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简述喷码机的几种工作方式及原理解析

来源:广州市蓝新机电设备有限公司网址:http://www.gznascence.com

  喷码机主要是在各种物体表面,喷印图案文字和数码的,是机电一体化的高科技产品,由于墨滴只有垂直方向的变化,所以需要被喷印物和喷头相对转移,才能可形成打印的资料。喷码机的种类繁多,这里为你提供几种喷码机的工作方式和原理解析。



一. 阀门式喷印

  这种方法是最易实现的, 在过去20年中, 主要用在外包装箱施印.基本上, 一个阀门喷印装置包括一个低压油墨系统, 一个电子控制机箱和一个用软性导管与机箱相连的喷头. 油墨系统中的油墨经过简单的开/合阀门被送到喷头中的喷嘴中(一个喷头一般有7到18个直径200微米的喷嘴或更多). 当一个油墨滴需要被喷出时, 电子元件打开相应的开/合阀, 油墨滴就被喷射出来。

阀门式喷印的喷印质量不稳定. 这是由于油墨在被射出之前一直停留在喷嘴里, 如果油墨在管道中干了, 就会产生阻塞. 系统使用水基油墨在渗透性表面上喷印时效果**. 许多阀门式喷印系统制造商生产干燥速度快于水基油墨的非渗透性表面用油墨, 这时阻塞便时会发生, 干燥时间也仍然颇长-大约需15~30秒。

总的来说, 如果对喷印质量要求不高和经常清洗喷头, 阀门式喷印系统都可以表现良好. 虽然购置成本较低, 但一两年后阀门式喷印系统的使用成本计算下来都较高, 所以这种技术有逐渐被脉冲式喷印技术所替代.脉冲式喷印技术主要分为两种类型: 压电式喷印和气泡式喷印-这两种技术的实现差别很大. 脉冲式喷印的喷头由办公打印领域发展而来-脉冲式打印现在在办公打印领域被广泛接受并有很好的效果。



二.压电式喷印

脉冲式喷印技术首先出现的是压电式喷印,简单地说, 喷嘴中的油墨压力必须足够低(或者是负压), 因为是油墨的表面张力将油墨保持在喷嘴中, 需要喷印时, 一个脉冲电压加在压电晶体上, 压电晶体产生变形, 使喷嘴油墨腔的容积减少. 这样, 一滴油墨便从喷嘴中喷射出.然后, 压电晶体恢复原状, 由于表面张力作用, 新的油墨进入喷嘴. 通过并排排列大量喷嘴, 就可以获得理想的喷印宽度和解像度(一般8-6点/毫米). 虽然可以通过倾斜放置喷头(这样会牺牲打印高度)来提高喷印解像度, 喷印解像度根本上还是由喷嘴间距决定的. 更加精密的改进可以使每个压电晶体驱动更多的喷嘴(比方说8个), 32个压电晶体可以驱动256个喷嘴中的油墨, 这样就会有更大的喷印范围, 当然在被喷印表面上只有32个可编程落点.

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压电式UV高解析喷码机喷头墨水滴落示意图


另一种实现压电式喷印的方法是加热喷头, 同时使用热溶性油墨. 这样, 在喷嘴中保持为流体的油墨在较冷的被喷印物表面上就会固化. 这种压电式喷印系统在许多被喷印表面上都能得到好的效果,但在触碰的过程中容易被刮掉. 除了油墨在喷嘴中会变干的问题, 另一个需要注意的问题是喷头对振动很敏感. 振动可使油墨被振出喷嘴和油墨腔, 以至于表面张力无法使油墨充填道喷嘴中, 这时系统必须重新启动. 显而易见 ,发现振动问题时, 喷印质量已经受到了影响.


三.气泡式喷印

一个电压加在2个端子上, 由于端子间的阻抗,油墨被加热, 从而形成了一个蒸气泡, 由于气泡的膨胀, 一滴油墨喷出喷嘴. 去掉端子间的电压时, 气泡消失, 由于表面张力作用, 新的油墨充填列喷嘴中. 象压电式喷印技术一样, 将一系列喷嘴排列在一起, 就会得到更大的喷印范围. 解像度很大程度上由喷嘴排列的密集程度决定。

油墨特性对于气泡式喷印系统的正常工作特别重要. 在办公室里, 可以控制打印物表面, 使之与油墨相配, 但在生产环境下完全是另一码事. 由于这个原因, 气泡式喷印技术在产品编码领域的影响受到了一定限制. 不过,在气泡式喷印油墨适用的场合, 我们可以得到出色的喷印效果.


四.连续式喷印

喷码机工作示意图

油墨墨滴通过充电电极上的脉冲电压充电后通过高压偏转板在产品表面扫射成字体或图案。 实际过程却并非如此简单, 我们必须使墨滴断裂与对充电极板充电同步, 必须考虑带电墨滴之间的相互排斥, 甚至飞行中墨滴的空气动力问题。
因为油墨喷射是连续式的, 连续式喷墨编码机可以使用许多类型的油墨, 特别是那些干燥速度非常快的油墨(1秒以内).。因此连续式喷墨编码技术对于那些在印码后需要迅速处理的具有非渗透性表面的产品(比如说罐头和塑料)的印码是非常理想的,此外还可以使用颜色更鲜明的颜料油墨。
由于连续式喷印有著相对较高的喷射速度, 通常连续式喷印的喷印距离比脉冲式喷印的喷印距离(一般超过10mm)远得多,而喷印质量却不会下降, 这样喷头位置的放置就可以有较大的选择余地。







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