✖


Jump to content

Струйная технология

Edit links

Первоначально технология струйной печати была изобретена для нанесения водных чернил на бумагу в «выборочных» положениях, основанных только на свойствах чернил. Сопла и чернила для струйной печати разрабатывались совместно, а характеристики струйной печати зависели от конструкции. Он использовался в качестве регистратора данных в начале 1950-х годов. [1] позже, в 1950-х годах, чернила на основе сорастворителей в издательской индустрии стали использоваться для текста и изображений, затем чернила на основе растворителей появились в промышленной маркировке на специализированных поверхностях, а в 1990-х годах появились чернила с фазовым переходом или термоплавкие чернила. [1] стал популярен благодаря изображениям и цифровому производству [2] электронных и механических устройств, особенно ювелирных изделий. [2] Хотя термины «струйная печать», «струйная технология» и «струйная печать» обычно используются как взаимозаменяемые, струйная печать обычно относится к издательской отрасли, используемой для печати графического контента, тогда как промышленная струйная печать обычно относится к изготовлению общего назначения посредством осаждения частиц материала. .

Первый жидкометаллический струйный принтер

Многие компании на протяжении многих лет работали со струйной печатью. Было выдано множество патентов, и эта технология использовалась в ряде продуктов. Базовая форма струйного принтера представляла собой одно сопло, в котором жидкость проталкивалась под давлением, вытягивалась из него электрическим потенциалом или выталкивалась с помощью пьезоэлектрика. Сначала в этом введении будут обсуждаться струйные принтеры с одним соплом. Технология струйной печати была разработана корпорацией Teletype. [3] в 1960-х годах, который представил «электронную тягу», извлечение падения высокого напряжения из сопла, телепринтер Inktronic в 1965 году, печатающий со скоростью 120 символов в секунду (cps) из ряда из 40 струйных принтеров с использованием патента Чарльза Р. Уинстона, «Метод и устройство для печати». Перенос чернил, 1962 г., 3 060 429 долларов США. Телетайп экспериментировал с «термоплавкими» восковыми чернилами, как описано в патенте телетайпа Йоханнеса Ф. Готвальда, Liquid Metal Recorder, 1971, US 3,596,285, который выводит изготовленный металлический символ (символы фондовой биржи и котировки), который можно удалить с изображения. конвейерный носитель и металлический сплав висмута при желании используются повторно. Использование термоплавких чернил с новой технологией струйной печати Drop-On-Demand (изобретенной Золтаном в 1972 году) с этими чернилами не будет использоваться снова до 1984 года в Howtek и Exxon. [3]

Компания Howtek была основана как RH Research в 1982 году Робертом Ховардом после успешного развития компании Centronics . [3] [4] первая компания по производству ударных ленточных принтеров с точечно-матричным соленоидным приводом в 1968 году. Ховард рассчитал свой соленоидный матричный принтер. [3] был в 10-20 раз быстрее, чем Teletype . Ховард испытал создание точек на бумаге с помощью ультразвукового звука в конце 1960-х годов, но не продвигал эту идею до тех пор, пока примерно 20 лет спустя, в 1984 году, он не нанял 6 ключевых сотрудников Exxon для разработки своей идеи цветного струйного принтера с термоклеем.

Фото с мероприятия Клуба Изобретателей

Exxon Office Systems (EOS), Брукфилд, Коннектикут, занялась бизнесом по производству безударных принтеров в конце 1970-х годов и инвестировала около 2 миллиардов долларов. [3] В патентных записях указан длинный список сотрудников, занимающихся печатью в отделе EOS, Exxon Enterprises, Danbury Systems, начиная с 1978 года, включая Кена Бауэра, который был нанят Exxon для основания инженерного отдела Exxon Enterprises. Первой работой Кена после окончания колледжа в 1963 году была работа в подразделении Teletype компании AT&T в Скоки, штат Иллинойс, где его работа заключалась в переводе в производство электромеханического биржевого тикера (струйный принтер). В первый день работы он почувствовал запах воска, и ему показали 42-струйный принтер с подогреваемыми печатающими головками, который находился в стадии разработки. Кен продолжил работу в бизнес-формах UARCO и установил связи с разработчиками струйной печати по требованию, в том числе со Стивом Золтаном из Gould и Silonics под руководством Эда Кайсера и Стивена Сирса. Стив Золтан использовал цилиндрическую пьезоэлектрическую трубку с цилиндрическим сжатием, а Эд Кейзер использовал плоскую пьезоэлектрическую диафрагму, которая разбрызгивала чернила, как масленка.

Награда «Струйные принтеры Alpha для факс-принтеров» от Exxon Office Systems, 1980 г.

