关于陶瓷数字喷墨打印喷头的分析探讨
喷墨打印技术在陶瓷行业应用中相关问题的探讨
３ 喷 墨 打 印产 品需 具备 的基 本 条 件
过程 中所遇到的问题 ， 及其解决措施总结出来供大家借鉴。
２ 喷 墨 印花机 的优 点
３１ 企业需 了解 其生产 的 目的 ．
企业必 须首先要 明 白使 用喷墨 印花机 的 目的。 陶瓷
花 而且 产品 的生命周期 越来 喷墨 印花机 的主要优点 为 ： 它属 于非接触 式 打印 。 可 种 类五花 八 门 ， 色成千上 万 ， — 短则 数月就需 要更新 。一个工 厂 （ 品 “ 印刷 ” 凹凸面 产 品 ； 非实 物制 版 ， 转版 简单 迅速 ， 个性 越短 。长 则 １ ２年 ， 是 需 在行 业 中具有 竞争 优势 ， 才能 化 生产 的有 力武器 ， 并可减少 库存 ； 色 、 调 操作 简单 ， 可大 牌 ） 做好 几类 花色 品种 ，
Ｓｕ ｍｍａｒ ｙ＆ Ｒｅ ｉｗ ｖｅ
综 述 与 评 述
喷墨打印技术在 陶瓷行业应用 中相关问题 的探讨
彭基 昌
（ 山 市新 景泰 机械 设 备 有 限公 司 ， 山 ５ ８ ３ ） 佛 佛 ２ １ ３
摘
要 ：本 文 主要 阐述 了 喷 墨 印 花 机生 产 时 需具 备 的 基本 条件 ， 以
花机 的神秘面纱得 以迅速揭开 。喷墨 印花机给陶瓷行业所 带来的影 响 ， 成了建陶行业有史 以来最热门的话题。笔者一 直钻研于施釉设备 、 印花机 的研发和生产 ． 对喷墨印花机在 国内外的研发 、 推广历程较为明晰 。现将喷墨 印花机在应用 陶瓷 企业要想 生产 出较好 的喷墨打 印产 品 ，就必须 要 有相应 的计 划和实施方 案 。因此 ， 必须具备 以下三个方 面 的基本条件 。
设 计 的图案 并不太多 。同时 ， 陶瓷印花行业 中采用喷墨 在
陶瓷喷嘴的应用及特点
陶瓷喷嘴的应用及特点引言陶瓷喷嘴作为一种新型喷嘴材料，近年来在机械加工、化工、医学、航空等领域得到了广泛应用。
其主要应用特点是高强度、抗腐蚀、高温、防磨损、行程稳定等。
本文将从材料特性和应用特点两个方面进行详细介绍。
陶瓷喷嘴的材料特性1. 高强度一般来说，陶瓷喷嘴的抗压、弯曲强度远高于金属喷嘴，而且具有较好的韧性，不易破裂。
这是由于它们具有均匀且细小的晶粒结构、高烧结密度、无孔、无缺陷的材料结构所致。
2. 抗腐蚀陶瓷喷嘴的抗腐蚀性能较好，可以在酸、碱、盐等恶劣介质中使用。
这是由于陶瓷材料的稳定化学性质和无机非金属化合物的化学稳定性所决定的。
对于一些对环境要求较高的工作环境，陶瓷喷嘴具有不可替代的优势。
3. 高温陶瓷喷嘴的使用温度范围可以达到2000°C以上，这是由于其热膨胀系数小、热传导系数小、比热容小等因素共同作用的结果。
因此在高温、高压、高速、强腐蚀介质等恶劣工况下，陶瓷喷嘴能够长期稳定地工作，减少设备故障的风险，提高生产效率和减少维修成本。
4. 防磨损陶瓷喷嘴比金属喷嘴具有更好的耐磨损性能，尤其适用于高磨损的介质下的喷雾。
这是由于陶瓷材料的硬度高，耐磨损。
在冲蚀和微晶相转换过程中，陶瓷喷嘴的表面变硬，对于耐磨性能的提高起到了积极的作用。
陶瓷喷嘴的应用特点1. 污染物的处理陶瓷喷嘴在污染物处理方面应用广泛。
例如，将喷雾器置于烟气中，利用高速喷雾物质吸附烟气中的PM2.5等污染物，实现烟气净化的目的。
