UV 固化油墨仍然是工業(yè)應(yīng)用中最受歡迎的噴墨配方類型之一。從標(biāo)簽印刷到裝飾性表面，從包裝裝飾到印刷電路板 (PCB)，UV 可能實(shí)現(xiàn)的材料范圍和最終用途功能的可調(diào)性是任何其他油墨方法都難以超越的。

談到印刷效率，單通道的噴墨沉積是首選工藝。同樣，UV 油墨為噴墨實(shí)施提供了一種簡(jiǎn)化的方法，主要是由于即時(shí)固化可以在與其他技術(shù)結(jié)合時(shí)實(shí)現(xiàn)更緊湊的工藝。與此同時(shí)，所有噴墨終端市場(chǎng)的質(zhì)量預(yù)期持續(xù)上升。例如，為了獲得媲美膠印的的噴墨印刷質(zhì)量，1,200dpi 的最小噴頭尋址能力是必要的，這在印刷電子產(chǎn)品中也很常見。

當(dāng)今最先進(jìn)的 Si-MEMS 噴頭與最重要的 UV油墨和光油相結(jié)合，提供了滿足這一需求的可能性，但能夠使印刷系統(tǒng)保持在合適的溫度和一致的油墨供應(yīng)無缺陷的質(zhì)量需要仔細(xì)設(shè)計(jì)所有的系統(tǒng)組件。因此，直到現(xiàn)在，在實(shí)際生產(chǎn)中滿足和保持預(yù)期質(zhì)量需要復(fù)雜的技術(shù)實(shí)施，這需要一定水平的經(jīng)驗(yàn)，將最佳印刷結(jié)果限制在少數(shù) OEM 和集成商。

圖 1：?jiǎn)蝹€(gè)富士膠片Samba 噴頭

本文將探討通過將基于富士膠片的 Samba JPC 技術(shù)的解決方案實(shí)施到流程中，可以快速有效地解決這些技術(shù)挑戰(zhàn)。富士膠片英國(guó)子公司富士膠片油墨解決方案集團(tuán)的集成經(jīng)理巴里·麥格雷戈解釋說：“我們正試圖以盡可能輕松的方式將我們的技術(shù)和專業(yè)知識(shí)帶給客戶。”

讓我們看看富士膠片提供的模塊范圍。

噴頭

噴頭是構(gòu)建所有噴墨印刷的平臺(tái)。這些是每個(gè)噴墨印刷系統(tǒng)的核心，其他則是各種旨在確保最大生產(chǎn)力、質(zhì)量和可靠性的組件。熱發(fā)泡式和壓電式是兩種主要的按需噴墨按 (DOD) 方法。在這兩種技術(shù)中，基于壓電的技術(shù)提供了更廣泛的化學(xué)應(yīng)用，特別是對(duì)于我們提到的對(duì)噴墨成功至關(guān)重要的 UV 固化油墨配方。

在制造噴頭時(shí)，有多種材料、方法和設(shè)計(jì)可供選擇，但為了滿足質(zhì)量要求，近年來越來越多地使用 Si-MEMS 制造的噴頭。因此，有大量使用 Si-MEMS 技術(shù)的噴頭可用，但沒有其他供應(yīng)商可以提供富士膠片 Samba 產(chǎn)品系列的現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證性能，該系列產(chǎn)品于 2008 年德魯巴展會(huì)期間在富士膠片的 JetPress 中首次推出。

Samba G3L 噴頭能夠產(chǎn)生超過 100kHz 的微小墨滴（是的，每秒超過十萬次），自 2013 年 OEM 推出以來，Samba G3L 噴頭已用于相當(dāng)多的知名印刷機(jī)。Samba 的特別之處之一，也是富士膠片獨(dú)有的，具有非常穩(wěn)定和長(zhǎng)壽命的性能。

測(cè)試表明，超過 10 萬億次噴射是可能的，這相當(dāng)于以每秒 100kHz 的頻率噴射三年。換句話說，對(duì)于 G3L 變體，每個(gè)噴嘴有可能實(shí)現(xiàn) 10 升的泵送能力，或者在其使用壽命內(nèi)實(shí)現(xiàn)令人難以置信的每個(gè)噴頭 20 噸的泵送能力。

當(dāng)然，這只是理論。在實(shí)踐中，噴頭在印刷機(jī)中的持續(xù)時(shí)間取決于油墨和環(huán)境，正如我們將討論的，這是富士膠片提供的另外兩個(gè)重要組件。

什么是 Printbar？

該術(shù)語用于描述多個(gè)噴頭，以及油墨供應(yīng)和電子設(shè)備的組合，以使那些希望探索 UV 噴墨對(duì)其業(yè)務(wù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)的人更容易實(shí)施噴墨。單通道的 Printbar 在完全集成的系統(tǒng)中發(fā)揮了重要作用，也可嵌入到其他傳統(tǒng)工藝，也稱為“壓印”——用于將可變單色數(shù)據(jù)添加到模擬印刷和改造全 CMYK 印刷的術(shù)語能力進(jìn)入各種印刷機(jī)和印后加工線，例如標(biāo)簽、包裝、雜志、裝飾表面等。

