噴墨打印技術(shù)的分類及發(fā)展方向分析

噴墨打印技術(shù)的發(fā)展歷史

噴墨打印技術(shù)主要經(jīng)歷了連續(xù)噴墨打印技術(shù)、熱泡式噴墨打印技術(shù)和壓電式噴墨打印技術(shù)三個階段。而噴墨打印技術(shù)的進(jìn)步及其在工業(yè)中的應(yīng)用也相應(yīng)推動了工業(yè)噴墨打印頭的進(jìn)步與發(fā)展。

20世紀(jì)60年代，隨著墨滴形成及其在電場運動等基礎(chǔ)理論的研究，連續(xù)噴墨打印理論逐步形成并開始進(jìn)入應(yīng)用階段。20世紀(jì)70年代，隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了用于噴墨打印機(jī)的連續(xù)噴墨打印頭。20世紀(jì)80年代，熱泡式打印原理被發(fā)現(xiàn)。隨后熱泡式噴墨打印技術(shù)得以完善并出現(xiàn)了熱泡式噴墨打印頭。20世紀(jì)90年代，隨著壓電式噴墨打印技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，壓電式噴墨打印頭開始逐步進(jìn)入實質(zhì)性應(yīng)用階段。

1、連續(xù)噴墨技術(shù)（Continuous?Inkjet?Printer）?

在墨水供給泵的壓力作用下，油墨從墨水箱經(jīng)過墨路管道，調(diào)節(jié)壓力、粘度、進(jìn)入噴槍，隨著壓力的持續(xù)，油墨從噴嘴噴射出，油墨在經(jīng)過噴嘴時，受壓電晶體的作用斷裂成一串連續(xù)的、間距相等且大小相同的墨滴，噴射墨流向下繼續(xù)運動經(jīng)過充電極被充電，在充電極中墨滴從墨線中分離出來。充電極上加了一定的電壓，當(dāng)墨滴從導(dǎo)電墨線分離出來的時候會在瞬間帶上與充電極所加電壓成正比例的負(fù)電荷。通過改變充電極的電壓頻率，使其與墨滴斷裂的頻率相同，這樣可給每一個墨滴都充上預(yù)定的負(fù)電荷，在壓力的持續(xù)下，墨流繼續(xù)向下運動，從兩個分別帶有正負(fù)電壓的偏轉(zhuǎn)板中間通過，帶電的墨滴經(jīng)過偏轉(zhuǎn)板時會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)程度取決于所帶電荷的多少，不帶電的墨滴不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，一直向下飛行，流入回收管，最終經(jīng)回收管道回到油墨箱中循環(huán)使用。帶電并偏轉(zhuǎn)的墨滴以一定的速度和角度落到從垂直噴頭的前面經(jīng)過的物體上。

2、按需噴墨技術(shù)（Drop?On?Demand）?

按需噴墨技術(shù)的噴碼機(jī)分為三種，壓電式噴墨技術(shù)、壓閥式噴墨技術(shù)、熱發(fā)泡式噴墨技術(shù)，每種的工作原理也不相同。?

3、壓電式噴墨技術(shù)?

壓電式噴碼機(jī)又叫高解析噴碼機(jī)或者高解像噴碼機(jī)，集成的噴頭上，由128或者更多個壓電晶體分別來控制噴嘴板上的多個個噴孔，通過CPU的處理，再通過驅(qū)動板輸出一連串的電信號給各個壓電晶體，壓電晶體產(chǎn)生變形，這樣油墨便從噴嘴中噴射出來，落在移動的物品表面，形成點陣，從而形成文字，數(shù)字或圖形。然后，壓電晶體恢復(fù)原狀，由于油墨表面張力作用，新的油墨進(jìn)入噴嘴。因為每平方厘米的墨點密度很大，所以應(yīng)用壓電技術(shù)可以噴印高質(zhì)量的文字、復(fù)雜的徽標(biāo)和條形碼等信息。?

4、?電磁閥式噴碼機(jī)（大字符噴碼機(jī)）?

噴頭由7組或者16組高精密智能微形閥門組成，在噴印時，要噴印的字符或圖形通過電腦主板的處理，通過輸出板輸出一連串的電信號給智能微形電磁閥，閥門迅速啟閉，墨水依靠內(nèi)部恒定壓力成墨點噴出，墨點在運動的被噴印物表面形成字符或圖形。?

5、熱發(fā)泡噴墨技術(shù)（Thermal?Inkjet?Technolog）?

簡稱TIJ，是利用一個薄膜電阻器，在墨水噴出區(qū)中將小于0.5%的墨水加熱，形成一個汽泡。這個汽泡以極快的速度（小于10微秒）擴(kuò)展開來，迫使墨滴從噴嘴噴出。汽泡再繼續(xù)成長數(shù)微秒，便消逝回到電阻器上。當(dāng)汽泡消逝，噴嘴的墨水便縮回。接著表面張力會產(chǎn)生吸力。

有待改善方面暨未來發(fā)展之方向??

1、技術(shù)壁壘?

目前國內(nèi)噴印機(jī)行業(yè)技術(shù)直接引進(jìn)國外技術(shù)，原創(chuàng)技術(shù)較少，只有少數(shù)的廠家在此方面有所突破并實現(xiàn)出口。最核心的關(guān)鍵技術(shù)噴印頭技術(shù)和油墨技術(shù)幾乎完全被國外控制，油墨目前國內(nèi)有生產(chǎn)，希望盡快推廣形成品牌知名度。機(jī)械設(shè)備的關(guān)鍵部件絲桿、導(dǎo)軌、線性馬達(dá)等傳統(tǒng)精密制造技術(shù)產(chǎn)品實現(xiàn)國產(chǎn)化，這是整個中國制造需解決的問題。

2、成本?

線路板噴印主要的3項消耗成本油墨和噴印頭、機(jī)器折舊，由于技術(shù)壁壘和應(yīng)用廣度原因，使得噴印批量板成本在傳統(tǒng)絲印工藝成本的3倍以上，如何降低成本成為行業(yè)急需解決的問題。

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