将降解或吸附剂喷雾到废气中，可以将NOx，SOx等有害气体进行化学反应转化为安全的物质，达到废气处理的效果。
2. 化学、医学领域在化学、医学领域，陶瓷喷嘴的应用也非常广泛。
喷嘴可以将样品雾化成细小颗粒，使其更容易进行分析。
在口腔治疗上，陶瓷喷嘴可以用于喷洒药液，减少治疗后的不适感受。
3. 可控性强陶瓷喷嘴的行程稳定性和控制性优于常规喷嘴。
喷嘴的精密设计及加工技术，使其可实现微米级别的喷雾，从而实现对喷液粒度和流量的高效控制，为产业提供了更多的可能性。
表面张力、粘度在陶瓷喷墨中起的作用、原理及解决方案
表面张力、粘度在陶瓷喷墨中起的作用、原理及解决方案陶瓷装饰用喷墨打印墨水是通过喷墨打印的方式施在待装饰陶瓷制品上，经过800 ℃以上烧制后起装饰作用的液态物料。
陶瓷墨水分类，按结构分，可以分为水基型和有机溶剂型陶瓷墨水。
按颜色分，可以分为黄、粉红、红棕、蓝、黑等颜色。
陶瓷墨水有三方面的要求，第一，满足喷墨打印的要求：粘度、表面张力、粒度分布等;第二，满足高温烧成显色：色差;第三，其他参数：pH值、固含量、稳定性等。
本文主要分析表面张力、粘度在陶瓷喷墨中起的作用。
在陶瓷喷墨打印过程中，影响墨水最终打印效果有两个状态：墨水飞出喷头瞬间的形状和墨水在底釉上的铺展。
当墨水飞出喷头时，若表面张力过大，容易出现墨滴拖尾的现象，造成拉线问题；若表面张力过小，墨水喷出时容易扩散，在空中分离，易产生卫星状墨滴，会使图案的清晰度和层次感降低，并随着时间的迁移，在喷嘴膜形成墨滴，造成挂墨。
如下图，蓝色曲线为出现挂墨墨水（黄色）的动态表面张力曲线，红色曲线为意达加墨水（黄色），可以很清晰的看出蓝色曲线的20ms-80ms之间的动态表面张力值低于意达加墨水。
当墨水与底釉接触时，会在极短时间内形成液-固界面，短时间内迁移至此液-固界面上的表面活性剂分子数量决定了最终的润湿效果。
迁移到界面的表面活性剂分子数量越多，即反映出来的此时刻动态表面张力越小，最终的润湿效果越好；反之润湿效果越差。
因此，墨水能否快速地润湿渗透底釉取决于墨水在此时间内的动态表面张力值。
此过程也解释了许多厂家普遍反映的传统的静态表面张力值不准确的原因。
墨水在底釉上的铺展分为单层印刷与多层印刷。
单层印刷时，因没有后续的墨水叠色，故只需考虑墨水在底釉上润湿效果，润湿时间要求并不严格，其准静态表面张力值在18-30mN/m(40℃)。
叠色印刷时，不同色的叠印间隔时间很短，为了不影响后面的叠印效果，第一层（通常为青色）墨水要求必须在极短时间内干燥并润湿底釉，因此，青色墨水的20ms~80ms内的动态表面张力需足够低。
深度剖析：陶瓷喷墨打印机结构
深度剖析：陶瓷喷墨打印机结构深度剖析：陶瓷喷墨打印机结构⒈引言陶瓷喷墨打印机是一种广泛应用于陶瓷产品制造行业的打印设备。
本文将对陶瓷喷墨打印机的结构进行深度剖析，以便读者能够更好地了解其工作原理和内部组成。
⒉结构概述陶瓷喷墨打印机主要由以下几个组件组成：⑴喷头组件：包括喷头、喷嘴和喷墨电路等。
喷头是打印机的核心部件，负责将墨水喷射到陶瓷材料上。
⑵墨水供给系统：由墨盒、墨池和输墨管道等组成，用于储存和供给墨水。
⑶运动控制系统：包括电机、导轨、传动装置等，用于控制打印头的移动和精准定位。
⑷控制电路系统：由主控芯片、电源和信号处理模块等组成，负责控制整个打印机的运作。