Двумя сотрудниками, нанятыми в Exxon (EOS) без опыта печати, были Джеймс МакМахон и Кэти Олсон. МакМэхон был нанят для установки первого струйного принтера с одним соплом типа Zoltan под кодовым названием «Alpha Jet» на факс-принтер, а Олсон был нанят для создания струй «Alpha» для производства факс-принтеров. МакМахон и Олсон (фамилия в браке МакМахон) были двумя из шести сотрудников. [4] нанят Робертом Ховардом для разработки и изготовления струйных принтеров по требованию для цветного принтера Pixelmaster. В течение 6 месяцев после присоединения к RH Research (название изменено на Howtek) образцы струйной печати Alpha с термоплавкими чернилами были показаны на выставке COMDEX в Лас-Вегасе. [4] Дж. МакМэхону приписывают усовершенствованную систему струйной печати с использованием технологии Zoltan в EOS, а К. МакМэхону приписывают технологию изготовления сопел в Howtek. Дж. МакМахон продолжил работу в компании-производителе 3D-принтеров Sanders Prototype (Solidscape), а сейчас работает в компании Layer Grown Model Technology, поддерживающей струйные принтеры с одним соплом по требованию, и утверждает, что является крестным отцом технологии 3D-струйной печати с одним соплом, как историк, который работал в этой области с 1978 года вместе со Стивом Золтаном и Кеном Бауэром в Exxon. 3D-струйная печать с одним соплом имеет прямой путь от термоплавких чернил Teletype (воск и металлический сплав) к технологии струйной печати с одним соплом Стива Золтана, которая никогда не разрабатывалась в Exxon со стеклянными соплами, но стала реальностью в Howtek с формованными тефлоновыми соплами и нагреваемыми печатающими головками. в 1984 году. Ричарду Хелински, бывшему сотруднику Howtek, принадлежит патент на использование двух материалов для производства изделий с осаждением частиц в 3D с использованием струйных принтеров Howtek и термопластических чернил. Те же самые струйные принтеры и материалы Howtek использовались в компаниях по производству баллистических частиц, Personal Modeler и Visual Impact Corporation, а также в предприятиях по производству 3D-принтеров Sculptor, которые с тех пор закрылись. Эти принтеры, а также оригинальные струйные принтеры и материалы в стиле Howtek можно увидеть в коллекции 3D Inkjet Collection в Нью-Гэмпшире, единственной исторической коллекции струйных принтеров и 3D-принтеров в стиле Zoltan. Форсунки с одним соплом до сих пор используются в 3D-принтерах Solidscape и, как считается, позволяют создавать модели очень высокого качества.

Приложения

[ редактировать ]

Некоторые чернила должны иметь высокую проводимость, высокую стойкость к окислению и низкую температуру спекания, тогда как другие предназначены для других применений.

  • Оптические устройства. [15]

Формирование капли

[ редактировать ]

Существуют различные технологии формирования капель, которые можно разделить на два основных типа: непрерывная струйная печать (CIJ) и капля по требованию (DOD). [1] [16]

Ласло Халас в 1984 году

В то время как CIJ имеет простое создание капли и сложное манипулирование траекторией падения, DOD имеет сложное создание капли и «некоторые» манипуляции с траекторией, а также возможны альтернативные конструкции сопел. Эта технология струйной печати с одним соплом все еще находится на ранней стадии развития для тех, кто хочет исследовать ее. [ нужна ссылка ]

В сопле струйной печати Howtek используется трубчатый тонкостенный пьезоэлемент, который создает звуковую волну в камере с жидкостью, отражающуюся от обоих концов сопла. Передний фронт прямоугольного сигнала запускает его, а запаздывающий фронт прямоугольного сигнала, совпадающий с волной давления, выталкивает каплю. Этот одноструйный самолет Министерства обороны США является акустическим. Сопло 120C Tefzel не жесткое и не сдавливает. Образование капель контролируется свойствами жидкости и геометрией сопла. Амплитуда и время импульса возбуждения играют важную роль в объеме и формировании капель. Как правило, технология DOD может быть очень сложной для понимания и использования.

Изображение сопла для струйной печати Howtek
Классификация струйных технологий [17]
Выдача по требованию (DOD) Непрерывный (CIJ) Электроспрей
Термальный Пьезоэлектрический Одноструйный Многоструйный
Лицевой шутер Боковой стрелок сдвиг Расширение Униморф/биморф Сжимать Акустическая модуляция Тепловая модуляция

Выдача по требованию (DOD)

[ редактировать ]

Источник: [1]

В этом методе капли чернил выпускаются индивидуально по требованию с помощью сигнала напряжения. Выпущенные капли либо падают вертикально без каких-либо манипуляций с траекторией, либо требуют особого времени возгорания при проецировании горизонтально из вращающейся печатающей головки, вращающейся со скоростью 121 об/мин, для формирования символов (цветной принтер Howtek, 1986). Коммерческие печатающие головки могут иметь одно сопло (Solidscape) или тысячи сопел (HP), а также множество других вариантов между ними. Устройство для струйной печати с массивом (патент Джона Дж. Мартнера 4468680, 1984 г., Exxon Research and Engineering Co) было изобретено после испытаний пьезо-DOD, прикрепленного эпоксидной смолой к концу рояльной проволоки длиной 30 дюймов и вставленного в камеру с чернильной жидкостью, ведущую к соплу. Крошечный пьезоэлемент либо втягивал проволоку в камеру с жидкостью и из нее, либо передавал звуковую волну через проволоку, чтобы передать акустическую энергию жидкости и выстрелить каплей. Целью изобретения было создание печатающей головки для уменьшения перекрестных помех (звука или любой энергии в близко расположенных соплах для печати текста).

