Projekt współfinansowany przez Unię Europejską z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego

Program Operacyjny Innowacyjny Rozwój na lata 2014-2020
Działania 1.1: Projekty B+R przedsiębiorstw

Tytuł projektu:

„Opracowanie innowacyjnej technologii polimerowego druku INK JET zarówno do zastosowań w druku 3D jak i 2D"

Data podpisania umowy o dofinansowanie: 29.06.2018 r.

Całkowity koszt realizacji projektu (w PLN): 5 492 794,78 zł
Kwota dofinansowania (w PLN): 3 847 028,49 zł

Okres realizacji projektu: 01.08.2018 – 30.09.2021

Opis projektu:

Celem projektu jest opracowanie nowej technologii polimerowego druku ink jet, zarówno do zastosowań w druku 3D jak i 2D. Projekt zakłada realizację sześciu etapów:

• trzech etapów badań przemysłowych,
• dwóch etapów prac rozwojowych,
• jednego etapu prac przedwdrożeniowych/li>

Potrzeba realizacji prac badawczych w przedmiotowym kierunku jest wypadkową: - wymagań w zakresie parametrów pracy drukarek 2D i 3D oraz wymagań wobec cech wydruków 2D i 3D, określanych przez grupy docelowe Wnioskodawcy,

• presji na aspekt środowiskowy, przede wszystkim w odniesieniu do obniżania zawartości rozpuszczalników organicznych w masie tuszu, - specyfiki obecnie znanych technologii druku ink jet, które nie są pozbawione wad.

W opinii Wnioskodawcy obecnie znane technologie druku ink jet 2D i 3D posiadają ograniczony potencjał dalszego rozwoju. Celem osiągnięcia założonych parametrów technologicznych i technicznych w obszarze druku ink jet 2D i 3D, konieczna jest zmiana podejścia do technologii druku, obejmująca materiał drukujący, metodę nanoszenia nadruku na powierzchnię, mechanizm zestalania nadruku oraz konstrukcję urządzeń drukujących

Wynikiem realizacji projektu będzie innowacja produktowa – prototyp drukarki 3D oraz model drukarki 2D, pracujące w nowej technologii polimerowego druku ink jet. Głównymi grupami docelowymi dla rezultatu projektu będą:

• producenci drukarek 2D,
• producenci drukarek 3D,
• przedsiębiorstwa działające na rynkach lotniczym, automotive, medycznym i farmaceutycznym.

Materiałem drukującym będą dwuskładnikowe kompozycje polimerowe. W skład kompozycji wchodzić będą wytypowane żywice, środki sieciujące oraz katalizatory przyspieszające reakcję sieciowania. Z uwagi na zakres planowanych zastosowań zakłada się, że opracowane kompozycje będą wykazywać krótkie czasy żelowania i/lub pyłosuchości. Czas żelowania w druku 3D jest to czas po którym mieszanka jest w fazie żelowej (dalej jest cieczą, ale utrzymuje swój kształt). Czas pyłosuchości to czas, po którym mieszanka jest odporna na dotyk (nie klei się). Ponadto znacząco ograniczona zostanie ilość rozpuszczalnika w tuszach do druku 2D. Nowy materiał drukujący składać się będzie z dwóch mieszanin polimerowych, magazynowanych w urządzeniach drukujących, w osobnych zbiornikach.

Proces nanoszenia nadruku (2D lub 3D) z wykorzystaniem nowego materiału drukującego – dwuskładnikowych kompozycji polimerowych:

• każda z mieszanin kierowana będzie ze zbiorników do dysz pierwotnych. Dysze pierwotne tworzyć będą zespoły dyszowe. Ze względu na różne składniki polimerowe wykorzystywane do druku i rozbieżności między ich właściwościami zastosowane zostaną odmienne materiały konstrukcyjne zespołów dyszowych 2D i 3D;
• dysze pierwotne generować będą krople pierwotne mieszanin polimerowych;
• krople pierwotne, będą zderzały się wewnątrz głowicy drukującej, tworząc kroplę połączoną. W momencie zderzania zainicjowana zostanie reakcja chemiczna, zachodząca pomiędzy składnikami mieszanin polimerowych. Proces zderzania, mieszania kropli pierwotnych, koalescencji i homogenizacji w kropli połączonej docelowo przeprowadzany będzie tysiące razy na sekundę;
• następnie kropla połączona kierowana będzie na podłoże. Uderzenie o podłoże stanowić będzie dodatkowy impuls do mieszania mechanicznego składników polimerowych w kropli połączonej. Krople połączone nanoszone będą na podłoże z wysoką precyzją.

Kluczową innowacją w podejściu do druku ink jet 2D i 3D będzie zmiana mechanizmu utrwalania nadruku na powierzchni. Obecnie szeroko stosowany jest mechanizm przemiany fizycznej: w druku 2D – odparowanie rozpuszczalnika, w druku 3D – krzepnięcie kolejnych warstw materiału drukującego. W nowej technologii polimerowego druku ink jet mechanizm utrwalania nadruku będzie oparty na przemianie chemicznej: polimeryzacji zachodzącej po połączeniu kropli pierwotnych. Reakcja chemiczna w kontrolowanym czasie, już na produkcie, doprowadzi do przejścia połączonej kropli w stan stały.