⒊喷头组件详解⑴喷头结构：喷头通常由多个喷嘴排列成一排，墨水从喷嘴喷出。
喷嘴的数量决定了打印机的分辨率和打印速度。
⑵喷墨电路：喷墨电路通过控制墨水的喷射和停止，实现图案的打印。
它包括墨水供给通路、电磁阀和电磁驱动器等。
⒋墨水供给系统详解⑴墨盒：墨盒是储存墨水的容器，通常由可更换的墨盒构成。
墨盒的质量和设计直接影响打印质量。
⑵墨池：墨池用于暂时储存墨水，并通过输墨管道向喷头供给墨水。
⑶输墨管道：输墨管道连接墨池和喷头，将墨水从墨池输送到喷头。
输墨管道的材质选择和内部结构设计对墨水供给效果有影响。
⒌运动控制系统详解⑴电机：打印机使用步进电机或伺服电机来控制打印头的移动。
电机的类型和参数会影响打印机的定位精度和速度。
⑵导轨：导轨用于支撑和引导打印头的移动，通常采用线性导轨或滑轨。
导轨的质量和平整度对打印头的运动精度有影响。
⑶传动装置：传动装置通过传动带、丝杆、齿轮等将电机的旋转转换为打印头的线性移动。
传动装置的精度和可靠性会影响打印机的整体性能。
⒍控制电路系统详解⑴主控芯片：主控芯片是打印机的大脑，主要负责处理打印机的指令和数据，控制打印过程的各个环节。
⑵电源：电源为打印机提供工作所需的电能。
⑶信号处理模块：信号处理模块用于接收并处理打印机的输入信号，如打印指令、打印数据和传感器信号等。
陶瓷喷墨打印喷头的工作原理、技术指标及其发展趋势
中 国喷 墨 打 印 机 的 市 场 约 为 ３０００台 ，陶瓷 喷 墨 打 印 机 市
陶 瓷 喷 头 最 初 是 用 于 包 装 条 形 码 、包 装 保 质 期 编 码 、
场约 ６０亿 ．喷头 市场约 ４２亿 。如果喷 头的使用折 旧为 ５ 喷绘 等方 面 ，直到被 发现可用 于打 印高粘度 的 陶瓷墨水 ，
１ 前 言
文 主 要 介 绍 了 陶 瓷 喷 头 的 原 理 、技 术 指 标 及 其 认 证 程 序 ， 并 分 析 了 陶 瓷 喷 头 的发 展 趋 势 ，为 陶 瓷 墨 水 的研 发 、推 广
目前 ，国 内 陶 瓷 喷 墨 打 印机 约 ５００台 ，如 果 平 均 每 台 及使 用提供 了参考 。
设备的均价为 ２００万 ．国内陶瓷喷墨打印机市场 约 １０亿 ，
如果按喷 头成本 占喷 墨机的 ７０％计 算 ，喷头 市场约 ７亿 。 ２ 陶 瓷 喷 头 的工 作 原 理 以及 墨水 喷 射模 型
当 前 全 国共 有 各 种 陶瓷 砖 生 产 线 ３２７３条 ，按 其 中 ５０％生
产瓷 片和仿古砖 ，每条生 产线配 置 ３台喷墨打 印机估算 ， ２．１ 陶瓷喷头 的工作 原理
喷 头 企 业 都 在 争 夺 全 球 的 陶 瓷 喷 头 市 场 ，很 可 能 推 出更 压 电陶瓷发生 体积形变 ，在墨水 腔 内产 生压力 波 ，通 过共
适合 陶瓷喷 墨打印的喷头 。
振将墨水 振 出喷孔 。喷墨工艺 既受 墨水 的物理性 能 、喷头
陶瓷 喷头是 陶瓷喷墨打 印机 的核心部 件 ，直 接影 响 孔 内径 的 影 响 ，又 受 波 形 方 程 、温度 补 偿 方 程 的 影 响 。
３０ｋＨｚ时 ，墨 滴容 积 为 ３０ｐｌ；点火 频率 为 １０ｋＨｚ时 ，墨滴 一 型 号 墨 水 最 多 有 ３个 不 同 波 形 方 程 支 持 赛 尔 Ｘａａｒ
