读者信箱

问：喷头是陶瓷喷墨打印机的核心部件，喷头的工作原理是什么？不同型号的喷头性能有哪些特点？

答：近年来陶瓷喷墨打印技术在陶瓷行业中迅猛发展，喷头是陶瓷喷墨打印机的核心部件，直接影响陶瓷砖打印图案的精确度、打印速度、生产稳定性等。

1 陶瓷喷头的工作原理

陶瓷喷头以压电陶瓷元件为驱动器，利用不同脉冲频率、电压值为驱动电压，通过驱动压电陶瓷发生体积形变，在墨水腔内产生压力波，通过共振将墨水振出喷孔。喷墨工艺既受墨水的物理性能、喷头孔内径的影响，又受波形方程、温度补偿方程的影响。

压电式喷头是由喷嘴面板、喷嘴、压电陶瓷片和墨水仓组成。其工作原理是在压电器件上施加电压信号，使其产生变形，并挤压喷头内的墨水，产生压力波，使墨水喷出。当锆钛酸铅压电陶瓷片（PZT晶片）未施加驱动信号时，喷嘴处的压力由墨水仓决定，并且通常是负压，墨水在表面压力的作用下保持在墨水仓中。当需要喷射时，在压电陶瓷上施加一个脉冲电压，而使压电陶瓷片产生弹性变形，该变形使喷头的喷嘴处形成一个墨滴，并从喷嘴喷射出，达到承印物指定位置。压电式喷头对墨水的控制能力强，容易实现高精度的喷射，并且反应速度快。

2 不同型号喷头的特点分析

2.1 XAAR1001喷头

XAAR1001喷头的喷孔数量最多，可达到1 000个、喷头精度可达360dpi。喷头分为两排，每排500个孔，墨滴的大小在6～42pl，灰度级别可以控制在8；喷头有2个进墨口，可以进行外部循环。

XAAR1001喷头点火频率低、墨点速度慢、不耐磨损，采用特氟珑材料制作。由于陶瓷墨水采用的是纳米颗粒，打印时间太长喷孔会变形、变大，导致打印精度下降。目前由于XAAR1001喷头产量有限、喷头的价格昂贵、与墨水匹配较难等方面的原因，导致喷绘机的生产受到了一定的影响。

2.2 精工SPT510、SPT508GS喷头

精工SPT510和SPT508GS喷头的主要区别为灰度级别：SPT510不带灰度级别；SPT508GS带3级灰度。其外观形状基本一样，喷孔数量也差不多。精工喷头点火频率不算最高，最大的优点是采用不锈钢材料制成，耐磨性能好。但这两款喷头都只有一个进墨口，只能进行内循环，不适合陶瓷墨水在其喷头上使用。因为陶瓷墨水容易沉淀，墨水到喷头墨囊时间就有可能导致沉淀产生，影响图案效果。

2.3 Spectra Galaxy喷头

Spectra Galaxy喷头的喷孔数最少，仅有100个，喷头有2个进墨口，因此可以进行自身循环。喷头的点火频率较高（2万次／s），喷墨速度快（8m／s），采用不锈钢材料制成，耐磨性能好，使用寿命长，喷头不易堵孔，喷墨顺畅，即使颗粒过大将喷孔堵住，易于清洗、疏通。图案成像效果好，与之匹配的墨水范围宽，可匹配多种类型墨水，如水性、油性、溶剂性、银导电墨水、硅墨水、CIGS墨水、生物细胞墨水等。

2.4 北极星喷头

Spectra北极星喷头与Galaxy喷头区别较大。北极星喷头由2片喷头组成，每片喷头上有2个进墨孔，每片喷头的喷孔分为两排，相当于有4个进墨口，4排喷孔，每排喷孔为128个。北极星喷头点火频率高，喷墨速度快（8m／s），采用不锈钢制成。与Spectra Galaxy喷头区别在于喷孔不容易疏通，刚上墨水时较难一次性将全部孔洞疏通。

问：如何维护与保养陶瓷喷墨打印机用喷头？

答：正确地使用喷头，能保证设备工作稳定运行，提高设备打印质量，节约产品生产成本。正确地使用、维护和保养可提高喷头的使用寿命。

在喷头使用过程中，可分为拆封、安装、注墨、打印、清洗、待机、拆卸、储存等几方面。通常拆封、安装、注墨均是由设备专业的技术人员完成，在生产过程当中用户主要是负责打印、清洗、待机、拆卸、储存等几个环节，即喷头的使用、维护和保养。

