喷墨打印技术的发展

周毅

摘 要：瓷砖印刷方法的重要转变的一个关键因素就是数字技术，主要表现形式就是喷墨印刷。阐述陶瓷喷墨印刷技术的现状和关键技术。

关键词：行业分析 陶瓷印刷 打印技术

中图分类号：F426.92 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）005-064-02

喷墨打印技术是用各种颜色的墨水，通过喷墨打印的方式将装饰团直接打印到陶瓷便面，烧成后显示各种样式的装饰方法。和传统的陶瓷装饰手段相比，喷墨打印技术具有很大的优势：凹凸面能够显示出仿树皮、防木纹、高档石材和油画等特征，实现各项化方案、降低破损率、悬空打印等等。应用前景和商业前景远大。

1 行业分析

1.1 热气泡式

（1）原理。

采用热动力的工作原理发射墨滴，施加控制信号使热敏电阻器以1000℃/ s的速度加热墨水，大约到340℃左右，进而使墨水中易挥发组分气化产生气泡，气泡就像一个活塞，把墨滴从原来的位置挤出。气泡的形成是可逆的，当加热器关掉时，被动的冷却却会致使气泡破灭，这时，蒸汽泡将墨滴从小口中喷出来。

其主要优点是喷头制造简单、成本低，使用很普及，并且由于在喷墨过程中，只有墨水本身发生移动，无需其它的机械动作，所以结构紧凑，在同一打印头上可以排列更多的喷墨孔；主要缺点是墨腔容易产生热量的积累和喷嘴阻塞问题，寿命短，并且由于可靠性和打印速度难以令人满意，对于大幅面彩色输出业务来讲，单位输出面积消耗的喷头的成本比较高，经济性不够好。

（2）OEM技术。

1.2 压电式

（1）原理。

根据逆压电效应，压电陶瓷膜片在垂直于其表面的电场作用下且外加的信号恰好在压电陶瓷片的谐振点上，那么电能将最大限度转化为机械能，会发生膨胀。按照压电陶瓷的变形模式，压电喷墨技术可分为四种主要类型，压式（squeeze）、弯曲式（bend）、推式（push）和剪式（shear）。压电式能够有效控制墨滴，很容易就能够实现对1440dpi的高精度打印工作，并且不需要加热就能够进行微电压喷射，避免了墨水在受热条件下产生化学变化而变质，大大降低了设备对墨水质量的要求。

（2）OEM技术。

Epson于1989年发明了微压电技术，在1990年成功实现打印头商品化，并于1994年开发出第一台采用该技术的喷墨印刷设备。

1992年，Epson推出称为MLP（Multi-Layer Piezo）型的激发器，以推进模式工作，被压成薄柱形（高1mm，厚25 m）的压电陶瓷贴合在一起，两端分别固定在振动板和基板上。电极沉积在薄柱的两侧，压电陶瓷的极化方向与电场方向平行。与MLChipsXIANGBI ，MIP的墨水部件更加简化，喷嘴与墨水腔都减小。在电极的两端施加电压的时候，振动板会随着压电元件的缩短而收缩，墨水通过入孔进入压力腔，而喷嘴处出现新月形气液界面；低压释放完成，振动板和压力元件都恢复原来的状态，墨滴就从喷嘴处喷射了出去。MPL的这种结构，最显著的优势是墨水腔的尺寸不会对振动板和压电元件的形变造成影响，墨水腔减小，喷出的墨滴体积也减小。又由于驱电电压的大小与压电元件的形变程度是正比关系，所以墨滴的体积和喷射的速度可以通过调节电压波形来控制。

2 潜在的应用领域

喷墨打印技术在世界上有很多种类，微压电技术因其自身的多项特征，与其他技术完全不同，这种方式具有对喷出的墨水（材料）限制小的优点。因此这种技术可以被应用于工业和医用领域，如下：

（1）微压电技术可以喷射混合了糊料和墨水的材料“印染”布料；

（2）可以喷涂液晶显示器彩色滤光片的三原色；

（3）可以喷射微小的金属粒子描画电路基板的布线；

（4）3D模型打印，直接通过打印输出三维立体物；

（5）可以用喷墨印刷的方式将活的人体细胞喷射到病人需要细胞再造的部位，以辅助病人的伤口恢复。

3 总结与展望

喷墨印刷是一种无接触、无压力、无印版的印刷。与国外相比，国内的烧制技术并不逊色，但是在设计和轴面装饰呢效果上还有一定差距。所以，中国的陶瓷产品要想发展，就必争提高印花技术。喷墨印刷技术能够充分结合计算机技术，将陶瓷装饰与时代的发展同步，能够进行小批量的生产，将陶瓷技术发展到世界先进水平，满足人们的时尚化、个性化要求。

参考文献：

[1] 郑乃章.陶瓷喷墨打印技术的现状与展望[J].中国陶瓷工业，2012（4）：48-52.

[2] 夏小波.陶瓷喷墨打印技术及装备被列入佛山重点支持项目[J].陶瓷，2012（13）：66-69.

[3] 彭吉昌.喷墨打印技术在陶瓷行业应用中相关问题的探讨[J].佛山陶瓷，2012（1）：33-37.