噴頭清洗的最佳方式，手把手教你！

杭州科百特過濾器材有限公司 程瑜明

《印花社》授權發(fā)布

噴頭清洗的最佳方式，手把手教你！

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使用了一段時間后的噴頭，因各種原因會造成噴孔斜噴及堵孔，常見一些維修人員用針筒吸入清洗液進行注射清洗為多，通常效果不是很明顯，操作不當還會損壞噴頭。但一些有眼光有實力的公司，會專門制作用于這類噴頭清洗的裝置，對自己出售的機器上的噴頭定期回收作清洗保養(yǎng)，并作為公司的一項增值服務內容。

噴頭清洗 超聲波清洗 化學法清洗 過濾器

應用案例說明

筆者走訪了一家在使用自制噴頭清洗裝置的公司，發(fā)現(xiàn)這個裝置在使用中已能完成基本清洗功能，但通過改進還可以提升清洗效果。現(xiàn)在，就以此案例來分析和說明噴頭清洗裝置在研制和應用中的一些注意事項，以及哪些因素會影響到它的應用效果。

1．過濾器選擇

圖1 目前實際應用的清洗裝置，它是針對溶劑型墨水的星光1024噴頭(一頭二色)進行清洗所用。

圖2 針對圖1系統(tǒng)所用清洗裝置流程圖

清洗液通過清洗泵抽吸經(jīng)流量計、主過濾器、頭前過濾器再注入到噴頭內，清洗時噴頭的循環(huán)墨路端口被堵住，清洗液沖洗了噴頭內的通道后流到了噴頭下方的清洗槽內，并不斷循環(huán)使用，直到設定時間結束時才停止清洗工作。

裝置上過濾器的濾膜采用了INKPP濾材（科百特公司內部命名的一種墨水過濾膜），這是適用于精細過濾的墨路上使用，對于雜質含量高的料液過濾建議采用INKPPC濾材（科百特公司內部命名的一種墨水過濾膜），它的濾芯內有8層濾膜，如圖3所示。因為它的精度配置是由粗到精梯度分布，可對更多的顆粒進行分級攔截，納污量大，壽命也長。

圖3 INKPPC內八層濾膜各精度梯度分布（500倍電鏡圖，層數(shù)為從左到右，從上到下）

對于第一級主過濾器改成DIP囊式過濾器，內部濾材選INKPPC，精度選擇10μm則更合適。

對第二級(噴頭前)過濾來說，現(xiàn)在噴頭進墨處過濾器為直徑37mm的蝶式過濾器，這類過濾器面積較小，使用壽命就相對短了一些，對于臨時使用還是可以的，要是清洗一定數(shù)量的噴頭則要更換面積更大DIP囊式過濾器，內部濾材選INKPP，精度5μm規(guī)格。

因第一級過濾已經(jīng)將清洗液中的多數(shù)大顆粒除去，為了達到更好的處理效果，第二級要選用高精度過濾器來除去一些更細小的顆粒。這樣改進后的過濾方案特點如下：

A．加大了第二級過濾器面積。因為蝶形過濾器的納污量很小，在壓力較大時，雜質有穿透濾膜的可能。在有壓力的環(huán)境下，建議使用囊式過濾器。這樣可以改進過濾效果并且增加使用壽命。

B．由粗到精過濾?？梢愿行У貙﹄s質進行分級攔截。這樣也可以延長整體系統(tǒng)的使用壽命。

圖1所示，現(xiàn)場看到的蝶形過濾器使用一周后過濾器內部已發(fā)黑嚴重，說明循環(huán)使用的清洗液內雜質還是很多的。所以，改用上述的過濾方案會更有利于提高裝置的清洗效果和延長過濾器使用壽命。

2．清洗方案

通常對于噴頭清洗宜用兩個步驟，其一為粗清洗；其二為精清洗。

A．粗清洗：以星光1024這個噴頭為例，它是可以拆開清洗的。通常是先對噴頭進行超聲波簡單地清洗，然后再用針筒注射法把噴頭內的殘污墨水給沖洗掉（用針筒注射清洗時，每個噴頭至少要用40ml清洗液），再將噴頭拆開，把噴頭內的濾網(wǎng)給換了（見下文噴頭拆卸與濾網(wǎng)更換一節(jié)），此后再進行一次精清洗。

