Best of British: Die Zauberer des industriellen Tintenstrahls

Simon Eccles Mittwoch, 30. August 2023

Hier ist ein weiterer bahnbrechender britischer Entwickler, der im Inkjet-Treibhaus rund um Cambridge aufgewachsen ist.

Meteor Inkjet entwickelt in erster Linie Elektronik und Software für die Tintenstrahlsteuerung, also die wesentlichen Komponenten, die Bilddateien (in der Regel Bitmaps und oft von einem digitalen Frontend) aufnehmen und in Befehle umwandeln, die Tintenstrahldruckköpfe aller großen Industriehersteller ansteuern. Wenn Sie eine Tintenstrahldruckmaschine besitzen, sind Sie möglicherweise ein Meteor-Benutzer, ohne es zu merken.

Druckkopfsteuerungen erfordern eine umfassende Technik, die die Physik und Chemie der flüssigen Tinte vor, während und nach ihrem Durchgang durch die Tintenstrahldüsen berücksichtigen muss, mit einem präzisen Timing der Kopfauslösung, um die gewünschte Punktverteilung auf dem Zielsubstrat aufzubauen.

All dies muss tausende Male pro Sekunde erfolgen, wobei Tausende von Düsen individuell gesteuert werden müssen. Die PrintEngine-Software, die die Hardware steuert, benötigt viel Rechenleistung und es steckt viel Entwicklungsarbeit in die Optimierung der Ergebnisse. Bilder können bei Bedarf auch über Meteors eigene digitale Frontend-Software gerendert werden.

Xaar war der Ansporn

Das Meteor Inkjet-Geschäft wurde 2004 gegründet, als The Technology Partnership (TTP), ein auf Produkt- und Technologieentwicklung spezialisiertes Beratungsunternehmen, an einem Projekt für den Cambridge-Tintenstrahlkopfhersteller Xaar arbeitete, um Druckkopfantriebselektronik zu entwickeln. Der technische Ansatz war zwar komplex und teuer, bildete jedoch die Grundlage für die zukünftige Architektur von Meteor.

Ein Folgeprojekt mit einem anderen Hersteller, Lexmark, ermöglichte es TTP, seine Fähigkeiten zu verbessern und eine erfolgreiche, kostengünstige Lösung auf USB 2-Basis zu entwickeln.

Im März 2006 erkannte ein kleines Team von TTP unter der Leitung von Clive Ayling, dem derzeitigen CEO von Meteor, einen Marktbedarf an Druckkopf-Antriebselektronik für andere Druckkopftypen. Das „Meteor“-Programm war geboren.

Meteors erster offizieller Kunde war der Tintenstrahletikettenhersteller Jetrion, der die Antriebselektronik für die Xaar Leopard-Druckköpfe lieferte. Für einen anderen Kunden folgte bald die Antriebselektronik für Spectra-Druckköpfe (heute Fujifilm Dimatix). Im Jahr 2009, als auch die Antriebselektronik für Toshiba TEC- und Kyocera-Druckköpfe entwickelt wurde, konnte Meteor behaupten, das weltweit umfangreichste Sortiment an industriellen Druckkopftreibern anzubieten.

Beitritt zu Global Graphics

Im Jahr 2015 registrierte TTP den Namen TTP Meteor Ltd als hundertprozentige Tochtergesellschaft der TTP Group PLC, die als eigenständiges Unternehmen geführt wird. Im folgenden Jahr kaufte Global Graphics PLC jedoch TTP Meteor und benannte es in Meteor Inkjet Ltd. um.

„Die Übernahme führte weder für Meteor noch für Global Graphics zu wesentlichen betrieblichen Veränderungen“, sagt Marketingleiterin Tracey Brown. „Beide Unternehmen behielten ihre Marken, ihren strategischen Fokus und ihre Unabhängigkeit, profitierten jedoch von Synergien in Bereichen wie IT und Finanzen. Gemeinsame Kunden profitierten sicherlich von der engeren Beziehung.“

Bald darauf zog Meteor von seinen Büros im Melbourn Science Park in der Nähe von Cambridge in wesentlich größere und speziell errichtete Labore und Büroräume auf dem Gelände der Science Group in Harston Mill um, ein paar Kilometer südwestlich von Cambridge und nicht allzu weit entfernt sein neues Schwesterunternehmen Global Graphics Software in Cambourne westlich von Cambridge.

Es befindet sich immer noch an diesem Standort, hat aber seine Fläche im Jahr 2022 verdoppelt, um eine wachsende Belegschaft unterzubringen, die jetzt etwa 50 beträgt. Es gibt auch lokale Vertriebs- und Supportstandorte in China, Deutschland, den USA, Japan, Korea und Indien.

