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"Investions-Check: Multi- oder Single-Pass?"

by Sonja Angerer | 06.09.2023
"Investions-Check:  Multi- oder Single-Pass?"

Sollen Druckdienstleister in Single Pass Drucker oder Multi Pass Inkjets investieren? Dieser Artikel hilft bei der Investitionsentscheidung.

Ein Druckkopf, der in hoher Geschwindigkeit über das Substrat fährt, und dabei winzige Tintentropfen versprüht: Das ist für viele Menschen das Bild, das sie vom Digitaldruck haben. Tatsächlich aber stellt dies nur einen sehr kleinen Teil der Inkjet-Technologie dar, nämlich Multi Pass.  

Heute sind Piezo-Drop-on-Demand die am weitesten verbreitete Form der Druckköpfe im Inkjet Druck. Es gibt sie als binäre Modelle mit nur einer oder als Graustufenköpfe mit mehreren Tröpfchengrößen. Sie werden in Single Pass- sowie Multi-Pass-Maschinen eingesetzt.  

BILDUNTERSCHRIFT: Der XpertJet 1462UF Multi Pass-Drucker nutzt Mutohs i-Screen-Technologie, um Streifenbildung (Banding) zu vermeiden. Foto: Mutoh 

Was sind die Unterschiede zwischen Single Pass und Multi Pass im Inkjet-Druck? 

Vereinfach ausgedrückt, fährt die Druckeinheit beim Multi Pass Inkjet mehrfach im rechten Winkel über das Substrat und erzeugt so die Bilder. Dabei werden die Tintentropfen in Streifen, immer öfter auch in optimierten Mustern (Mimaki MAPS) oder Wellen (Mutoh i-Screen) gesetzt. Die Druckeinheit kann dabei aus einem oder mehreren Druckköpfen bestehen. 

Beim Single-Pass-Druck ist die Druckeinheit fest installiert. Die Tinte wird also auf der ganzen Breite der Druckbahn gesprüht, während das Substrat darunter hindurchfährt. Dadurch benötigen Single-Pass-Drucker in der Regel eine große Anzahl von Druckköpfen. 

BILDUNTERSCHRIFT: Für den Druck von Verpackungen auf Wellpappe werden häufig Single-Pass-Inkjets eingesetzt. Foto: S. Angerer 

Welche Vor- und Nachteile haben Multi Pass und Single Pass? 

Beim Multi Pass Inkjet müssen viele Teile mit äußerster Präzision bewegt werden. Dazu überfährt die Druckeinheit dieselbe Stelle auf dem Substrat mehrfach. Das führt dazu, dass die Produktivität im Multi-Pass-Druck etwa ein Zehntel des Single Pass-Drucks erreicht. Die hohe mechanische Belastung der Teile kann zudem zu schnellerem Verschließ führen.  

Der Multi-Pass-Druck hat aber auch viele Vorteile. Weil die Tintentropfen bei mehrfacher Überfahrt des Druckkopfes oft noch nicht ganz fixiert sind, wenn eine neue Schicht aufgetragen wird, kann man sehr einfach eine hohe Farbdichte erreichen. Im Multi-Pass-Verfahren ist es außerdem möglich, viele Farben und mehrere Schichten in einem Durchgang zu drucken. Das ist etwa für weißen Unterdruck auf farbigen Textilien oder transparenten Folien wichtig. Zudem lassen sich haptische Effekte mit UV-härtenden Tinten wie etwa Brille-Schriften, Texturen oder Halbrelief nur im Multi-Pass-Verfahren verwirklichen. Modelle von Roland DG, aber auch die aktuelle Canon Arizona-Generation bieten diese spezielle Drucktechnik an.  

Single-Pass-Verfahren sind sehr schnell, denn das Drucksubstrat läuft einfach unter einem Druckbalken hindurch. Dadurch lassen sich Geschwindigkeiten von 75 Quadratmetern pro Minute und mehr realisieren. Allerdings werden dabei auch sehr viele oder sehr große Druckköpfe benötigt, was die Kosten in die Höhe treibt. Weil sehr schneller Digitaldruck auch riesige Datenmengen mit sich bringt, müssen Single-Pass-Maschinen von sehr leistungsfähiger IT angesteuert werden.  