B．精清洗：按圖2所示流程進行清洗。

對于拆開噴頭這一過程來說，這是需要一定的技能以及會有一定的風險，根據(jù)大多數(shù)人拆卸安裝后的結果來看，主要是壓電組件與碳座組件面緊固后不密封而引發(fā)漏墨，故要保證兩邊固定螺絲的緊固力矩一致，受力均勻度是至關重要的。在圖2所示的流程中只對噴頭作噴射清洗，若能加入一個吸入式清洗模式則效果會更好。

此外，對于清洗泵施加的噴射壓力需要測定，通常進入噴頭的壓力不應大于40Kpa（有些噴頭公司要求不大于25KPa，故對不同噴頭的要求略有不同）。而在圖1中沒有壓力測定及限定裝置，這樣對于噴頭是否在正常承壓范圍內進行清洗，會有一定擔憂。在現(xiàn)場把噴頭抬起觀察，這時清洗液出來的速度還是很快的，說明這時的壓力有點大，故建議對這個壓力最好有一個控制，且在噴頭廠所要求的正常范圍內。

在圖1中紅圈處為噴頭進墨端，建議接入一個壓力表進行觀察（加一個T型接頭分流出來測試壓力），并與清洗系統(tǒng)中的流量計讀數(shù)相配合，列出壓力與流量的關系。測出數(shù)據(jù)后，可把壓力表去除，通過觀察流量計就可確定清洗液的壓力。要注意的是，接入一個噴頭與多個噴頭時的流量與壓力關系均有所不同，故要分別列出它們之間的關系表。

3．星光1024噴頭內過濾膜更換

拆卸噴頭的主要工具及所需力矩要求如圖4。

其中IP6梅花槽型螺絲起子是用于拆卸外殼固定螺絲的，螺絲位置如圖4所示，它的工作力矩約為40in.oz；

圖4 拆卸工具及力矩要求

1.5mm六角頭起子是用于拆卸壓電組件的固定螺絲，螺絲位置如圖6所示，它的工作力矩約為12in.oz；

對于過濾網(wǎng)膜片（如圖7所示）及定位銷的取出，可用圖4中左側的攝子鉗。

圖5 拆噴頭外蓋螺絲

圖6 拆壓電片組件螺絲

圖7 拆下的過濾網(wǎng)（約18μm）

現(xiàn)有超聲波清洗裝置

1．超聲波頻率選擇

在現(xiàn)場所見的超聲波清洗裝置，它的超聲頻率為25KHZ，這個超聲頻率對噴頭的清洗能力還是很弱的。與使用這一裝置的技術人員交流中所知，目前裝置在粗洗時所用的超聲波頻率沒有進行有效地控制，故建議對超聲頻率這個參數(shù)還是要有所選擇。通常噴頭廠會建議選用45KHZ以上頻率，特別情況下使用120KHZ以上頻率，這樣清洗效果會明顯提高，且時間會短，當然對噴頭危害也會加大。

2．超聲波清洗流程

對于超聲波清洗時要求噴頭充滿清洗液，不然超聲效果就大打折扣。其次精洗噴頭前超聲波機器槽內的清洗液至少工作15分鐘以上，才可以把噴頭放入，這主要是把清洗液中的空氣盡可能給除掉，以提高超聲波清洗效果。

常規(guī)超聲波清洗過程至少需三個循環(huán)周期，簡述如下：

A．超聲槽內浸泡約2分鐘（為最少）后取出，晃動噴頭（把死角處空氣聚焦方便排出）；

B．再放入清洗槽內2分鐘，取出晃動噴頭；

C．再放入清洗槽內2分鐘，取出后則完成超聲波清洗過程，可以進入下一個精洗工序。

推薦的清洗裝置

走訪了解多家應用不同自制清洗裝置的使用情況，以及綜合各家的方案后設計了如圖8、圖9所示一個應用方案。不過使用時的工藝要求設定還要根據(jù)自己的實際需求和條件來制定。對于過濾器的面積和精度選擇可參照前面所述。本設計裝置的工作原理如下所述：

1．正壓噴射清洗模式

圖8所示為它的噴射狀態(tài)流程圖，清洗流程如圖中箭頭所指。但有些雜質會處于正壓的死角，不一定都能清洗出來，故在正壓清洗后還需用圖9所示的吸入清洗模式進行再處理，把這兩種模式一起組合則會有更好的效果。

2．抽吸、振蕩清洗模式

如圖9所示，為它的清洗流程圖，清洗過程如圖中箭頭所指。在實際工作中是讓噴頭以設定好的程序在這個清洗槽內上下移動（指離開和進入清洗液面），并配合正壓和負壓吸入過程來完成的。當然這時的三通電磁閥控制也是受程序控制而自動切換正、負壓狀態(tài)。

