噴墨打印技術(shù)的發(fā)展

周毅

摘 要：瓷磚印刷方法的重要轉(zhuǎn)變的一個(gè)關(guān)鍵因素就是數(shù)字技術(shù)，主要表現(xiàn)形式就是噴墨印刷。闡述陶瓷噴墨印刷技術(shù)的現(xiàn)狀和關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：行業(yè)分析 陶瓷印刷 打印技術(shù)

中圖分類號(hào)：F426.92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3973（2013）005-064-02

噴墨打印技術(shù)是用各種顏色的墨水，通過噴墨打印的方式將裝飾團(tuán)直接打印到陶瓷便面，燒成后顯示各種樣式的裝飾方法。和傳統(tǒng)的陶瓷裝飾手段相比，噴墨打印技術(shù)具有很大的優(yōu)勢(shì)：凹凸面能夠顯示出仿樹皮、防木紋、高檔石材和油畫等特征，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)化方案、降低破損率、懸空打印等等。應(yīng)用前景和商業(yè)前景遠(yuǎn)大。

1 行業(yè)分析

1.1 熱氣泡式

（1）原理。

采用熱動(dòng)力的工作原理發(fā)射墨滴，施加控制信號(hào)使熱敏電阻器以1000℃/ s的速度加熱墨水，大約到340℃左右，進(jìn)而使墨水中易揮發(fā)組分氣化產(chǎn)生氣泡，氣泡就像一個(gè)活塞，把墨滴從原來的位置擠出。氣泡的形成是可逆的，當(dāng)加熱器關(guān)掉時(shí)，被動(dòng)的冷卻卻會(huì)致使氣泡破滅，這時(shí)，蒸汽泡將墨滴從小口中噴出來。

其主要優(yōu)點(diǎn)是噴頭制造簡(jiǎn)單、成本低，使用很普及，并且由于在噴墨過程中，只有墨水本身發(fā)生移動(dòng)，無需其它的機(jī)械動(dòng)作，所以結(jié)構(gòu)緊湊，在同一打印頭上可以排列更多的噴墨孔；主要缺點(diǎn)是墨腔容易產(chǎn)生熱量的積累和噴嘴阻塞問題，壽命短，并且由于可靠性和打印速度難以令人滿意，對(duì)于大幅面彩色輸出業(yè)務(wù)來講，單位輸出面積消耗的噴頭的成本比較高，經(jīng)濟(jì)性不夠好。

（2）OEM技術(shù)。

1.2 壓電式

（1）原理。

根據(jù)逆壓電效應(yīng)，壓電陶瓷膜片在垂直于其表面的電場(chǎng)作用下且外加的信號(hào)恰好在壓電陶瓷片的諧振點(diǎn)上，那么電能將最大限度轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，會(huì)發(fā)生膨脹。按照壓電陶瓷的變形模式，壓電噴墨技術(shù)可分為四種主要類型，壓式（squeeze）、彎曲式（bend）、推式（push）和剪式（shear）。壓電式能夠有效控制墨滴，很容易就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)1440dpi的高精度打印工作，并且不需要加熱就能夠進(jìn)行微電壓噴射，避免了墨水在受熱條件下產(chǎn)生化學(xué)變化而變質(zhì)，大大降低了設(shè)備對(duì)墨水質(zhì)量的要求。

（2）OEM技術(shù)。

Epson于1989年發(fā)明了微壓電技術(shù)，在1990年成功實(shí)現(xiàn)打印頭商品化，并于1994年開發(fā)出第一臺(tái)采用該技術(shù)的噴墨印刷設(shè)備。

1992年，Epson推出稱為MLP（Multi-Layer Piezo）型的激發(fā)器，以推進(jìn)模式工作，被壓成薄柱形（高1mm，厚25 m）的壓電陶瓷貼合在一起，兩端分別固定在振動(dòng)板和基板上。電極沉積在薄柱的兩側(cè)，壓電陶瓷的極化方向與電場(chǎng)方向平行。與MLChipsXIANGBI ，MIP的墨水部件更加簡(jiǎn)化，噴嘴與墨水腔都減小。在電極的兩端施加電壓的時(shí)候，振動(dòng)板會(huì)隨著壓電元件的縮短而收縮，墨水通過入孔進(jìn)入壓力腔，而噴嘴處出現(xiàn)新月形氣液界面；低壓釋放完成，振動(dòng)板和壓力元件都恢復(fù)原來的狀態(tài)，墨滴就從噴嘴處噴射了出去。MPL的這種結(jié)構(gòu)，最顯著的優(yōu)勢(shì)是墨水腔的尺寸不會(huì)對(duì)振動(dòng)板和壓電元件的形變?cè)斐捎绊?，墨水腔減小，噴出的墨滴體積也減小。又由于驅(qū)電電壓的大小與壓電元件的形變程度是正比關(guān)系，所以墨滴的體積和噴射的速度可以通過調(diào)節(jié)電壓波形來控制。

2 潛在的應(yīng)用領(lǐng)域

噴墨打印技術(shù)在世界上有很多種類，微壓電技術(shù)因其自身的多項(xiàng)特征，與其他技術(shù)完全不同，這種方式具有對(duì)噴出的墨水（材料）限制小的優(yōu)點(diǎn)。因此這種技術(shù)可以被應(yīng)用于工業(yè)和醫(yī)用領(lǐng)域，如下：

（1）微壓電技術(shù)可以噴射混合了糊料和墨水的材料“印染”布料；

（2）可以噴涂液晶顯示器彩色濾光片的三原色；

（3）可以噴射微小的金屬粒子描畫電路基板的布線；

（4）3D模型打印，直接通過打印輸出三維立體物；

（5）可以用噴墨印刷的方式將活的人體細(xì)胞噴射到病人需要細(xì)胞再造的部位，以輔助病人的傷口恢復(fù)。

3 總結(jié)與展望

噴墨印刷是一種無接觸、無壓力、無印版的印刷。與國(guó)外相比，國(guó)內(nèi)的燒制技術(shù)并不遜色，但是在設(shè)計(jì)和軸面裝飾呢效果上還有一定差距。所以，中國(guó)的陶瓷產(chǎn)品要想發(fā)展，就必爭(zhēng)提高印花技術(shù)。噴墨印刷技術(shù)能夠充分結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)，將陶瓷裝飾與時(shí)代的發(fā)展同步，能夠進(jìn)行小批量的生產(chǎn)，將陶瓷技術(shù)發(fā)展到世界先進(jìn)水平，滿足人們的時(shí)尚化、個(gè)性化要求。

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