圖 2：Fujifilm Samba JPC 模塊

構(gòu)建有用的 Printbar 設(shè)計(jì)需要多種專業(yè)知識(shí)的組合，從電子、機(jī)械工程到流體力學(xué)。從歷史上看，這意味著將單個(gè)噴頭集成到預(yù)先設(shè)計(jì)的陣列中一直是非常專業(yè)的工程公司的領(lǐng)域，稱為“集成商”。然而，在開發(fā)了必要的技術(shù)之后，富士膠片認(rèn)為，將他們的 Samba JPC Printbar 直接推向市場(chǎng)，是降低那些有興趣探索高分辨率噴墨印刷潛力的人的障礙的最佳方式。

Samba 最顯著的優(yōu)勢(shì)之一是噴頭的平行四邊形緊湊設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)線性縫合，與其他噴頭相比，這使其開發(fā)出了極其緊湊的 Printbar。在下面的照片和示意圖中，我們展示了使用 Samba 噴頭安裝系統(tǒng)將噴頭和噴嘴行縫合在一起以形成線性陣列的方式。

圖 3：多個(gè)富士膠片Samba 噴頭的緊湊拼接

為什么這樣做是有益的？事實(shí)上，根據(jù)定義，1,200dpi 相當(dāng)于每 1/1,200 英寸或 21 微米一個(gè)噴嘴。這意味著在多色系統(tǒng)中，不同墨滴在 CMYK 或擴(kuò)展 CMYKOGV 印刷中的配準(zhǔn)對(duì)基材定位很敏感。通過使印刷系統(tǒng)的整體尺寸更小，我們減少了系統(tǒng)工程的壓力，以實(shí)現(xiàn)良好的對(duì)齊。

更棒的是，Printbar 包含的功能可以根據(jù)噴頭的個(gè)別位置和整體位置調(diào)整噴頭，從而可以最輕松地獲得最佳套準(zhǔn)。這包括自動(dòng)定位與從 Printbar 下方升起的 JPC 附件相結(jié)合。

圖 4：SMBA JPC 印刷條系統(tǒng)的噴頭調(diào)整選項(xiàng)

鑒于 UV 油墨通常在高溫下使用以獲得正確的噴射粘度，Printbar 使用先進(jìn)的低熱膨脹材料來保持在現(xiàn)實(shí)條件下最重要的精度。對(duì)于管理大型印刷機(jī)中的整個(gè)印刷條系統(tǒng)，框架非常有用，如下所示。它允許 Printbar 橫向移動(dòng)，因此與提升機(jī)構(gòu)相比，更換噴頭和手動(dòng)調(diào)整噴頭更容易。

圖 5：帶有 frame 選項(xiàng)的 Samba JPC 印刷欄模塊

電子產(chǎn)品

基于壓電噴頭的噴墨技術(shù)的顯著優(yōu)勢(shì)之一是波形信號(hào)對(duì)壓電元件的可調(diào)性，該壓電元件控制每個(gè)噴嘴的墨滴噴射?？梢赃x擇諸如墨滴滴大小和速度等燃燒特性，但有一些限制，以反映印刷間隙等應(yīng)用需求。

波形創(chuàng)建是一個(gè)復(fù)雜的主題，重要的是要正確獲取驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以確保以高頻出現(xiàn)的墨滴將噴射在正確的位置。這是通過噴頭驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)的，該電子設(shè)備從計(jì)算機(jī)獲取數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為適用的 32 個(gè)噴嘴行中的 2,048 個(gè)噴嘴的每個(gè)噴頭在每個(gè)像素位置所需的液滴大小。這種計(jì)時(shí)奇跡是通過復(fù)雜而精確的計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。

Fujifilm Samba JPC Printbar在其一體化設(shè)計(jì)中包含所需的電子設(shè)備，并在一個(gè)面板中提供用于電源、數(shù)據(jù)和油墨的連接。

圖 6：Samba JPC 印刷條模塊連接示意圖

油墨輸送

噴墨印刷的新手通常不了解油墨系統(tǒng)所起的關(guān)鍵作用。噴頭是一個(gè)泵，但如果該泵的油墨供應(yīng)不足，它將無法達(dá)到所需的性能水平。這意味著僅將油墨輸送到單個(gè)噴頭需要仔細(xì)控制系統(tǒng)中的壓力。擴(kuò)大到多個(gè)噴頭，增加油墨再循環(huán)，然后確保精確加熱（控制粘度所需）意味著有更多的考慮因素。通過在加熱源和 Samba 噴頭之間保持盡可能短的管道長(zhǎng)度，可以最大限度地減少溫差或“delta T”，并且可以有效控制最高設(shè)置為 60°C 的噴頭。