Двумя ведущими технологиями вытеснения чернил из сопла по требованию являются термический DOD и пьезоэлектрический DOD. Обратите внимание, что Министерство обороны США может использовать «Заливка перед запуском капли» или «Поджигание перед заливкой», а Термическое министерство обороны просто «срабатывает перед заливкой». Капли должны точно контролироваться с помощью Piezo DOD или Thermal DOD. Стандартный Piezo DOD может стрелять каплями со скоростью падения 9 футов в секунду. Позиционирование мишени с помощью Piezo DOD очень точное при каждом выстреле по горизонтали или вертикали.

Дополнительные технологии включают электрораспыление, [18] [19] акустический разряд, [20] электростатическая мембрана [21] и термический биморф. [22]

Пьезоэлектрический ДОД

[ редактировать ]

Источник: [1]

Импульс пьезоэлектрического напряжения определяет объем струи.

Пьезоэлектрический датчик Drop-On-Demand (DOD) был изобретен в 1970-х годах. [23] [24] Одним из недостатков метода пьезоэлектрического DOD является то, что струйные чернила должны иметь вязкость и поверхностное натяжение в относительно строгом диапазоне, чтобы выбрасывать более мелкие капли без распыления или сателлитных капель. Одним из больших преимуществ является то, что пьезоэлектрические форсунки DOD могут быть разработаны для работы с высокотемпературными термопластами и другими термоплавкими чернилами в диапазоне температур 100-130C. Это позволяет печатать трехмерные капли на подложках, а также делает возможным литье по выплавляемым моделям и 3D-моделирование. Патент Ричарда Хелински на 3D US5136515A положил начало новой эре в струйной печати. Опыт Хелински в Howtek, Inc с 1984 по 1989 годы и его многочисленные другие патенты, включая субтрактивный цвет (наслоение цветных капель) с предложениями коллеги-изобретателя/сотрудника Алана Хока по поводу литья по выплавляемым моделям, способствовали созданию этого патента. Патент ориентирован на печать сложных твердых 3D-объектов, напечатанных с помощью чистого горючего материала при их помещении в процесс литья по выплавляемым моделям, в первую очередь в ювелирной промышленности, но в начале 1990-х годов их также предпочитали электронная, автомобильная и медицинская отрасли. Струйные принтеры и термопластические материалы в стиле Howtek были созданы для печати документов и изображений, а затем и символов Брайля.

Существует множество патентов и способов вытеснения капель с помощью пьезоэлектрических устройств. Пьезоэлемент меняет форму при подаче напряжения. Величина размерных изменений чрезвычайно мала. Пьезоэлектрические устройства также могут быть изготовлены в разных размерах. Чем меньше пьезоэлемент, тем меньше смещение формы. Использование пьезоэлемента DOD для печати текстового символа (размера этих букв) требует размещения пьезоэлемента рядом в корпусе. Капли должны быть меньше 0,005 дюйма и располагаться точно по линиям, образуя буквы. Пьезоэлементы, расположенные рядом с частотами, достаточно высокими, чтобы напечатать полный лист бумаги, громко вибрируют и воздействуют на капли поблизости. Печатающие головки Drop-On-Demand (DOD) имеют производственные ограничения при использовании одиночных сопел. По этой причине многоструйная печать DOD наиболее распространена на струйных принтерах.

Термальный струйный принтер (TIJ) DOD

[ редактировать ]
Сравнение пьезоэлектрической струи (слева) и тепловой струи (справа)

Thermal DOD был представлен компанией Canon в 1980-х годах. [25] и Хьюлетт-Паккард . [26] При термопечати не используются высокотемпературные краски.

Одним из недостатков этого метода является то, что разнообразие чернил, совместимых с TIJ, существенно ограничено, поскольку этот метод совместим с чернилами, имеющими высокое давление пара , низкую температуру кипения и высокую когирования . стабильность [27] [28] То, что вода является растворителем, ограничивало популярность этого метода только для непромышленной фотопечати, где используются чернила на водной основе.

Непрерывная струйная печать (CIJ)

[ редактировать ]

Источник: [1]

В этом методе из сопла непрерывно выпускается струя чернил. Струя из садового шланга является хорошим примером непрерывного потока из сопла, за исключением того, что сопла CIJ крошечные (менее 0,005 дюйма или около 1/10 миллиметра). Поток чернил естественным образом разбивается на отдельные капли из-за неустойчивости потока Плато-Релея . Потоки жидкости можно разбить на капли разного размера с помощью вибрации пьезоэлектрического устройства. Использование пьезоэлектрического устройства не следует путать со струйной печатью Drop-On-Demand , в которой пьезоэлектрическое устройство используется для генерации звуковых волн в соплах или для увеличения размера камеры с жидкостью для выталкивания отдельных капель из сопла. Капли чернил, сформированные CIJ, либо отклоняются электрическим полем в нужное место на подложке, либо собираются для повторного использования. Печатающие головки CIJ могут иметь одну или несколько форсунок. CIJ популярен в промышленности и издательском деле, но обычно не встречается в розничных принтерах для домашнего использования.

Одним из недостатков метода CIJ является необходимость мониторинга растворителя. Поскольку для фактической печати используется лишь небольшая часть чернил, к переработанным чернилам необходимо постоянно добавлять растворитель, чтобы компенсировать испарение, происходящее во время полета переработанных капель. [27]

Еще одним недостатком является необходимость добавления в краску добавок. Поскольку этот метод основан на электростатическом отклонении, добавки к чернилам, такие как тиоцианат калия , могут ухудшить характеристики печатных устройств. [27]

CIJ можно направлять через магнитное поле с использованием чернил из низкотемпературного металлического сплава, как описано в патенте Йоханнеса Ф. Готвальда на устройство записи жидкого металла US3596285A, выданном 27 июля 1971 года. Стеклянное сопло с апертурой 0,003 дюйма печатает символы котировок фондового рынка на движущемся металлическую подложку и бросают на стол, чтобы использовать в качестве вывесок или повторно использовать в самописце для печати других символов. Возможно, это был самый ранний пример печати «искусственных объектов» с помощью струйной печати.