Anfang 2021 erwarb Global Graphics PLC den belgischen Verpackungsvorstufenentwickler Hybrid Software Group und erhöhte damit die Zahl der Tochterunternehmen auf vier: Hybrid Software, Global Graphics Software (Entwickler unter anderem des Harlequin RIP-Workflow-Systems), Xitron (weiteres). RIP Maker) und Meteor Inkjet.

Später im Jahr 2021 änderte Global Graphics PLC seinen Namen in Hybrid Software Group PLC, wobei der RIP-Workflow-Entwickler weiterhin Global Graphics Software hieß. Seitdem hat das Unternehmen ColorLogic (ein deutsches Unternehmen für Farbprofilierungssoftware) und iC3D (in Großbritannien ansässige Software für 3D-Verpackungsdesign und Vorschau) übernommen.

Der Konzern behauptet nun, „der einzige Full-Stack-Anbieter aller kritischen Kerntechnologien zu sein, die für den Tintenstrahldruck benötigt werden“. Sein Slogan lautet „Das Herz des industriellen Drucks“.

Was macht das?

Meteor bezeichnet sich selbst als einen bedeutenden Anbieter industrieller Druckkopf-Antriebselektronik und arbeitet mit allen großen Druckkopfherstellern zusammen, darunter Dimatix, Epson, Konica Minolta, Kyocera, Ricoh, Seiko Instruments, Toshiba TEC, Xaar und Xerox. Das bedeutet, dass neue Druckköpfe oft schon vor der Markteinführung zu sehen sind.

Die Elektronik und Software von Meteor übersetzt die Bits und Bytes der Druckdaten in Auslöseanweisungen, die Tintenstrahldruckköpfe verstehen. Der Schlüssel zu seiner Architektur sind zwei Arten von Leiterplatten: eine Print-Controller-Karte (PCC); und eine Head Driver Card (HDC).

Der PCC liefert synchronisierte Bilddaten an einen oder mehrere druckkopfspezifische HDCs, die analoge elektrische Wellenformen an die Druckköpfe liefern und diese zum Ausstoßen von Tropfen veranlassen. Manchmal sind PCC- und HDC-Funktionen auf einer Platine kombiniert. Unterstützt wird die Elektronik durch die zentrale PrintEngine-Systemsoftware, Firmware und FPGA-Code (Field-Programmable Gate Array).

Meteors Hauptquartier in Harston Mill

Entwicklern, die keine eigenen Frontends erstellen möchten, wird eine Reihe konfigurierbarer digitaler Frontends für Single-Pass- und Scananwendungen angeboten. Es gibt auch Softwaretools zur Verbesserung der Druckqualität, einschließlich Rasterung, Streifenverwaltung, Druckkalibrierung und Düsenausfallkompensation.

Entwicklungsprozesse

„Normalerweise entwickeln wir Antriebselektronik für einen bestimmten Druckkopf, indem wir eng mit dem Druckkopfhersteller und einem oder mehreren Betakunden zusammenarbeiten“, sagt Brown. „Die Elektronik und Software sind in der Regel so konzipiert, dass sie alle Vorteile des jeweiligen Druckkopfs nutzen, sodass Kunden ihn normalerweise nicht anpassen müssen.“

Dies bedeutet jedoch nicht, dass es „eine Einheitsgröße für alle“ gibt. „Hersteller von Drucksystemen haben immer noch unzählige Möglichkeiten, maßgeschneiderte Systeme zu definieren und zu entwickeln, indem sie auf die Hardware und Software zugreifen und diese konfigurieren. Bei den meisten Druckköpfen entscheiden sich Drucksystemhersteller möglicherweise auch dafür, die Druckkopf-Antriebswellenformen für ihre eigene einzigartige Kombination aus Substrat, Druckkopf und Flüssigkeit zu optimieren.“

Die gesamte Elektronik sowie der Großteil der Software-Forschung und -Entwicklung werden im eigenen Haus durchgeführt. Auch die meisten mechanischen Konstruktionen für entwicklungsunterstützende Produkte wie den DropWatcher erfolgen im eigenen Haus. „Für die Produktion engagieren wir Vertragshersteller in Großbritannien und China“, sagt Brown.

Wer kauft sie?

Zu den Kunden zählen Hersteller von OEM-Drucksystemen, große Unternehmen, die Drucker für den eigenen industriellen Einsatz entwickeln, Systemintegratoren, Tintenentwickler oder -lieferanten, Universitäten und Labore.

„Wenn ein Unternehmen über begrenzte Ressourcen und/oder nur sehr wenig Erfahrung mit industriellem Inkjet verfügt, verweisen wir es möglicherweise an einen unserer sehr erfahrenen Inkjet-Integrationspartner, um es beim Erreichen seiner Ziele zu unterstützen“, sagt Brown.