油墨配方經(jīng)過精心制造，符合一致的最佳質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。油墨系統(tǒng)內(nèi)的低溫暴露意味著通過避免油墨變質(zhì)、實(shí)現(xiàn)可靠性，并最大限度地減少因過濾器堵塞等問題而進(jìn)行的預(yù)防性維護(hù)，更容易保持最佳質(zhì)量。

UV 油墨

因此，我們已經(jīng)討論了 UV 油墨配方如何成為滿足不同應(yīng)用和滿足各種印刷需求的強(qiáng)大工具。用于不同噴頭的 UV油墨廣泛可用，包括用于富士膠片 Samba 的油墨。然而，關(guān)于材料選擇、材料鑒定和油墨制造方法本身，對(duì)油墨性能一致性的影響的詳細(xì)知識(shí)卻很難獲得。如果沒有得到充分控制，印刷質(zhì)量或可靠性的變化都會(huì)很明顯，即使對(duì)于最初在資格測(cè)試中證明與噴頭兼容的配方也是如此。

作為一家擁有與任何競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相匹敵的噴墨血統(tǒng)的 UV油墨供應(yīng)商，富士膠片的油墨解決方案部門了解這一點(diǎn)的重要性，尤其是在其 Samba 噴頭方面。富士膠片不僅在英國(guó)最先進(jìn)的工廠生產(chǎn) UV油墨，而且富士膠片的應(yīng)用開發(fā)中心也配備了在 Samba 印刷機(jī)環(huán)境中廣泛測(cè)試新油墨配方的設(shè)備，如下所示。

保持運(yùn)轉(zhuǎn)

Samba JPC 系列超出了 Printbar 的機(jī)制。它提供硬件和支持軟件，用于實(shí)現(xiàn)和監(jiān)控印刷質(zhì)量?jī)?yōu)化，包括噴嘴更換技術(shù)。

盡管超出了本文的范圍，但保養(yǎng)這些最重要的噴頭的重要性怎么強(qiáng)調(diào)都不過分。在連續(xù)生產(chǎn)的現(xiàn)實(shí)世界中，總是有可能發(fā)生意想不到的事情。對(duì)于任何噴墨印刷系統(tǒng)來說，最糟糕的情況是基材與噴頭碰撞，造成永久性機(jī)械損壞。因此，擁有一種有效的方法來預(yù)測(cè)這種碰撞可以很快收回成本。Samba JPC 防碰撞傳感器系統(tǒng)可用于停止傳輸系統(tǒng)，或與 Printbar 的自動(dòng)提升功能結(jié)合使用，在繼續(xù)運(yùn)行的同時(shí)暫時(shí)抬起噴頭。

同樣重要的是能夠從不太嚴(yán)重的印刷質(zhì)量問題原因中恢復(fù)。盡管優(yōu)化了噴嘴潤(rùn)濕涂層以減少墨霧累積的影響，但在某些時(shí)候，噴嘴方向和噴射可能會(huì)在長(zhǎng)時(shí)間印刷后惡化。然后，自動(dòng)清潔系統(tǒng)成為減少對(duì)生產(chǎn)力的連鎖反應(yīng)的有效方法。

圖 7：用于保護(hù)和維護(hù)噴頭的可選 Samba JPC 模塊

噴墨解決方案的開發(fā)得益于系統(tǒng)方法。將油墨和硬件完全分開定義是極具挑戰(zhàn)性的。與像富士膠片這樣可以提供兩者專業(yè)知識(shí)的組織合作可能是一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)。在印刷工藝組合方面也是如此，無論是全數(shù)字化還是數(shù)字和模擬技術(shù)的混合。

能夠通過多種解決方案滿足市場(chǎng)需求的吸引力在標(biāo)簽印刷市場(chǎng)中得到了最令人信服的證明，獨(dú)立 CMYK 噴墨印刷機(jī)、混合柔印/數(shù)字解決方案和印刷系統(tǒng)改造推動(dòng)了該市場(chǎng)的增長(zhǎng)，其中大部分使用 UV 或 UV-LED油墨。

Printbar 及其附帶的硬件和軟件已被證明可以縮短新應(yīng)用的上市時(shí)間，無論是基于熱發(fā)泡式噴頭（HP、Memjet）還是壓電技術(shù)。市場(chǎng)上許多提供高分辨率選項(xiàng)的產(chǎn)品僅限于水性油墨，提供 1,200dpi 的 UV 系統(tǒng)相對(duì)較少。

憑借其新的 Samba JPC UV 關(guān)鍵印刷模塊系列，富士膠片增加了可尋址應(yīng)用的潛在數(shù)量，這些應(yīng)用可以從印刷質(zhì)量、速度和可靠性的無與倫比的組合中受益。Samba JPC 系列與其他 1,200dpi UV 印刷引擎的不同之處在于可用于完全集成系統(tǒng)的補(bǔ)充模塊，以及可用于幫助缺乏經(jīng)驗(yàn)的用戶的各種油墨和技術(shù)支持。