陶瓷喷墨印刷技术的优势及不足
26 FOSHAN CERAMICS Vol.24 No.5 渊Serial No.214冤
朱丽萍
渊广东宏陶陶瓷有限公司袁佛山 528237冤
本文主要阐述了丝网尧辊筒和喷墨三种印花技 术的特点袁并分析了喷墨印花的优势以及不足之处遥 预 测未来喷墨打印技术最终会发展到喷墨打印机兼容尧扫 描尧电脑自动化分色尧调色尧自动打印的一体化发展遥
2 三种陶瓷印花技术的简介及特点比较
过去袁丝网印花机在陶瓷行业中比较普及遥 丝网印花 属于孔版印刷袁印刷时是通过刮刀的挤压袁使花釉通过网 版图文部分的网孔转移到砖面上袁 形成与原板一样的图 案遥 丝网印花的工艺简单尧操作容易尧工序少尧效率高袁利 于实现机械化生产曰可进行不同批量的生产曰可选用冷印
瓷墨袁也可选用热印瓷墨曰具有无接口尧古朴尧美观等特 点遥 但丝网印花其直接印刷法会使坯体开裂的几率增大袁 不能印刷到产品的边缘曰 网板的磨损常常造成生产线的 停顿和废品出现曰且不能实现对瓷砖凹凸面的印刷袁导致 图案比较单一尧僵化袁很难实现表面的多元尧立体效果遥
浅谈陶瓷喷墨机的性能优势
浅谈陶瓷喷墨机的性能优势陶瓷喷墨机是一种利用喷墨技术在陶瓷表面进行印刷的设备，其性能优势主要体现在以下几个方面：1. 高分辨率：陶瓷喷墨机可以实现非常高的分辨率，通常可以达到600dpi以上，甚至更高。
高分辨率意味着印刷输出的图案更加清晰、精细，能够更好地呈现细腻的纹理和色彩。
这对于印刷陶瓷产品来说非常重要，可以增强产品的质感和美观度。
2.多彩色印刷：陶瓷喷墨机能够实现多彩色印刷，可以使用多种颜色的喷墨墨水进行印刷，使得印刷图案更加丰富多样。
与传统的陶瓷印刷方式相比，传统方式只能使用有限的颜色进行印刷，而喷墨技术可以更好地满足个性化和定制化的需求。
3.可变图案：陶瓷喷墨机可以实现图案的可变性。
传统的陶瓷印刷方式通常需要制作模具，使得图案固定不变。
而喷墨技术可以根据需要随时变更图案，在短时间内就可以切换不同的设计。
这对于陶瓷制造企业来说是非常有利的，可以更好地满足市场需求的多元化和个性化。
4.灵活性和效率：陶瓷喷墨机的操作简单灵活，快速调整喷墨头的位置和喷墨参数，能够适应不同规格尺寸和形状的陶瓷产品印刷。
同时，喷墨技术还具有高效率的特点，喷墨速度较快，可以提供更高的生产效率，缩短交货周期。
5.节约成本：相比传统的陶瓷印刷方式，陶瓷喷墨机可以实现无模具印刷，可以大幅度减少模具的制作成本和时间，节约生产成本。
此外，喷墨技术还可以减少废品率，提高产品的合格率，降低不良品率的产生，进一步降低成本。
6.环保性：陶瓷喷墨机使用的喷墨墨水通常是水性或溶剂性的，不含有有毒有害物质，对环境无污染。
与传统的陶瓷印刷方式相比，喷墨技术更加环保和可持续，符合现代社会对环保生产的要求。
总之，陶瓷喷墨机具有高分辨率、多彩色印刷、可变图案、灵活性和效率、节约成本以及环保性等性能优势。
这些优势使得陶瓷喷墨机在陶瓷行业得到越来越广泛的应用，为陶瓷产品的生产和印刷提供了更好的技术解决方案。
陶瓷喷墨打印介绍
陶瓷喷墨打印技术广泛应用于瓷砖、陶器、餐具等领域。
应用领域
随着消费者对个性化、定制化产品的需求增加，陶瓷喷墨打印技术的市场需求不断增长。同时，技术的不断创新和成本的降低使得该技术在陶瓷行业的应用越来越广泛。
市场现状
应用领域和市场现状
02
