陶瓷噴墨打印技術中關于噴頭的解析

摘 要：本文從國內外陶瓷噴墨設備中使用不同廠家噴頭的運用情況進行闡述，并就陶瓷噴墨噴頭的打印情況作了進一步的分析。

關鍵詞：陶瓷噴墨；Spectra；XAAR；精工

1 引 言

最近幾年，陶瓷噴墨打印技術在陶瓷行業中迅速崛起。噴頭是噴墨機的核心，相當于人體的心臟，是國產化難度最高的器件。目前能應用于陶瓷打印行業的噴頭主要有三大生產廠家：日本精工SPT、英國XAAR（賽爾）、美國Spectra（被日本富士收購）。

2 不同類型噴頭簡介

日本精工電子集團所生產的精工產品最先使用在精密鐘表方面。如今集裝壓電式噴頭已具備有相當雄厚的實力與基礎。目前主要有SPT510、SPT508GS兩種型號噴頭在陶瓷行業中應用。

1990年，英國賽爾（XAAR）公司成立，為獲取發展和大規模開發新的數碼噴墨印花技術奠定了基礎。并在1984年獲得專利。目前在陶瓷行業中主要使用XAAR1001噴頭。

1984年，美國Spectra公司成立，最早主要是生產辦公打印熱發泡噴頭，由于某些原因最終轉而研發工業壓電式噴頭，目前已經非常成功。其噴頭的特點是墨滴較小（對應精度高）、噴射頻率較高（速度快）、與墨水的匹配范圍廣。目前應用在陶瓷行業的噴頭有Spectra Galaxy、北極星。不同噴頭的性能如表1所示。

3 不同噴頭的優缺點分析

從表1可以看出，各個廠家的噴頭既有優點，又有缺點，詳情如下所述。

3.1 XAAR1001噴頭

XAAR1001噴頭（見圖1）的噴孔數量最多，可達到1000個、噴頭精度可達360dpi。實際上，噴頭是分兩排，每排500個孔，墨滴的大小在6~42pl間，灰度級別可以控制在8；噴頭兩個進墨口，可以進行外部循環。其缺點為：點火頻率低、墨點速度慢、噴頭不耐磨，采用特氟瓏材料制作；陶瓷墨水采用的是納米顆粒，打印時間太長噴孔會變形、變大，導致打印精度下降。

XAAR1001噴頭主要應用在歐洲市場和國內的希望陶機上。據了解，目前由于XAAR1001噴頭產量有限、噴頭的價格昂貴、與墨水匹配較難等方面的原因，導致噴繪機的生產受到了一定的影響。

3.2 精工SPT510、SPT508GS噴頭

精工SPT510和SPT508GS兩款噴頭（見圖2）的主要區別為灰度級別：SPT510不帶灰度級別；SPT508GS帶3級灰度。其外觀形狀基本一樣，噴孔數量也差不多。精工噴頭點火頻率不算最高，最大的優點是采用不銹鋼材料制成，耐磨、不易磨損。但這兩款噴頭都只有一個進墨口，只能進行內循環，不適合陶瓷墨水在其噴頭上使用。因為陶瓷墨水容易沉淀，墨水到噴頭墨囊時間就有可能導致沉淀產生，影響圖案效果。SPT510和SPT508GS噴頭只有精工指定的獨家代理，才可以進行其設備的銷售與生產。目前國內只有晶繪精陶機電采用這款噴頭，使用的墨水需要精工噴頭廠家認證。

早期，精工噴頭就已在市場上進行了大量地推廣，所有的噴繪機都是采用精工噴頭進行噴繪。后來出現的XAAR1001與Spectra噴頭，導致精工噴頭在陶瓷行業的市場占有率明顯下降。

3.3 Spectra Galaxy噴頭

Spectra Galaxy噴頭（見圖3）的噴孔數最少，僅100個孔，但在陶瓷行業中運用得較廣。從結構上看，噴頭有兩個進墨口，因此可以進行自身循環。從其它性能上看，噴頭的點火頻率較高，可以達到2萬次/s；噴墨速度快，可以達到8m/s；采用不銹鋼材料制成，耐磨，使用壽命長。使用后發現噴頭不易堵孔，如選用同種墨水不同噴頭進行噴墨，其它噴頭就會出現堵孔現象，而Spectra Galaxy噴頭噴墨就會比較順暢，圖案效果較好，所以在使用中比較方便、省心。即使顆粒過大將噴孔堵住，一般都很容易清洗疏通。

目前這款噴頭在國外在陶瓷行業中應用得較多，國內僅有美嘉陶機采用這款噴頭。Spectra Galaxy噴頭對墨水的使用沒有嚴格的要求，可匹配的墨水種類很多，如水性、油性、溶劑性、銀導電墨水、硅墨水、CIGS墨水、生物細胞墨水等。

3.4 北極星噴頭

Spectra 北極星噴頭（見圖4）與 Galaxy噴頭區別很大。北極星噴頭由兩片噴頭組成，每片噴頭上兩個進墨孔，每片噴頭噴孔分成兩排，相當于這個噴頭有4個進墨口，4排噴孔，每排噴孔128個。北極星噴頭的優點為：點火頻率高，可達30kHz；噴墨速度快，可達8m/s；采用不銹鋼制成。與 Galaxy區別在于噴孔沒 Galaxy容易疏通，剛上墨水時較難一次性把全部孔洞疏通。在陶瓷行業中，國內有泰威、彩神、新景泰采用北極星噴頭，墨水與噴頭的匹配性能較好，不需要噴頭廠家認證。

4 結 語

目前國內外噴頭廠家大致有20多家，在工業上用的比較多的有賽爾、精工、Spectra、柯尼卡、愛普生等。噴頭屬于微電機高精度的產品，但由于技術方面不夠成熟，投資資金巨大，操作比較復雜，成品率較低等方面的原因，導致國產噴頭還不能投產使用，有待專業人士進一步的研究。