Печатающая головка

[ редактировать ]

Печатающая головка должна иметь возможность нагрева для печати любым материалом, на который влияет изменение вязкости. Чернила на масляной основе чувствительны к температуре. Воски и термоплавкие материалы при комнатной температуре являются твердыми веществами. Чернила на водной основе могут не нуждаться в нагревании. Также возможна печать металлическими сплавами, такими как свинец, олово, индий, цинк и алюминий. Процесс печати металлами с низкой температурой плавления называется «прямой печатью расплавом» и был представлен в 1971 году патентом Йоханнеса Ф. Готвальда, US3596285, «Запись жидким металлом» с помощью непрерывной струйной печати (CIJ) задолго до того, как появилась какая-либо форма 3D-печати. когда-либо рассматривались. Струйные принтеры DOD из термопластика печатают при температуре пьезоэлектрического Кюри или выше, и для работы их необходимо постоянно подключать к полюсам. Смещение Piezo D33 пришлось оптимизировать для снижения напряжения возбуждения. см. в разделе «Силовая микроскопия пьезоотклика» Соответствующую теорию . Предыдущие исследования Джеймса МакМэхона в 1980 году о шести состояниях пьезофизической поляризации и тестах для максимизации пьезорезонансных и антирезонансных частот ускорили время разработки. Компания Howtek произвела эти современные струйные принтеры в 1985 году, до того, как 4 августа 1992 года была изобретена струйная 3D-печать.

Сопло для струйной печати Золтан

Оригинальные струйные печатающие головки DOD были изготовлены из стекла в 1972 году Стивом Золтаном. Эти первые струйные печатающие головки с одним соплом печатали чернилами на водной основе. Позже потребовался корпус, окружающий струйный принтер стабильной тепловой массой. Стеклянные сопла для струйной печати было трудно воспроизвести, и формованные сопла были представлены компанией Howtek, Inc. Стеклянные сопла Howtek приходилось изготавливать с помощью нагрева с помощью горелки и вытянутых стеклянных трубок, затем резать по размеру и полировать, чтобы получить плоскую поверхность отверстия сопла. Технология стеклянных сопел была лучше понята одним изобретателем, Ласло Халасом, в 1980-х годах, и он мог создавать сопла различной формы, используя нагретое масло для плавления стеклянных капилляров. Компания Howtek представила однотрубчатые сопла, отлитые из тефзеля, с стержнем из нержавеющей стали, отлитым вслепую, а затем нарезанным бритвой, чтобы обнажить отверстие в идеальной форме. В 1986 году компания Howtek произвела собственную полноцветную печать фирменных бланков термопластическими чернилами на принтере Pixelmaster с вращающейся головкой и 32 одинарными соплами (по восемь для каждого основного цвета). Материал сопла Tefzel, работающий при температуре 125°C, позволял только энергии импульса напряжения вызывать волну акустического давления в жидкости без объединения высокочастотных вибраций пьезоэлемента, которые вызывают распыление и вибрацию жидкости при выбрасывании капель. Идеи дизайна взяты из книги Гарри Ф. Олсона, обнаруженной Джимом МакМахоном в 1972 году. Музыка, физика и инженерия . [29] Более ранние конструкции струйной печати со стеклянными соплами также были источниками резонанса и, когда они были заполнены вибропоглощающим материалом, никогда не могли устранить брызги. Целью разработки было получение чистых капель без разбрызгивания, выбрасываемых в частотном диапазоне длины сопла. Самолеты Howtek прекрасно работают в диапазоне от 1 до 16 000 Гц. Ни одна другая компания до сих пор не производила печатающие головки с таким дизайном. [ когда? ] Сопло Tefzel с длинной конической передней камерой для жидкости поглощало нежелательные гармоники и позволяло выбрасывать каплю только всплеску гидравлической жидкости от отдельного импульса пьезопривода. Один возбуждающий импульс равен одной капле на всех частотах вплоть до жидкостного резонанса на длине трубки. Передний фронт импульса прямоугольной формы вызывал звуковую волну в жидкости, которая отражалась от хвостового конца трубки сопла и усиливалась, когда запаздывающий фронт импульса привода проходил под центром пьезоэлемента, чтобы повысить давление жидкости в достаточной степени для вытеснения. одна-единственная капля. Скорость звука для каждой из двух чернил (воска и термопластика) различна, что приводит к двум максимальным резонансным частотам для одной и той же конструкции сопла струйной печати. Таким образом, одна конструкция печатающей головки Howtek подходит для двух разных чернил. Сопло для струйной печати Howtek уникально во многих отношениях. Конструкция требует строгой последовательности сборки и производственного процесса.