陶瓷喷墨打印材料
烧成后进行表面处理、切割、打磨等后处理，以获得最终的陶瓷产品。
后处理
对最终产品进行质量检测，确保符合设计要求和性能标准。
质量检测
烧成和后处理
04
陶瓷喷墨打印的优势与挑战
高精度打印
色彩丰富
高效生产
环保
优势分析
01
02
03
04
陶瓷喷墨打印技术可以实现高精度的图案和文字打印，满足各种精细的陶瓷装饰需求。
陶瓷墨水
成分：陶瓷墨水主要由无机非金属粉末、连结料、溶剂和助剂组成。无机非金属粉末是墨水中的固体成分，提供了陶瓷制品的主体材料；连结料的作用是将无机非金属粉末牢固地结合在一起，使墨水具有合适的粘度和触变性；溶剂是用来溶解和稀释连结料的；助剂则用来调节墨水的各种性能。
陶瓷基板
材质：陶瓷基板通常由氧化铝、氧化锆、莫来石等无机非金属材料制成。这些材料具有良好的耐高温性、绝缘性、机械强度和化学稳定性，能够满足不同领域的应用需求。
陶瓷喷墨打印介绍
目录
CONTENTS
陶瓷喷墨打印技术概述 陶瓷喷墨打印材料 陶瓷喷墨打印工艺 陶瓷喷墨打印的优势与挑战 陶瓷喷墨打印的应用案例
01
陶瓷喷墨打印技术概述
陶瓷喷墨打印技术起源于20世纪90年代，最初用于纸张打印。
技术起源
随着技术的不断进步，陶瓷喷墨打印技术逐渐应用于陶瓷制品的生产。
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关于陶瓷数字喷墨打印喷头的分析探讨
韩：对“喷墨”二字进行拆解。
“喷”形声字，形从口，音从贲，“贲”意为“冲”，也就是说墨水的喷出要靠脉冲电压控制性的挤压而出。
“口”与“贲”联合起来表示“从口子中冲出”。
那么，喷头的“口”——孔径和“贲”——控制系统就是喷墨喷头技术的关键。
下面请凡江喷墨何工给我们讲一讲“喷头”。
何：虽说很简单就一个喷字，但实际很复杂。
工业喷头都是压电喷头，都是由压电陶瓷挤压出来的。
怎么挤压出来，既要受墨水的物理性能、喷头孔内径的影响，更要受脉冲电信号控制。
譬如赛尔公司的1001型喷头，有 1000个喷孔、有两态、8级灰度，墨滴可以从
6PL到42PL，控制喷墨大小就与脉冲电压和喷头孔内径有关。
如图1的两种喷墨图,其实是两种不同的墨水,两种墨水物理特性都一样,粘度,表面张力都一样,但实际从喷头里打出来
的效果完全不一样。
为什么不一样，主要是与喷头的控制有关系，一是脉冲不同，二是精度不同，图1左可以看到不同大小的墨滴，相对应墨滴尾巴长度直度、小墨滴数量都基本相同，但是图1右就不容乐观，相应墨滴尾巴长短不一，且有漂移的现象。
图2为示意图，右图是完美的墨滴，而左图就是有相当缺陷的墨滴，有散墨和漂移墨存在。
所以喷头、喷头控制系统是“喷”字的关键。
尽管“贲”是对口的修饰，但是它却是“虎贲”之口，很关键。
韩：是的，喷头控制的关键应对应在墨滴量、下落位置精度和下落直度精度上，否则这个喷头就会造成“贲溃”。
还有何工，继上届喷墨技术成为陶瓷工业展亮点后，2011年广州国际陶瓷工业展再次将喷墨打印推向高潮，本次展会共展出喷墨设备、墨水以及相关产品的
国内外企业接近30家。
尤其值得注意的是，包括新景泰、泰威、美嘉、科越、希望、彩神、精陶、锐颜等八家亮相的喷墨打印机全部实现国产化。