對于圖9所示清洗模式而言，因有清洗液吸入，對于清洗液的潔凈度還是有要求的，故本裝置適合于已經(jīng)過粗洗后進入精洗階段時的噴頭清洗使用。

為了保護噴頭在正壓時清洗壓力不會過大，在圖8中的設置了一個約為30-40KPa打開值的單向閥，若手頭上有旁路壓力調節(jié)器則可以替換。同時對于清洗泵的最大工作壓力不宜超過100KPa（實際應用中清洗液的壓力會低于60Kpa)，負壓吸力也不宜超過60KPa。一般流量為300-600ml/min的隔膜泵均可滿足使用要求。

圖8 噴頭清洗系統(tǒng)(噴射狀態(tài))

圖9 超聲波清洗系統(tǒng)(吸入狀態(tài))

①循環(huán)過濾器，②定值單向閥或旁路壓力調節(jié)器，③隔膜泵，④三通電磁閥，⑤超聲波槽（帶加熱，頻率大于120KHZ），⑥循環(huán)泵，⑦過濾器，⑧噴頭

實際應用案例

下面以8片用過紡織活性墨水約3個月后發(fā)生堵塞較嚴重的北極星噴頭為例，通過不同的清洗方法來觀察所疏通的效果。這個應用案例中不同階段的一些變化，可供今后研制不同噴頭清洗裝置時參考(主要考量各方案的動作與效果，故在測試中暫用了一個比較簡單的臨時清洗過濾裝置，在實際使用中還是要更完善的清洗裝置及精選相應過濾器規(guī)格，為此可參考上述圖8、圖9標準清洗裝置方案)。

方式一：用針筒擠壓法清洗噴頭

A．用針筒擠壓方式將每個噴頭里殘留墨水或清洗液清除掉；

B．用去離子水擠壓清洗噴頭；

C．用溶劑清洗液擠壓沖洗噴頭，觀察到每個噴頭都有堵頭和斜噴的情況，發(fā)現(xiàn)每個噴頭都有堵頭和斜噴的現(xiàn)象。

結論：這個簡單方法清洗效果不好，基本看不出有什么變化，故將這些噴頭轉入下一方式清洗。

方式二：用47KHZ超聲波水槽清洗噴頭，并加入正、反壓循環(huán)清洗方式

A．每個噴頭接上進、出墨管，正壓墨泵，抽吸墨泵，過濾器，手閥，電源等輔助件，如圖10所示；

圖10 清洗墨路及電路簡單連接圖

B．將噴頭裝在噴頭架上，放入超聲波槽內（去離子水），讓去離子水剛好滿過噴頭底面為宜，每個噴頭按圖11所示方法連接，啟動超聲波槽，逐個進行清洗：

圖11 噴頭正、負壓方式清簡易洗裝置工作流程圖

①將手閥打開，用正壓墨泵將去離子水正壓清洗噴頭。去離子水經(jīng)墨泵→過濾器→噴頭左邊墨管進入→噴頭右邊墨管出來→經(jīng)手閥→流回超聲波槽內，清洗時間3-5分鐘。這時也有部分去離子水會從噴孔中出來，因噴頭右邊墨路阻力小，故大部分去離子水會從該側出來，見圖11中的清洗液正壓流向的箭頭所指，這一過程主要目的是把噴頭內過濾網(wǎng)上側通道內的雜質給沖洗及帶出來；

②將手閥關閉，用正壓墨泵將去離子水強壓清洗噴頭。去離子水經(jīng)墨泵→過濾器→噴頭左邊墨管進入→噴頭底部噴出，清洗時間3-5分鐘。這時噴頭右側通路被手閥關閉，故清洗液只能從噴頭孔中流出，這時噴孔內的壓力最大，清洗力也最大。清洗液流向如圖11中強壓流向箭頭所指，這一過程主要目的是把噴頭內過濾網(wǎng)下側通道內的雜質給沖洗出來；

③將手閥關閉，用抽吸墨泵將去離子水抽吸清洗噴頭。去離子水經(jīng)噴頭底部吸入→過濾器→抽吸墨泵→回流至超聲波槽內，清洗時間3-5分鐘。清洗液流向圖11中抽吸流向箭頭所指，這一過程主要目的是把噴頭內通道上正壓無法沖洗到的死角上的雜質給沖洗松馳，并把部分雜質帶出來。