Один 3D-принтер, использовавшийся в 2021 году (Solidscape), до сих пор имеет сопло в стиле Howtek, поскольку оно было изготовлено в 1986 году. Первоначально оно имело шестигранную металлическую конструкцию на конце сопла со смещенным отверстием сопла, которое позволяло направлять капли струи (нацеленно). ) направлен на цель для правильного выравнивания и обеспечения наилучшего качества печати, когда он был ранее установлен в Howtek Pixelmaster. Более 1500 струйных принтеров типа Howtek были приобретены ранней компанией Sanders Prototype, Inc, когда в 1994 году было впервые начато производство Modelmaker 6 Pro. В Modelmaker 6 pro используется два струйных принтера на машину. Струйники устанавливаются в специальную печатающую головку, направляющую капли прямо вниз для 3D-печати. Первоначальный прототип 3D-принтера Sculptor от Visual Impact Corporation с соплами Howtek печатал горизонтально в 1989 году. Pixelmaster также проецировал капли горизонтально с вращающейся печатающей головки со скоростью 121 об/мин для печати 2D-символов или изображений на бумаге. Принтер символов Брайля был представлен компанией Howtek, и в 1990–1991 годах было продано всего несколько машин с рельефным шрифтом, напечатанным на обычной бумаге с использованием струйных принтеров Howtek. Для этого потребовалось четыре слоя капель для каждого символа Брайля. Это был ранний пример того, как началась трехмерная (чернильная) печать материалами (не называемая 3D-печатью в 1984 году), и сегодняшнее аддитивное производство (AM) не ссылается на историческую струйную обработку свойств термоплавкого материала, используемого в 3D. печать. 3D-печать (печать красками с рельефной поверхностью) в 1960–1980-х годах представляла собой струйную печать с использованием воска, жидкого металла и термопластичных термоплавких жидкостей. [ нужна ссылка ]

Подходы к изготовлению

[ редактировать ]

Печатный материал редко представляет собой только один этап процесса, который может включать прямое осаждение материала с последующим механическим валиком или этап контролируемого фрезерования поверхности. Это может быть осаждение предшественника с последующим нанесением катализатора , спеканием , фотонным отверждением , химическим нанесением покрытия и т. д. для получения окончательного результата. См. «Производство баллистических частиц (BPM)», где используется одно сопло с твердыми чернилами , нагретое до 125°C, и 5-осевая технология печати, не требующая никакого другого процесса изготовления.

  • Прямое осаждение — это нанесение материала струей непосредственно на подложку или поверхность.
  • Печать масок
  • Офорт
  • Обратная печать
  • Порошковая кровать

Аддитивное струйное производство

[ редактировать ]
  • Применение любого материала, наносимого струей, имеющего достаточные трехмерные свойства для достижения размера по оси Z при многократной печати. Он может включать в себя другие этапы изготовления, перечисленные выше в разделе «Подходы к изготовлению».

Субтрактивное струйное производство

[ редактировать ]
  • Использование этапа фрезерования после осаждения. Струйные 3D-принтеры Solidscape используют эту технику в процессе формирования моделей. Толщина слоя 0,0005 дюйма требует печати капель толщиной 4 мил и распределения материала, но этап фрезерования уменьшает размер Z до 0,0005 перед нанесением следующего слоя. На этих тонких слоях удаляется более 50% материала, но превосходное качество детали достигается при небольшом ступенчатом движении по наклонным поверхностям модели.

Жидкие материалы для струйной печати

[ редактировать ]

Чернила должны быть жидкими, но могут также содержать небольшие твердые частицы, если они не вызывают засорения. Твердые частицы должны быть меньше 1/10 диаметра сопла, чтобы избежать засорения, и меньше 2 микрон, чтобы уменьшить разбрызгивание капель сателлитов. При мелкодетальной струйной печати материал фильтруется фильтрами размером 1 микрон для предотвращения разбрызгивания, а линии подачи жидкости защищаются фильтрами размером 15 микрон для предотвращения засорения.

Образование капель регулируется двумя основными физическими свойствами: поверхностным натяжением и вязкостью . Поверхностное натяжение формирует выброшенные капли в сферы в соответствии с неустойчивостью Плато – Рэлея . Вязкость можно оптимизировать во время струи, используя соответствующую температуру печатающей головки. Объем капли контролируется шириной импульса возбуждения и амплитудой напряжения возбуждения. Каждый струйный узел имеет небольшие различия в размере капель, и для оптимальной производительности необходимо поддерживать все параметры материала и струи. Формирование и объем капель зависит от частоты капель и положения мениска струйного отверстия. Жидкость попадает в отверстие сопла под действием силы тяжести (бак для хранения жидкости должен быть немного ниже по высоте сопла). Поверхностное натяжение жидкости также удерживает жидкость на краю отверстия (отверстия) сопла. Выбрасывание капли изменяет это естественное состояние устойчивого положения жидкости. Это состояние обычно называют мениском жидкости. Мениск действует как барьер, и большую его часть можно преодолеть, чтобы обеспечить выброс капли. Мениск также оказывает сильное воздействие при растяжении. Чем ниже высота резервуара для хранения, тем выше сила, необходимая для выталкивания капли. Время действия менисковой пружины изменяет размер капли, скорость капли и напряжение привода при формировании капель. Более частые выстрелы капель означают, что характеристики капли постоянно меняются из-за положения мениска. Каждый материал для струйной печати имеет разные физические свойства и требует разных параметров принтера и настроек высоты резервуара. Материалы нельзя просто так переключать. Температура струйной печати должна контролироваться более тщательно, чтобы поддерживать поверхностное натяжение и вязкость в системе DOD, чем в системе CIJ.