其中，新景泰推出全套喷墨打印机设备，希望推出数码彩喷印花机，彩神推出高速陶瓷数码喷墨印花系统，美嘉推出数码嘉年华喷墨打印机，科越推出KM46BZD型喷墨打印机，精陶推出陶瓷喷印机，锐颜推出喷墨直喷机。
在开启喷墨国产元年时代，它们的喷头都有哪些特征。
我注意到，这8家喷墨打印机它们使用的喷头也是五花八门，譬如希望陶机和未参展的北大方正都是用赛尔1001喷头，精陶是日本精工的SPT1020喷头，泰威、彩神和新景泰听说原本计划也用赛尔1001的，后来由于赛尔供货紧张改用FujifilmDimatix(北极星喷头）。
那么，我们能不能对在中国使用最常见的三类喷头做一分析。
譬如赛尔公司1001喷头、日本精工SPT1020喷头和FujifilmDimatix(北极星喷头）做一分析。
何：好的，英国赛尔XAAR 1001/GS6 ，6-42PL；见图3 打印條寬度70.5mm ，喷嘴密度360npi,m墨滴流速6m/s，點火频率50kHz。
XAAR 1001/GS6 ，6-42PL喷头能实现8级灰度，且墨滴较小，喷孔密度高，可大幅提高喷印质量和清晰度（在横向可实现360dpi)。
但是墨水必须使用赛尔认证的陶瓷墨水，且目前喷头紧张，造成后期生产成本较高、维护保养比较有难度。
最早应用于陶瓷喷墨打印机，性能也稳定，配套服务设施全，但是目前货源紧张，导致我国的喷墨部分陶瓷喷墨打印生产厂家改从FujifilmDimatix那里取货。
刚才讲了，国内陶瓷喷墨打印机场上今年都开始到FujifilmDimatix那里订购喷头，一方面是赛尔公司货源紧张，价格昂贵。
另一方面是FujifilmDimatix的产品和营销策略赢得了中国客户的尊重。
FujifilmDimatixt推出了系列齐全的打印喷头，能满足不同客户的需求，如Spectra polaris-512,15pl/35pl/85pl，能提供可调墨滴的大小从15到200pl的512个可独立寻址的喷墨喷嘴射流与显著的直线墨滴。
此外，加热器和温度传感器允许精确控制油墨的粘度在射流温度高达60摄氏度。
喷头Spectra polaris-512喷头
喷头技术(15PL)4个压电式喷墨打印(35PL)2个压电式喷墨打印(85PL)4个压电式喷墨打印
输出产量2pass 84 35 96 3pass 56 25 64 4pass 42 18 48 6pass 28 12 32 8pass 21 9 24
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在今年的广州陶瓷工业展会上，日本精工的510 80pl二态喷头和508 GS灰度级喷头引起大家关注。
510 /80pl二态喷头墨滴较大，喷头价格相对较适宜，喷头孔大，可以针对陶
瓷墨水易沉淀、发色力弱的特点，特别适合国内厂家和国内墨水，此外钢制喷头表面使用寿命较长，不易腐蚀磨损。
笔者，建议技术力量比较薄弱的国内部分企业可以考虑使用。
对于508 GS具有3级灰度，就是说墨滴大小可控制在12pl，24pl和36pl三个级别，墨滴也相对较小，对于技术力量较强的企业也已经可以了。
所以说，精工的路线可是走的一个中档偏下，一个是中档偏上的路线，尽管来说，清晰度只有180dpi，喷墨速度不快，但是由于这两款精工喷头已经是属于家喻户晓、随处可见的喷头且对墨水的要求相对较低，也是比较适合中国国情的喷头和陶瓷喷墨打印机。
（作者：韩复兴，何健）。