1）喷头在使用过程当中，应密切关注喷头的状态变化，制定完整操作注意事项以及使用过程中的状态记录表格。

2）在喷印过程当中，打印中一旦产生白线现象，应立刻检查产生的原因，是喷孔未出墨，还是喷嘴表面有污物造成喷孔出墨不正常。通常使用设备自带的清洗程序，利用压力使墨水从喷嘴板的喷孔流出，然后擦拭干净，即可解决，但此时需要注意的是白线产生的位置是否固定，分析白线产生的频率间隔。如果产生白线的位置固定在某处，则需引起重视，随着连续的工作，有可能造成设备损坏。

3）尽量避免喷头长期外露，定期检查喷头上的墨路和电路连接情况，清理喷头周围的灰尘、墨水等杂物，以保持喷头工作环境的清洁，避免隐患的形成。在清理喷头环境时，必须在断电后10～30s再对喷头进行操作（须等待其放电完全后再操作）。由于喷头属于精密电子器件，很容易受静电影响，在操作喷头前人体必须充分释放静电，譬如：洗手，带静电手环等。

4）在生产前，使用设备自带的清洗程序，清洗喷头，以确保喷头工作正常，并打印喷头状态，留底存档并记录时间。记录打印过程当中产生白线的频率和位置，以及临时处理的方法，每周做一次汇总审查，做好喷头的状态的交接，上班前打印状态图，了解喷头状态，下班时打印状态图，查看喷头状态变化。

5）除了常规清洗外，还应定期使用清洗液清洗喷头和喷嘴板上残留的墨迹等，做好设备待机时喷头的维护工作。

定期清洁喷头可以有效地清洁喷头内部的墨水流路，保持墨水流路畅通，清洁喷孔内外残余墨水，有利于保持喷头的喷孔状态。

6）由于喷头长时间打印，喷头喷嘴板上会残留墨水，在常规清洗时不易清洁干净，墨水可能会因为风干而干涸在喷嘴板表面，从而影响喷墨性能，容易形成白线。清洗时使用棉棒沾取清洗液，轻轻擦拭喷嘴板，擦拭时要保持一个方向；只擦拭喷孔两边的区域，不要直接接触喷孔，最好是按垂直于喷孔的方向来清洁，平行于喷孔方向擦拭时容易将污物堆积到喷孔上。如遇到不容易清洁的墨迹，应先沾取少量清洗液，湿润墨迹表面，过几分钟后再进行清洁或使用无尘纸浸泡的方式，先将无尘纸剪成喷嘴板大小，再用清洗液湿润，然后贴在喷嘴板上，再使用棉棒清洁。在整个清洁过程当中，棉棒接触喷嘴板后即可，不要用力按压，以免损坏喷嘴板，影响喷墨打印性能。

7）做好保湿工作，设备处于待机状态时，必须将喷头与清洗海绵保持接触，并启动墨水循环程序，不要长时间让喷头暴露在空气中，墨水容易在喷头嘴管道里沉积，喷头喷嘴表面的墨水容易被风干而堵塞喷孔。

8）定期更换墨水过滤器、空气过滤器、供墨系统易损件，可以有效减少工作隐患，避免特殊事情的发生。

9）在停机、检修时，喷头在一段时间不工作，要做好喷头的保养工作。停机后，首先将喷头拆除，再做其他的检修工作。拆除前需将喷头进墨管切断，以免进墨口的墨水流出，滴落在喷头上，损坏电路接插件和电路板电子器件；拆除喷头时，提前准备好放置器具，由于喷头数量较多，切勿随意摆放，而且拆除下来的喷头内部可能还存有一定量的残余墨水，喷头拆下时，避免内部墨水流至喷头上；拆除后尽快将喷头的进墨口堵塞，以防灰尘进到喷头内部，将喷头封好后，转移到清洁的环境中进行清洗，此时的清洗是全手工进行，也可以使用清洗设备清洁，其主要目的是将喷头内部的墨水清理干净，清洗时至少要分3个阶段清洗直至内部清洗干净。将清洗完的喷头注入保湿液，然后封存于阴凉环境中，或用清洗液代替。清洗方法是：先在不锈钢盘内铺垫无尘纸，再倒入一定量的清洗液，浸湿无尘纸即可，再将喷头内注满清洗液后立放置在盘内，需要注意的是将喷嘴板接触无尘纸，放稳喷头后，再进行密封存放，由于清洗液易挥发，要定期补充墨水厂商提供的清洗液。

本栏目责任编辑 姚 远