Während Multi-Pass Inkjet-Drucker für alle gängigen Tinten zum Einsatz kommen, also wasserbasierte, lösemittelhaltige Tinte, Latex- und UV-härtende Tinten, konzentrierte sich der Single-Pass-Druck heute vor allem auf wasserbasierte Tinten (z.B. Koenig & Bauer-Durst, EFI Reggiani Bolt, Domino sowie UV-LED (Efi Nozomi).  

BILDUNTERSCHRIFT: Der erste EFI Nozomi Single Pass-Drucker wurde bereits 2016 vorgestellt. Foto: EFI 

Einsatzbereich von Multi Pass und SinglePass Inkjet Druckern 

Die allermeisten Inkjet-Drucker für Beschilderung, POS-Applikationen und personalisierte Produkte sind Multi-Pass-Maschinen. Das liegt an ihrer Vielseitigkeit, aber auch daran, dass die Produktionsmengen, die sich mit einem Multi-Pass-Drucker erzielen lassen, besser zu den Anforderungen der Digitaldruck- und Werbetechnik-Branche passen.  

Denn oft ist der Inkjet-Druck selbst ja noch kein fertiges Produkt, sondern muss umfangreich weiterverarbeitet werden. Die Kapazitäten, die ein Unternehmen beim Finishing aufbieten kann, müssen also zur Produktivität der Druckmaschine passen.  

Einsatzbereich für Single-Pass-Systeme sind heute vor allem der digitale Textildruck in großen Lauflängen, der Druck von Wellpappe für Verpackungen und POS-Displays sowie der Etikettendruck. Hier kann auch die Weiterverarbeitung stark automatisiert werden. Hochproduktive Single-Pass-Systeme ersetzen deshalb zunehmend analoge Verfahren. Auch in der industriellen Produktion etwa von Bodenbelägen und Möbelplatten werden überwiegend Single-Pass Inkjet-Drucker eingesetzt.  

Überlegungen zum Kauf: Single-Pass oder Multi Pass? 

Zum Kauf von Single-Pass Inkjet-Druckern raten Experten oft erst ab einem jährlichen Druckvolumen ab etwa fünf Millionen Quadratmetern. Zwar scheint es kaum sinnvoll, sich an einer starren Produktionsmenge zu orientieren, wenn man dabei nicht auch die Marge der beabsichtigten Applikationen berücksichtigt. Trotzdem sollte auch ein Single-Pass-Drucker keinen zu langen Stillstandszeiten ausgesetzt sein, weil dann die Gefahr besteht, dass sich die Wartungskosten stark erhöhen. 

Sowohl Investitionskosten wie auch die Wartung eines Single-Pass-Druckers können sehr teuer kommen. Zudem ergeben sich durch den großen Durchsatz hohe laufende Kosten für Energie, Tinte und Substrat.  

Dadurch rentieren sich solche Maschinen vor allem als Teil einer ganz oder teilweise automatisierten Produktion im Mehrschicht-System. Durch die hohen Anforderungen an Datenverarbeitung, Stromversorgung, Fachpersonal und angepassten Workflow können sich erhebliche weitere Kosten ergeben.  

Großformatige Multi-Pass-Systeme gibt es in Druckbreiten ab A3+ bis hin zu fünf Metern. Man kann sie als Rollen-, Bogen oder Flachbettdrucker sowie als Hybrid-Maschine für Rille und Bogen kaufen. Kleine Einsteiger-Modelle gibt es bereits für wenige tausend Euro, während hochproduktive Multi-Pass-Drucker je nach Ausstattung in den sechs-bis siebenstelligen Euro-Bereich gehen können.  

Aktuelle Modell wie die Inca Onset XS-Serie erreichen auch im Multi-Pass-Verfahren eine Stundenleistung von über 1.400 qm. Durch die breite Auswahl an Tinten-Technologien für den Direkt- und Transferdruck auf Papier, Folie, Textil und sogar feste Objekte finden Digitaldruckereien und Werbetechniker problemlos ein Multi-Pass-Gerät, das ihren Anforderungen entspricht.  

Aufmacherbild mit freundlicher Genehmigung von: Foto: S. Angerer

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