Während sich die meisten Kunden an druckbezogenen Produkten orientieren, gab es (und gibt) laut Brown Projekte im Bereich „digitale Abscheidungstechnologien ohne Tintenstrahl“. Diese sind jedoch selten. „Inkjet ist und bleibt unser Hauptaugenmerk. Inkjet ist so viel mehr als Tinte auf Papier. Es kann auf Autos, auf Lebensmittel, auf Stoffe, auf Glas gedruckt werden. Mit Tintenstrahl nicht nur Dinge dekorieren, sondern auch Dinge herstellen. Mit Inkjet die Produktivität steigern oder herkömmliche Prozesse nachhaltiger gestalten. Unsere Kunden haben ständig neue Ideen und es ist spannend, ihnen bei der Verwirklichung ihrer Ambitionen zu helfen.“

Meteor verkauft DropWatchers unter seiner eigenen Marke, um die Entwicklungsarbeit seiner Kunden zu unterstützen. Hierbei handelt es sich um Prüfstandhalterungen für Tintenstrahlköpfe mit einer Kamera mit hoher Vergrößerung, Blitzlicht sowie Steuerelektronik und Software, um die Bildung und den Flug von Tropfen zwischen Kopf und Substrat zu initiieren und zu beobachten.

Was kommt als nächstes?

„Meteor arbeitet kontinuierlich an neuen Druckkopftreibern für noch nicht angekündigte Druckköpfe“, sagt Brown. Wir würden es nicht wagen, die Aufmerksamkeit der Druckkopfhersteller zu stehlen, indem wir kommende Produkte preisgeben, aber es sind auf jeden Fall neue Angebote in der Pipeline.“

In den letzten Jahren hat Meteor Grundlagenforschung betrieben, um die Zuverlässigkeit des industriellen Tintenstrahldruckprozesses zu überwachen und zu verbessern. „Unser Ziel ist es, nicht nur unseren OEM-Kunden, sondern auch der Industrie zu helfen“, sagt Brown.

Kürzlich wurden ihm zwei Patente erteilt, weitere Erfindungen werden folgen. Eines der Patente betrifft die Echtzeitüberwachung der elektrischen Rückmeldung einer Druckkopfdüse, um verstopfte oder verstopfte Düsen zu erkennen. Ein weiteres Patent nutzt die Graustufenfähigkeit des Tintenstrahls, um Energie und Materialien einzusparen, die für die Erstellung komplexer 3D-Strukturen durch Binder Jetting erforderlich sind.

Wer ist verantwortlich?

Heute arbeiten weniger als 50 Mitarbeiter bei Meteor, obwohl „wir in den nächsten Jahren ein deutliches Wachstum erwarten“, sagt Brown. „Wenn Leute zu Meteor kommen, bleiben sie in der Regel lange. Das Arbeitsumfeld ist geprägt von Kommunikation, Humor, Optimismus, Flexibilität und einem starken Zugehörigkeitsgefühl.

„Jeder im Führungsteam von Meteor ist ein Branchenveteran“, sagt sie – sie selbst arbeitete zuvor bei Xennia, Plastic Logic und HP, bevor sie zu Meteor kam. „Die gemeinsame Erfahrung des Führungsteams im Inkjet-Bereich beträgt mehr als hundert Jahre. Es verfügt über ein breites Spektrum an Fähigkeiten und Erfahrungen sowie eine Vielfalt an Persönlichkeiten. Wir gleichen uns sehr effektiv aus.“

Brown beschreibt den finanziellen Umsatz als „gering“, sagt aber, dass das eigentlich nicht der Punkt sei: „Meteors erklärte Mission besteht darin, der weltweit am meisten bewunderte Anbieter von industrieller Inkjet-Elektronik, Software, Werkzeugen und Dienstleistungen zu sein.“ Wir engagieren uns auch für Nachhaltigkeit, ein Begriff, den wir im weitesten Sinne so definieren, dass er Menschen, Profit und den Planeten umfasst. Das Unternehmen ist äußerst ethisch und strebt stets danach, „Gutes zu tun“. Wir hoffen, dass dieses Ethos in all unseren täglichen Entscheidungen und Taten zum Ausdruck kommt.“

STAR-PRODUKT

„Wir haben viele erfolgreiche Produkte für verschiedene Anwendungen und es ist schwierig, nur eines auszuwählen“, sagt Marketingleiterin Tracey Brown. „Ein bemerkenswertes Highlight ist die Antriebselektronik und Software für Keramikfliesendrucker. Wenn Sie irgendwo auf der Welt einen Keramikfliesendrucker sehen, ist dieser höchstwahrscheinlich mit Meteor-Elektronik ausgestattet.“