工业喷绘印刷

工业喷绘印刷

什么是工业喷绘印刷?

工业喷绘印刷本质上意味着在生产线上将喷绘技术用作印刷或沉积工艺,其原理类似于您台式机上使用的喷墨打印机,但规模要大得多。所有喷绘技术本质上都可以描述为将以数字方式控制的流体墨滴从喷头喷射到承印物料上,这一过程可以通过多种方式来实现。

工业喷绘技术

工业喷绘印刷系统及其核心部件工业喷绘喷头大致分为连续型 (CIJ) 或按需出墨型 (DOD),每个分类又有几个分支。故名思议,连续喷绘技术会连续从喷头喷出墨滴。随后,这些液体或者作为印刷墨滴送往承印物料,或者送往收集器以便循环 或重复使用。按需出墨技术则只会在必要时从喷头喷出墨滴。

连续喷绘 (CIJ) 和按需出墨喷绘 (DOD)

什么是连续喷绘印刷 (CIJ)?

连续喷绘印刷 (CIJ) 主要用于产品和包装的喷码和标记。在这种技术中,一个泵会将流体罐中的流体送往一个或多个小喷嘴,这些喷嘴会使用一个振动压电晶体以较高的频率(大约 50kHz 到 175kHz)喷出连续墨滴流。这些墨滴会经过一组电极,每个墨滴都将被电极加电。带电的墨滴随后会经过一块偏转板,使用一个静电场来选择被印刷的墨滴。 不被印刷的墨滴不会触及承印物料,而是被收集起来并回收以便重复使用。CIJ 的高频墨滴喷射可以实现飞快的喷绘印刷,适合饮料罐日期喷码等应用。CIJ 的另一个优势是墨滴速度较高(大约为 50m/s),可以在喷头和承印物料之间留出相对较大的间距。

由于能够使用基于挥发性溶剂的墨水,易于快速干燥并便于粘合在很多承印物料上,因此相对于其他喷绘技术而言,CIJ 一直占据着优势。这种技术的劣势包括印刷分辨率相对较低、维护要求极高以及这样一种认识:CIJ 技术会使用大量的挥发性溶剂流体,因此不够清洁,对环境也不够友好。此外,印刷的流体需要能够被电力充电,这也限制了这项技术的适用范围。

什么是按需出墨喷绘印刷 (DOD)?

按需出墨 (DOD) 喷绘印刷技术是一种粗略分类,它会在需要时从喷头喷出墨滴。一般而言,当喷头内产生压力脉冲时,就会形成墨滴。用于产生这种压力脉冲的特殊方法构成了 DOD 分类内的两个主要子类,即热喷绘和压电喷绘。

热喷绘 (TIJ)热 喷绘技术 (TIJ) 在消费类台式打印机上最常见,但也在工业喷绘应用领域赢得了一席之地。在这种技术中,通过在墨水室中快速加热电阻元件来形成墨滴。当电阻元件的温度上升到 350 到 400°C 时,加热器上方的墨水薄膜会蒸发为快速膨胀的气泡并形成压力脉冲,从而强制墨滴从喷嘴喷出。墨滴喷出后,会使墨水室中空出空间,此空间随即被补液填充,从 而准备形成下一个墨滴。

热喷绘技术的优势包括能够形成极小的墨滴以及较高的喷嘴密度。较高的喷嘴密度使得设备更紧凑,并能够降低喷头的成本、支持较高的原生印刷分辨率。这 种技术的劣势主要与可用流体的限制有关。流体不但必须包含可蒸发的物质(通常是指水性或部分水性的溶液),还必须能够经受住超高温度的考验。当使用粗制滥 造的流体时,这些高温会导致电阻元件上产生一层硬膜(结垢,Kogation),这层硬膜会使其效率下降,并最终影响喷头的使用寿命。此外,达到的高温可 能会影响到流体的功能(某些生物流体和聚合物就会遇到这种情况)。

压电 DOD 喷绘目 前大多数现有和新兴的工业喷绘应用领域都采用了压电 (piezo) 按需出墨喷绘技术。在这种技术中,一个压电晶体(通常是锆钛酸铅)会在被应用了电场之后变形。这种变形会在墨水室中产生压力脉冲,从而导 致墨滴从喷嘴喷出。压电喷绘架构有很多种变化,包括管路、边缘、表面、移动的墙壁和活塞,它们会使用不同的压电晶体和喷嘴配置。

压电喷绘技术的优势包括能够以可控性极高的方式喷出多种流体,实现了良好的可靠性和较长的喷头使用寿命。主要劣势包括喷头的成本相对较高,限制了这种技术在低成本应用领域的适用范围。  

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