C．在清洗過程中，用墨泵將去離子水壓入噴頭時，可以不定時地把噴頭抬離水面，觀察噴頭出墨狀態(tài)。這一方法用后比單用超聲波槽清洗前有改善，但仍有堵頭和斜噴。

結論：對于部分堵頭不嚴重的噴孔有效，并將這些噴頭轉入下一方式清洗，但風險加大。

方式三：用120KHZ高頻超聲波槽替代47KHZ超聲波槽清洗

高能120KHZ超聲波槽實際應用案例見圖12。

圖12 高能120KHZ超聲波槽清洗

A．正壓清洗。將每個噴頭接上進墨管、出墨管、過濾器、手閥等，將噴頭與120KHZ高頻超聲波清洗管路連接起來，進行正壓清洗，接管也同圖11所示；

B．將噴頭裝在噴頭架上，放入超聲波槽內（去離子水），讓去離子水剛好滿過噴頭底面為宜，每個噴頭也是按圖11所示方法連接，啟動超聲波槽，逐個進行清洗：

①強壓清洗。將手閥關閉，按下正壓啟動按鈕，啟動正壓墨泵，去離子水經(jīng)正壓墨泵→過濾器→噴頭左邊墨管進入→清洗液從噴頭底面噴出，每次正壓15秒左右；

②抽吸清洗。手閥關閉，按下反抽按鈕，啟動反抽泵，去離子水從噴頭底面進入，經(jīng)噴頭左邊墨管→過濾器→反抽泵→經(jīng)出水管排出，每次反抽15秒左右；

③循環(huán)反復AB兩步，觀察噴頭正壓時噴出去離子水的狀態(tài)，根據(jù)噴頭狀態(tài)一般清洗時間在15-30分鐘左右。

結論：這時有些部分的堵孔現(xiàn)象又通了。因清洗力度再次加大，對噴頭的損傷程度加大，故還是要謹慎操作。同時對沒有通的噴孔再轉入下一方式清洗。

方式四：啟用強化學溶劑浸泡噴頭

A．將120KHZ高能超聲波槽清洗完后仍有堵頭或斜噴的噴頭，再用丙酮溶劑浸泡3-5分鐘，用50ml針筒慢慢地把丙酮注入到噴頭內，注入時間30秒左右（主要是控制注入壓力不宜過大），此后進行幾次循環(huán)沖洗；

B．將丙酮清洗后的噴頭立刻排空，再用去離子水循環(huán)清洗幾次，并觀察各噴孔噴射情況；

C．將清洗好的噴頭注入保濕液進行保濕備用（用于不同墨水的噴頭所注入的保濕液要與它所用墨水兼容，不能有反應的情況出現(xiàn)）。

結論：又有一些堵孔通了。這是最終手段，對噴頭的損傷也是最大，通常不宜多用，只能用于最后還有一些不通的孔。對用于水性墨水的噴頭清洗，有些公司將溶劑改成乙醇這類弱溶劑也是很有效，且對噴頭的損傷會小于丙酮清洗。

清洗結果

將8片清洗好的噴頭拿到機器上進行上墨噴印測試，結果如下：

①4片噴頭通了，說明50%堵得很嚴重的噴頭還是可以修復；

②2片改善很大基本能用，說明25%噴頭還是可以達到基本能用的效果；

③還有2片斜噴有改善，但效果不是很理想，說明25%堵得很嚴重的噴頭，基本無法修復。

小結

1．對于堵頭，可以用物理法和化學法兩種手段來處理。

2．當堵孔程度較輕時，盡可能用一些力度較小的物理清洗方案；對于堵孔情況較重時，則要采用力度較大的組合清洗方案。

3．在萬不得已時，不要隨意采用化學法（弱溶劑可以放心點），因這個力度較大，有可能會損壞噴頭內部的膠水。

4．在用物理法時，高頻率超聲波清洗也要慎用，力度過大對噴頭內部的膠水損害較大，可能會導致脫膠等現(xiàn)象發(fā)生，最終欲速則不達。

針對噴頭清洗保養(yǎng)用什么方法好，很多人用不同的方法在做嘗試，市場上也見到不同規(guī)格的清洗裝置有售，筆者在工作實踐中做過大量的嘗試，同時也與一些同行作過一些技術交流，也指導了一些公司研制適合各自情況的噴頭清洗裝置。綜合這些交流和設計經(jīng)驗，整理成下文供大家在應用中參考。