Regulierung des Druckvorgangs kostet viel Zeit und verursacht hohe Kosten im laufenden Betrieb. Außerdem belasten eingetrocknete Stifte und Druckerpatronen die Umwelt. Ebenfalls mit Tintenstrahltechnik arbeitet der Drucker Bluemark. Das von Phoenix Contact entwickelte System nutzt keine lösemittelbasierte Tinte, sondern ein lösemittelfreies Beschriftungsfluid. Ausgehärtet wird mittels UV-Licht, das durch LED-Technik erzeugt wird. Dadurch wird die Beschriftung lösemittelbeständig, wisch- und kratzfest. Dieses Drucksystem ist aufgrund seiner Konzeption für hohe Beschriftungsvolumen ausgelegt.

Thermotransferdrucker als flexible Alternative

Eine Alternative zum lösemittelbasierten Beschriftungssystem ist der Thermotransferdruck – ein Druckverfahren mit direkter Berührung des Markierungsmaterials. Als zentrales Element dient ein Thermodruckkopf, den man sich vereinfacht als Druckkopf mit Nadelkissen vorstellen kann. Der Abstand der Heizelemente (Nadeln) bedingt die Druckauflösung. Standard ist heute 300dpi (dots per inch), selbst Schriftgrößen von 0,5mm sind möglich. Die Heizelemente werden blitzschnell erhitzt und wieder abgekühlt. Wo die erhitzten Elemente mit dem Farbband in Berührung kommen, erfolgt ein Farbauftrag auf das Druckmedium: wischfest, unempfindlich gegen Laugen und Säuren sowie temperaturbeständig bis 150°C. Das Thermotransferband besteht aus drei Hauptelementen:

– Polyesterfilm (3,5 bis 6µm)
– Hitzeempfindliche Transferbeschichtung (Wachs, Harz, Wachs/Harz, 2 bis 4µm)
– Trägerfolie

Die Vorteile dieses mit fester Druckfarbe arbeitenden Systems liegen auf der Hand: Niedrige Anschaffungskosten, kompakt und mobil einsetzbar, ohne Stillstandszeiten immer verfügbar. Im industriellen Umfeld kommt der Thermotransferdruck heute zur Bedruckung von Etiketten und Schrumpfschlauch zum Einsatz. Dabei wird meist flach gewalztes Rollenmaterial verarbeitet. Das Material lässt sich durch die flache Ausprägung einfach im Drucker transportieren und verarbeiten. Rollenmaterial eignet sich primär für die Massenbearbeitung von Markierungsmaterialien. Weil bei einer Größen- oder Typenänderung jedes Mal die Beschriftungsrolle gewechselt wird, ist das Rollenmaterial für kleine Serien nicht flexibel genug. Um auch hier die Vorteile des Thermotransferdrucks zu nutzen, hat Phoenix Contact den Drucker ‚Thermomark Card‘ entwickelt, der zwei Kartenformate verarbeitet:

– Material im Format 75x120mm für Markierungsmaterialien mit ausgeprägter Kontur – etwa zur
Klemmenbeschriftung
– Flachmaterial im Format 115x165mm in gestanzter Ausführung zur preisgünstigen Leiter-, Kabel- und Gerätekennzeichnung.

Vor dem Start wird das Material ins Adaptermagazin gelegt. In nur acht Sekunden wird eine Karte mit bis zu 120 Markierungen vollständig bedruckt. Auch Etiketten-Materialien sind im Kartenformat erhältlich.

Fazit

Professionelle Markierungssysteme für den industriellen Bereich arbeiten mit ganz unterschiedlichen Materialen, die je nach Anwendungsgebiet unterschiedliche Anforderungen erfüllen. Software-Programme bilden die Basis für eine einfache Direkteingabe oder für eine komfortable Übernahme der Beschriftungsdaten aus dem CAE-System. In jedem Fall bilden Software, Drucksystem und Markierungsmaterial ein geschlossenes System, in dem alle Parameter aufeinander abgestimmt sind. Der Anwender spart nicht nur Zeit und Geld, er profitiert auch langfristig von hochwertigen Beschriftungen.

Kasten: Schnell und kostengünstig zur richtigen Markierung

Die Auswahl der richtigen Materialien und Systeme zur professionellen Kennzeichnung elektrischer Anlagen erfolgt in drei Schritten:
– Planung und Projektierung
– Auswahl der Kennzeichnungs-Materialien
– Auswahl des Drucksystems
Phoenix Contact bietet eine breite Palette an Materialien für die Klemmen-, Leiter/Kabel- und Gerätebeschriftung für unterschiedlichste Anforderungen in unterschiedlichen Branchen – in einem durchgängigen System von der Software bis zum Material.