Come ti sentiresti se fossi esposto al freddo estremo di -40⁰C, al calore bollente di 60⁰C e sottoposto alle stesse condizioni del trasporto aereo a 38.000 piedi? Abbastanza approssimativo, sospetto, ma è solo un assaggio dei test che qualsiasi nuovo progetto di cartuccia a getto d'inchiostro deve essere sottoposto prima di essere considerato pronto dagli ingegneri HP con sede a Dublino.
Ho fatto un tour dietro le quinte delle strutture della sede irlandese di HP Inc, a circa dieci miglia dal centro di Dublino. Nascosto in una delle sue caverne sale c'è il principale laboratorio di test, pieno di attrezzature dall'aspetto industriale: forni per l'umidità, macchine a raggi X, camere a vuoto, scatole misteriose con centinaia di tubi di inchiostro che fuoriescono e fuori.
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La prima cosa da capire è che la tecnologia alla base delle stampanti a getto d’inchiostro si è evoluta in qualcosa di incredibilmente sofisticato nei 32 anni trascorsi da quando HP ha creato la prima stampante termica a getto d’inchiostro al mondo. Il componente cruciale è la testina di stampa, che controlla esattamente il modo in cui l'inchiostro viaggia dalla cartuccia alla pagina (ne parleremo in un articolo separato:
Come sono realizzate le cartucce a getto d'inchiostro).Basta il minimo problema perché l’intera delicata sinfonia di fisica, chimica ed elettronica vada storta. Potrebbe trattarsi di qualcosa di semplice come particelle microscopiche che bloccano l'ingresso nella camera di riscaldamento, e l'ultima cosa che HP vuole è rilasciare un progetto che abbia problemi intrinseci. Inserisci una quantità sorprendente di test.
Test di caduta
Una delle prime aree che vedi mentre varchi la porta - essendo stato ronzato ma non, sono rimasto deluso nel notare, perquisito - è il tester del peso di caduta. “Serve per misurare il peso preciso delle gocce”, ha affermato Stephen Smith (sotto), un ingegnere senior che ha lavorato presso HP per 20 anni.
"Ovviamente non è possibile pesare una singola goccia, quindi pesiamo l'inchiostro dopo, diciamo, che circa 200.000 gocce sono state espulse su un contenitore su scale molto sensibili. Esistono anche tester della velocità di caduta in cui HP misura la velocità delle cadute così come sono espulso.
Si tratta di informazioni vitali per i progettisti delle “penne” (il termine tecnico HP per una cartuccia d'inchiostro), che possono quindi prendere i risultati e vedere quali modifiche è necessario apportare. “Per loro, il problema è come adattare la cartuccia – ad esempio la camera di scoppio – per modificare la velocità della caduta?” Suo utilizzato anche dopo la produzione, ha spiegato Stephen, per garantire che le cartucce si comportino allo stesso modo nella realtà mondo.
Invecchiamento avanzato e alta quota
Con circa il 60% del loro tempo dedicato allo sviluppo di nuove cartucce, i laboratori HP di Dublino devono simulare le loro prestazioni mesi e anni dopo aver lasciato lo stabilimento di produzione. È qui che entrano in gioco i “forni” in grado di controllare l’umidità e il calore, sottoponendo i progetti a un modello mutevole di congelamento e scongelamento: le peggiori condizioni a cui una cartuccia potrebbe essere esposta.
Nel complesso, quattro settimane in un forno con determinate impostazioni equivalgono all’incirca a un anno in un ambiente difficile.
La chiave per i test in altitudine, dove le cartucce sono sottoposte alle stesse pressioni atmosferiche e fluttuazioni di temperatura che potrebbero sperimentare volando in giro per il mondo, è individuare i progetti che potrebbero portare a perdite.
Prove di vita
"Li abbiamo sottoposti a tutti i tipi di scenari", ha detto Stephen. "Dopo il processo di invecchiamento, li sottoponiamo a 'test di vita', durante i quali li utilizziamo finché non sono vuoti, per assicurarci che funzionino come dovrebbero." Ecco perché flotte di stampanti a getto d'inchiostro si allineano lungo gli scaffali del laboratorio, imitando i modelli di utilizzo dei consumatori e delle aziende che acquistano loro.
È importante notare che gli ingegneri di HP non cercano solo il successo. "Questo è un ambiente di sviluppo e non impari dalle cose buone, impari dai tuoi fallimenti", ha detto. “Tutti i nostri risultati stampati possono essere inseriti in uno scanner per verificare i progetti ottimali. Puoi quindi restituirlo ai designer.
A differenza dell’ambiente “secco” del processore di un computer, le cartucce d’inchiostro esistono in un ambiente un po’ più ostile, dove devono sempre far fronte al complesso composto noto come inchiostro. "Ogni resistore riscalderà milioni di gocce durante la sua vita", ha affermato Stephen. “Deve essere costruito per durare.”
La macchina a raggi X
Ciò dà un assaggio dei test a cui potrebbe essere sottoposto il design di una cartuccia di inchiostro, ma non finisce qui. Sono rimasto sorpreso nel vedere un set familiare di cartucce allineate sullo scaffale accanto a una delle macchine a raggi X, riconoscendole dalla serie HP Deskjet 800 che ho acquistato alla fine degli anni '90.
"Anche con progetti vecchi di 20 anni stiamo ancora testando", ha affermato uno degli operatori del processo. "Le cose seguono un ciclo di miglioramento costante in ogni momento: la plastica cambia, gli ingredienti dell'inchiostro cambiano e le persone continuano ad acquistarli, quindi dobbiamo ancora assicurarci che funzionino."
Non contenta di una macchina a raggi X, la struttura HP ne ha due: una per il 2D, una per il 3D. "Ciò significa che possiamo controllare eventuali difetti all'interno delle cartucce", ha affermato Stephen. "La radiografia 2D è proprio come quelle di un ospedale, come una foto della tua gamba, ma la radiografia 3D è come una risonanza magnetica."
L'operatore del processo mi ha mostrato il software in funzione, ingrandendo e rimpicciolendo una cartuccia era già stato scansionato, alla ricerca di bolle che non dovrebbero essere presenti nel tentativo di diagnosticare un colpa. Se c’è un difetto, mi ha assicurato, sarebbe in grado di trovarlo.
Prossimo: Scopri come vengono prodotte le cartucce a getto d'inchiostro