Как правило, более низкая вязкость обеспечивает лучшее образование капель. [30] На практике печатать можно только жидкостями с вязкостью 2–50 мПа·с. [17] Точнее, жидкости, у которых число Онезорге больше 0,1 и меньше 1, являются распыляемыми. [31] [32] [33]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а б с д и ж Кеньон, RW (1996). Химия и технология систем печати и изображения . Глазго, Великобритания: Blackie Academic & Professional, Chapman & Hall. п. 113. ИСБН  0-7514-0238-9 .
  2. ^ Jump up to: а б Барнатт, Кристофер, 1967- (2013). 3D-печать: следующая промышленная революция . [Ноттингем, Англия?]: объяснение TheFuture.com. стр. 97–124. ISBN  978-1-4841-8176-8 . ОСЛК   854672031 . {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  3. ^ Jump up to: а б с д и Вебстер, Эдвард. (2000). Печать без ограничений: пятьдесят лет цифровой печати, 1950–2000 годы и позже: сага об изобретениях и предпринимательстве . Западный Дувр, Вирджиния: DRA of Vermont, Inc., стр. 49, 85, 113, 116, 133, 177. ISBN.  0-9702617-0-5 . OCLC   46611664 .
  4. ^ Jump up to: а б с Ховард, Роберт, 1923- (2009). Соединяем точки: моя жизнь и изобретения, от рентгеновских лучей до лучей смерти . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Добро пожаловать, дождь. стр. 151, 197, 202. ISBN.  978-1-56649-957-6 . OCLC   455879561 . {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  5. ^ Лоффредо, Ф.; Бурраска, Г.; Керсия, Л.; Сала, Д. Делла (2007). «Газосенсорные устройства, полученные методом струйной печати полианилиновых суспензий». Макромолекулярные симпозиумы . 247 (1): 357–363. дои : 10.1002/masy.200750141 . ISSN   1022-1360 .
  6. ^ Андо, Б.; Баглио, С. (декабрь 2013 г.). «Полностью струйные печатные датчики деформации». Журнал датчиков IEEE . 13 (12): 4874–4879. Бибкод : 2013ISenJ..13.4874A . дои : 10.1109/JSEN.2013.2276271 . ISSN   1530-437X . S2CID   12416435 .
  7. ^ Коррейя, В; Капаррос, К; Казеллас, К; Франческ, Л; Роча, Дж.Г.; Лансерос-Мендес, С (2013). «Разработка тензодатчиков для струйной печати». Умные материалы и конструкции . 22 (10): 105028. Бибкод : 2013SMaS...22j5028C . дои : 10.1088/0964-1726/22/10/105028 . ISSN   0964-1726 . S2CID   108824427 .
  8. ^ Рю, Д.; Мейерс, ФН; Ло, К.Дж. (2014). «Гибкие и фотоактивные тонкопленочные датчики деформации для струйной печати». Журнал интеллектуальных материальных систем и структур . 26 (13): 1699–1710. дои : 10.1177/1045389X14546653 . ISSN   1045-389X . S2CID   108689764 .
  9. ^ Молина-Лопес, Ф.; Бриан, Д.; де Рой, НФ (2012). «Все датчики влажности с аддитивной струйной печатью на пластиковой подложке». Датчики и исполнительные механизмы B: Химические вещества . 166–167: 212–222. дои : 10.1016/j.snb.2012.02.042 . ISSN   0925-4005 .
  10. ^ Веремчук, Ежи; Тарапата, Гжегож; Яхович, Рышард (2012). «Датчик влажности, напечатанный на текстиле с использованием струйной технологии» . Процедия Инжиниринг . 47 : 1366–1369. дои : 10.1016/j.proeng.2012.09.410 . ISSN   1877-7058 .
  11. ^ Курбат, Ж.; Ким, Ю.Б.; Бриан, Д.; де Рой, НФ (2011). 2011 16-я Международная конференция по твердотельным датчикам, исполнительным механизмам и микросистемам . стр. 1356–1359. doi : 10.1109/TRANSDUCERS.2011.5969506 . ISBN  978-1-4577-0157-3 . S2CID   24915761 .
  12. ^ Андо, Б.; Бальо, С.; Марлетта, В.; Писторио, А. (2014). Материалы Международной конференции по приборостроению и измерительным технологиям IEEE (I2MTC), 2014 г. стр. 1638–1642. дои : 10.1109/I2MTC.2014.6861023 . ISBN  978-1-4673-6386-0 . S2CID   38140983 .
  13. ^ Jump up to: а б Каппи, Б.; Озкол, Э.; Эберт, Дж.; Телле, Р. (2008). «Прямая струйная печать Si3N4: характеристика чернил, сырцов и микроструктуры». Журнал Европейского керамического общества . 28 (13): 2625–2628. doi : 10.1016/j.jeurceramsoc.2008.03.004 . ISSN   0955-2219 .
