فناوری جوهرافشان حرارتی: اصول، مزایا و چالش‌ها
- اصل فنی (اصل کار)
هسته حرارتی چاپ جوهر افشان در خروج حباب‌ها بر اثر گرما نهفته است:
- گرمایش آنی المنت حرارتی (مقاومت لایه نازک)
یک لایه نازک الکتروترمال درون حفره نازل با اندازه میکرون وجود دارد.
هنگامی که با جریان پالسی گرم می‌شود، دما می‌تواند به 300 تا 400 درجه سانتیگراد برسد.
- تبخیر جزئی جوهر حباب تولید می‌کند
دمای بالا باعث می‌شود جوهر داخل حفره نازل به صورت موضعی تبخیر شود و حباب‌های حرارتی به سرعت در حال انبساط تشکیل شوند.
- جت جوهر فشرده سازی حباب
حباب‌های هوای در حال انبساط، جوهر را از نازل به بیرون پرتاب می‌کنند و قطرات جوهر را تشکیل می‌دهند.
- خنک‌سازی حبابی و انقباض
وقتی گرمایش متوقف می‌شود، حباب‌ها به سرعت می‌ریزند و جوهر جدید از محل ذخیره جوهر دوباره به داخل حفره پر می‌شود.
- تکرار
هر نازل می‌تواند عمل پاشش را ده‌ها هزار بار در ثانیه تکرار کند.
- مزایا
1. ساختار ساده و کم هزینه
به اجزای گران‌قیمتی مانند تراشه‌های پیزوالکتریک نیاز ندارد و ساختار نازل و فرآیند تولید آن نسبتاً ساده است.
ارزان‌تر از آن است جوهر افشان پیزوالکتریک (PIJ) و دستیابی به چاپگرهای کم‌هزینه یا هدهای چاپ یکبار مصرف کم‌هزینه را آسان‌تر می‌کند.
② دقت تزریق بالا
میکرو نازل چگالی بالایی دارد و امکان چاپ با دقت بالا (600 تا 1200 نقطه در اینچ یا حتی بالاتر) را فراهم می‌کند.
حجم قطرات جوهر را می‌توان تا سطح پیکولیتر (pL) کاهش داد.
③ سرعت بالا و پاسخ سریع
انبساط حرارتی، زمان پاسخ در محدوده نانو ثانیه تا میکرو ثانیه.
مناسب برای کدگذاری خط تولید پرسرعت، چاپ برچسب، چاپ اسناد اداری و غیره
④ تعمیر و نگهداری ساده
کمتر مستعد مشکلات فرسودگی مختص نازل‌های پیزوالکتریک است.
نازل‌های یکبار مصرف از مشکلات نگهداری طولانی مدت جلوگیری می‌کنند.
⑤ مدار راه اندازی ساده و یکپارچه سازی آسان
این درایو فقط به یک جریان پالسی ساده نیاز دارد و نیازی به ولتاژ بالا یا کنترل شکل موج پیچیده ندارد.
- چالش‌ها
① سازگاری بالا با جوهر
فوم‌سازی حرارتی به جوهرهایی نیاز دارد که بتوانند در برابر گرمایش آنی در دمای بالا مقاومت کنند و باید دارای خواص زیر باشند:
- ویسکوزیته پایین
- پایداری حرارتی خوب
- تشکیل رسوب یا کربنیزاسیون آسان نیست
بنابراین، حرارتی چاپ جوهر افشان برای جوهرهای UV، جوهرهای با ویسکوزیته بالا یا جوهرهای حاوی حلال‌های ذره‌ای مناسب نیست.
② طول عمر نازل تحت تأثیر گرما قرار می‌گیرد.
گرمایش مکرر و طولانی مدت ممکن است باعث خستگی لایه مقاومتی و کک شدن حفره نازل شود.
اگرچه می‌توان نازل‌های یکبار مصرف طراحی کرد، اما نازل‌های صنعتی با طول عمر بالا همچنان یک محدودیت هستند.
③ به دلیل انرژی جت محدود، ایجاد حجم قطرات جوهر بسیار زیاد دشوار است.
در مقایسه با چاپ پیزوالکتریک، او برای چاپ قطرات کوچک، دقت بالا و سریع، نسبت به کاربردهای با فرمت وسیع، حجم بالا و ویسکوزیته بالا، مناسب‌تر است.
④ مشکلات پایداری ناشی از گرادیان دما
تغییر مکرر دمای نازل از صدها درجه سانتیگراد تا دمای اتاق ممکن است باعث پاشش ناپایدار و گرفتگی نازل شود.
دمای محیط و رطوبت تأثیر قابل توجهی بر خواص جوهر دارند.
⑤ محدودیت‌های سازگاری مواد
برخی از جوهرهای صنعتی از نظر شیمیایی قوی ممکن است ساختار هد چاپ را دچار خوردگی کنند و کاربرد صنعتی آنها را محدود کنند. او.
