圣瑞賽科普小tips:常見工業(yè)噴墨打印技術(shù)——CIJ、DOD
隨著數(shù)碼噴墨技術(shù)的出現(xiàn),它已經(jīng)成為一種方便快捷的家用打印方式。雖然噴墨技術(shù)自20世紀50年代起就開始用于特種印刷,但該技術(shù)在廣泛的工業(yè)應(yīng)用中的影響直到現(xiàn)在才變得明顯。
常見工業(yè)印刷用噴墨技術(shù)
工業(yè)噴墨打印系統(tǒng)及其所基于的工業(yè)噴墨打印頭大致分為連續(xù)噴墨(CIJ)和按需滴落噴墨(DOD),每種分類中都有變體,按需滴落噴墨(DOD)中又包含了高解析噴墨打印系統(tǒng)。顧名思義,連續(xù)噴墨(CIJ)是不斷地從打印頭噴射水滴,然后這些液滴作為印刷液滴被引導(dǎo)至基板,或被引導(dǎo)至收集器,以進行再循環(huán)和重復(fù)使用。按需滴落噴墨(DOD)是僅在需要時從打印頭中彈出水滴。
連續(xù)噴墨(CIJ)、按需滴落式噴墨(DOD)
1.連續(xù)噴墨打印(CIJ)
連續(xù)噴墨打印(CIJ)主要用于產(chǎn)品和包裝的編碼和標記。
在這項技術(shù)中,泵將流體從儲液罐引導(dǎo)至一個或多個小噴嘴,這些噴嘴使用振動壓電晶體以高頻(約50 kHz至175 kHz)噴射出連續(xù)的液滴流。液滴通過一組電極,將電荷傳遞給每一液滴;然后,帶電液滴通過偏轉(zhuǎn)板,偏轉(zhuǎn)板使用靜電場選擇要打印的液滴,收集并返回以供再次使用的液滴。對于多級CIJ,打印液滴偏轉(zhuǎn)到基板上的多個位置,而對于二元CIJ,打印的是未偏轉(zhuǎn)的液滴。
CIJ的高液滴噴射頻率為超高速噴墨打印提供了能力,適用于飲料罐的日期編碼等應(yīng)用;CIJ的另一個優(yōu)點是滴速高(約50 m/s),這使得打印頭和基板之間的距離相對較大。從歷史上看,CIJ在使用基于揮發(fā)性溶劑的油墨方面比其他噴墨技術(shù)具有優(yōu)勢,允許快速干燥并有助于在許多基材上粘附。該技術(shù)的缺點包括相對較低的打印分辨率、非常高的維護要求,以及由于使用大量揮發(fā)性溶劑基液體,人們認為CIJ是一種骯臟且不利于環(huán)境的技術(shù)。此外,要求打印流體可充電限制了該技術(shù)的適用性。
2.按需滴落噴墨打印(DOD)
按需滴落(DOD)是噴墨打印技術(shù)的一個廣泛分類。通常,液滴是由打印頭內(nèi)產(chǎn)生的壓力脈沖形成的,只有在需要時才從打印頭中噴射滴落。用于產(chǎn)生該壓力脈沖的特殊方法在DOD按需噴印內(nèi)創(chuàng)建了其主要的子類別,“熱”和“壓電”。
a.熱噴墨(TIJ)
熱噴墨技術(shù)(TIJ)主要用于家用臺式打印機,但也在某些工業(yè)噴墨應(yīng)用中取得了一些進展。
在這項技術(shù)中,墨滴是通過在一個裝有墨水的小室中快速加熱電阻元件而形成的。電阻元件的溫度上升到350-400ºC,導(dǎo)致加熱器上方的一層墨水薄膜蒸發(fā)成快速膨脹的氣泡,從而產(chǎn)生壓力脈沖,迫使墨水滴通過噴嘴。液滴的噴射在腔室中留下一個空隙,然后由替換液填充,為生成下一滴做準備。
熱噴墨技術(shù)的優(yōu)點包括非常小的墨滴尺寸和高的噴嘴密度;高噴嘴密度導(dǎo)致設(shè)備緊湊、打印頭成本降低,并有可能獲得高的原生打印分辨率。該技術(shù)的缺點主要與可使用液體的局限性有關(guān);流體不僅必須含有可蒸發(fā)的材料(通常指水溶液或部分水溶液),而且必須能承受超高溫的影響;如果液體設(shè)計不當(dāng),這些高溫會導(dǎo)致電阻元件上形成硬涂層,從而降低其效率,最終降低打印頭的使用壽命;此外,由于達到高溫,高溫可能會破壞流體的功能(如某些生物流體和聚合物)。
b.壓電噴墨
壓電(壓電)點滴式噴墨技術(shù)目前用于大多數(shù)現(xiàn)有和新興的工業(yè)噴墨應(yīng)用。
在這種技術(shù)中,當(dāng)施加電場時,壓電晶體(通常是鈦酸鋯鉛)會發(fā)生變形;這種變形用于在墨室中產(chǎn)生壓力脈沖,從而導(dǎo)致墨滴從噴嘴噴出。壓電噴墨結(jié)構(gòu)有很多種,包括管、邊緣、面、移動壁和活塞,它們使用壓電晶體和噴嘴的不同配置。
壓電噴墨技術(shù)的優(yōu)點包括能夠以高度可控的方式噴射多種液體,以及打印頭的良好可靠性和較長壽命。主要缺點是打印頭的成本相對較高,這限制了該技術(shù)在低成本應(yīng)用中的適用性。
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