  14. ^ Уилсон, Стивен А.; Журден, Рено П.Ж.; Чжан, Ци; Дори, Роберт А.; Боуэн, Крис Р.; Вилландер, Магнус; Вахаб, Камар Ул; Вилландер, Магнус; Аль-Хилли, Сафаа М.; Нур, Омер; Когда, Экхард; Йоханссон, Кристер; Пагунис, Эммануэль; Коль, Манфред; Матович, Йован; Самель, Бьёрн; из Виноградника, Воутер; Джагер, Эдвин WH; Карлссон, Дэниел; Джинович, Зоран; Вегенер, Майкл; Молдаванка, Кармен; Иосуб, Родика; Абад, Эстефания; Вендландт, Майкл; Русская, Кристина; Перссон, Катрин (2007). «Новые материалы для микродатчиков и исполнительных механизмов» . Материаловедение и инженерия: R: Отчеты . 56 (1–6): 1–129. дои : 10.1016/j.mser.2007.03.001 . ISSN   0927-796X .
  15. ^ Чен, Чин-Тай; Чиу, Чинг-Лонг; Ценг, Чжао-Фу; Чуанг, Чун-Те (2008). «Динамическое развитие и формирование преломляющих микролинз, самоорганизующихся из испаряющихся капель полиуретана». Датчики и исполнительные механизмы A: Физические . 147 (2): 369–377. дои : 10.1016/j.sna.2008.06.006 . ISSN   0924-4247 .
  16. ^ Ле, Хюэ П. (1998). «Прогресс и тенденции в технологии струйной печати» . Журнал науки и технологий визуализации . 42 (1): 49–62. doi : 10.2352/J.ImagingSci.Technol.1998.42.1.art00007 . S2CID   8722163 . Архивировано из оригинала 6 ноября 2018 г. Альтернативный URL. Архивировано 14 июля 2012 г. на Wayback Machine.
  17. ^ Jump up to: а б Хатчингс, Ян М.; Мартин, Грэм Д., ред. (декабрь 2012 г.). Струйная технология для цифрового производства . Кембридж: Уайли. ISBN  978-0-470-68198-5 .
  18. ^ Тейлор, Г. (1964). «Распад капель воды в электрическом поле». Труды Королевского общества A: Математические, физические и технические науки . 280 (1382): 383–397. Бибкод : 1964RSPSA.280..383T . дои : 10.1098/rspa.1964.0151 . ISSN   1364-5021 . S2CID   15067908 .
  19. ^ Клупо, Мишель; Прюне-Фош, Бернар (1994). «Режимы работы электрогидродинамического напыления: критический обзор». Журнал аэрозольной науки . 25 (6): 1021–1036. Бибкод : 1994JAerS..25.1021C . дои : 10.1016/0021-8502(94)90199-6 . ISSN   0021-8502 .
  20. ^ Эмиттер капель жидкости
  21. ^ Камисуки, С.; Хагата, Т.; Тезука, К.; Нос, Ю.; Фуджи, М.; Атобе, М. (1998). «Маломощная, небольшая коммерческая струйная головка с электростатическим приводом». Труды МЭМС 98. IEEE. Одиннадцатый ежегодный международный семинар по микроэлектромеханическим системам. Исследование микроструктур, датчиков, исполнительных механизмов, машин и систем (Кат. № 98CH36176) . стр. 63–68. дои : 10.1109/MEMSYS.1998.659730 . ISBN  978-0-7803-4412-9 . S2CID   110081330 .
  22. ^ Сопло с подвижным выбросом чернил.
  23. ^ Импульсная система выброса капель
  24. ^ Способ и устройство для записи с помощью пишущих жидкостей и средства для проецирования капель для него.
  25. ^ Метод и устройство записи пузырьковой струи, в котором нагревательный элемент генерирует пузырьки на пути потока жидкости для выброса капель.
  26. ^ Термальный струйный принтер
  27. ^ Jump up to: а б с Йейтс, Стивен Г.; Сюй, Дэшэн; Мадек, Мари-Беатрис; Карас-Кинтеро, Долорес; Аламри, Халид А.; Маландраки, Андромахи; Санчес-Ромагера, Вероника (2014). Струйная технология для цифрового производства . стр. 87–112. дои : 10.1002/9781118452943.ch4 . ISBN  9781118452943 .
  28. ^ Широта, К.; Сиоя, М.; Шуга, Ю.; Эйда, Т. (1996). «Когирование неорганических примесей в чернилах для пузырьковой струи» : 218–219. {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )
  29. ^ Олсон, Гарри Ф. (1967). Музыка, физика и инженерия . Нью-Йорк: Dover Publications, Inc., стр. 4–11, 156, 220.
  30. ^ де Ганс, Б.-Ж.; Дуйневельд, ПК; Шуберт, США (2004). «Струйная печать полимеров: современное состояние и будущие разработки». Продвинутые материалы . 16 (3): 203–213. Бибкод : 2004AdM....16..203D . дои : 10.1002/adma.200300385 . ISSN   0935-9648 . S2CID   137356379 .
  31. ^ Дерби, Брайан (2010). «Струйная печать функциональных и конструкционных материалов: требования к свойствам жидкости, стабильность характеристик и разрешение» (PDF) . Ежегодный обзор исследований материалов . 40 (1): 395–414. Бибкод : 2010AnRMS..40..395D . doi : 10.1146/annurev-matsci-070909-104502 . ISSN   1531-7331 . S2CID   138001742 .
  32. ^ МакКинли, Гарет Х.; Ренарди, Майкл (2011). «Вольфганг фон Онезорге» . Физика жидкостей . 23 (12): 127101–127101–6. Бибкод : 2011PhFl...23l7101M . дои : 10.1063/1.3663616 . hdl : 1721.1/79098 . ISSN   1070-6631 .
  33. ^ Чан, Дэхван; Ким, Донджо; Мун, Джухо (2009). «Влияние физических свойств жидкости на возможность струйной печати». Ленгмюр . 25 (5): 2629–2635. дои : 10.1021/la900059m . ISSN   0743-7463 . ПМИД   19437746 .
  34. ^ Ченг, Стюарт Сюй; Ли, Тиганг; Чандра, Санджив (2005). «Получение капель расплавленного металла с помощью пневматического генератора капель по требованию». Журнал технологии обработки материалов . 159 (3): 295–302. дои : 10.1016/j.jmatprotec.2004.05.016 . ISSN   0924-0136 .
  35. ^ Ли, Тайк-Мин; Кан, Тэ Гу; Ян, Чон-Сун; Джо, Чондай; Ким, Кван Ён; Чхве, Бён О; Ким, Дон Су (2008). «Система капельной струйной обработки припоя для изготовления микроструктур». Транзакции IEEE по производству упаковки для электроники . 31 (3): 202–210. дои : 10.1109/ТЕПМ.2008.926285 . ISSN   1521-334X . S2CID   23560905 .
  36. ^ Пак, Бонгюн; Ким, Донджо; Чон, Сонхо; Мун, Джухо; Ким, Чан Суб (2007). «Прямое написание медных токопроводящих рисунков методом струйной печати». Тонкие твердые пленки . 515 (19): 7706–7711. Бибкод : 2007TSF...515.7706P . дои : 10.1016/j.tsf.2006.11.142 . ISSN   0040-6090 .
  37. ^ Бидоки, С.М.; Нури, Дж; Хейдари, А.А. (2010). «Компоненты схем, наносимые струйной печатью». Журнал микромеханики и микроинженерии . 20 (5): 055023. Бибкод : 2010JMiMi..20e5023B . дои : 10.1088/0960-1317/20/5/055023 . ISSN   0960-1317 . S2CID   109910627 .
  38. ^ Ко, картезианский. «Аргентум» . Картезианская компания . Проверено 27 октября 2017 г.
  39. ^ Ван, Тяньмин; Дерби, Брайан (2005). «Струйная печать и спекание ЦТС». Журнал Американского керамического общества . 88 (8): 2053–2058. дои : 10.1111/j.1551-2916.2005.00406.x . ISSN   0002-7820 .
  40. ^ «Струйная печать тонких пленок ЦТС для МЭМС: Ingenta Connect» . Дом . Проверено 27 октября 2017 г.
  41. ^ Jump up to: а б Лежен, М.; Шартье, Т.; Доссу-Йово, К.; Ногера, Р. (2009). «Струйная печать керамических микростолбчатых массивов». Журнал Европейского керамического общества . 29 (5): 905–911. doi : 10.1016/j.jeurceramsoc.2008.07.040 . ISSN   0955-2219 .
  42. ^ Кайданова Т.; Миданер, А.; Перкинс, доктор медицинских наук; Кертис, К.; Аллеман, Дж.Л.; Джинли, DS (2007). «Струйная печать с прямой записью для изготовления перестраиваемых схем на основе титаната бария-стронция». Тонкие твердые пленки . 515 (7–8): 3820–3824. Бибкод : 2007TSF...515.3820K . дои : 10.1016/j.tsf.2006.10.009 . ISSN   0040-6090 .
  43. ^ Кит, Йео Чеу; Шрикантан, Шримала; Хутагалунг, Сабар Дерита; Ахмад, Зайнал Арифин (2007). «Изготовление тонких пленок BaTiO3 методом струйной печати золя TiO2 и растворимых солей Ba». Материалы писем . 61 (23–24): 4536–4539. дои : 10.1016/j.matlet.2007.02.046 .
  44. ^ Дин, Сян; Ли, Юнсян; Ван, Донг; Инь, Цинжуй (2004). «Изготовление диэлектрических пленок BaTiO3 методом прямой струйной печати». Керамика Интернешнл . 30 (7): 1885–1887. doi : 10.1016/j.ceramint.2003.12.050 .
  45. ^ Галладж, Руван; Мацуо, Ацуши; Фудзивара, Такеши; Ватанабэ, Томоаки; Мацусита, Нобухиро; Ёсимура, Масахиро (2008). «Изготовление кристаллических пленок и рисунков из кристаллического оксида церия на месте методом струйного осаждения при умеренных температурах». Журнал Американского керамического общества . 91 (7): 2083–2087. дои : 10.1111/j.1551-2916.2008.02402.x .
  46. ^ Эйнсли, К.; Рейс, Н.; Дерби, Б. (1 августа 2002 г.). «Изготовление произвольной формы путем контролируемого капельного осаждения расплавов, наполненных порошком». Журнал материаловедения . 37 (15): 3155–3161. Бибкод : 2002JMatS..37.3155A . дои : 10.1023/A:1016106311185 . ISSN   0022-2461 . S2CID   137254926 .

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Inkjet_technology&oldid=1231477842"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: ec9836dcde42496e1afad701cacbbc89__1719572880
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/ec/89/ec9836dcde42496e1afad701cacbbc89.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Inkjet technology - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)