編者:中噴網(wǎng) 墨宸
在德國(guó)斯圖加特的 Fraunhofer IPA 實(shí)驗(yàn)室里,流變儀屏幕上跳動(dòng)的曲線正改寫著工業(yè)印刷的既定規(guī)則。這個(gè)由弗勞恩霍夫應(yīng)用研究促進(jìn)協(xié)會(huì)(Fraunhofer IPA)與專業(yè)印刷服務(wù)商 Ritzi Industriedrucktechnik GmbH 牽頭的 ZIM 可行性研究,通過(guò)精準(zhǔn)的材料改性與設(shè)備適配,成功實(shí)現(xiàn)高粘度絲網(wǎng)印刷油墨的噴墨數(shù)字化加工,為汽車、醫(yī)療等高端制造領(lǐng)域的印刷升級(jí)提供了全新路徑。
跨領(lǐng)域協(xié)作破解行業(yè)痛點(diǎn)
這場(chǎng)技術(shù)突破的背后,是四方協(xié)作構(gòu)建的創(chuàng)新生態(tài)鏈。作為項(xiàng)目發(fā)起方的 Ritzi 公司,長(zhǎng)期為汽車儀表盤、醫(yī)療器械等精密部件提供印刷服務(wù),其客戶依賴的 Marabu 絲網(wǎng)印刷油墨雖通過(guò)歐盟 ROHS、EN71-PART3 等嚴(yán)苛認(rèn)證,卻受限于掩模印刷工藝的固有缺陷。"醫(yī)療設(shè)備的序列號(hào)印刷、汽車部件的定制化標(biāo)識(shí),這些日益增長(zhǎng)的需求讓傳統(tǒng)工藝捉襟見(jiàn)肘。"Ritzi 董事總經(jīng)理 Marius Ritzi 直言,同時(shí)行業(yè) 40 歲以上技術(shù)工人占比超 60% 的老齡化現(xiàn)狀,更讓依賴熟練技工的絲網(wǎng)印刷雪上加霜。

用于打印測(cè)試的打印機(jī):Quantica NovoJet Open 測(cè)試打印機(jī)
破解困局的關(guān)鍵在于技術(shù)協(xié)同:Marabu 提供符合醫(yī)療與汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的參考級(jí)專色油墨,Quantica 貢獻(xiàn)其 Novojet 高粘度打印頭技術(shù) —— 該設(shè)備能在噴射溫度下處理粘度達(dá) 250 mPa·s 的材料,室溫下適配性更是高達(dá) 13,000 mPa·s,而 Fraunhofer IPA 則承擔(dān)起最核心的材料改性使命。
材料改性打開(kāi)工藝窗口
噴墨印刷與絲網(wǎng)印刷的本質(zhì)沖突,集中體現(xiàn)在材料特性的適配鴻溝。前者要求油墨具備精準(zhǔn)的流動(dòng)性與表面張力以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定噴射,后者則依賴高粘度油墨實(shí)現(xiàn)厚膜印刷與承印物附著。Fraunhofer IPA 的團(tuán)隊(duì)從流變學(xué)分析切入,系統(tǒng)檢測(cè)了油墨的粘度曲線、顆粒分布與界面性能,最終通過(guò)靶向稀釋技術(shù)找到了平衡點(diǎn)。

使用 MaraStar SR 絲網(wǎng)印刷油墨進(jìn)行數(shù)碼印刷的樣品
"我們的核心任務(wù)是在保留絲網(wǎng)印刷油墨功能特性的前提下,拓展其工藝兼容性。" 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人解釋道。經(jīng)過(guò)上百次配比測(cè)試,改性后的油墨不僅通過(guò)了 Quantica 打印頭的兼容性驗(yàn)證,更在初步印刷測(cè)試中實(shí)現(xiàn)了 300dpi 以上的解析度。尤為關(guān)鍵的是,油墨的生物相容性與耐候性等核心指標(biāo)未受影響,完全符合醫(yī)療設(shè)備與汽車零部件的長(zhǎng)期使用需求。
數(shù)字化轉(zhuǎn)型的三重產(chǎn)業(yè)價(jià)值
這項(xiàng)技術(shù)突破正在重構(gòu)工業(yè)印刷的價(jià)值邏輯:
★效率革命:相比絲網(wǎng)印刷需耗時(shí)數(shù)小時(shí)的制版流程,噴墨技術(shù)實(shí)現(xiàn)了 "數(shù)據(jù)到印刷" 的即時(shí)轉(zhuǎn)換,小批量定制訂單的生產(chǎn)周期縮短 80% 以上;
★成本優(yōu)化:數(shù)字化工藝可減少 30% 的油墨損耗,同時(shí) AR 輔助操作等智能化手段將新員工培訓(xùn)周期從 5 天壓縮至 2 天,顯著降低綜合成本;
★應(yīng)用延伸:借助 Quantica 打印頭對(duì)多材料的適配能力,改性油墨已在柔性電子、生物醫(yī)療器件等新興領(lǐng)域展現(xiàn)應(yīng)用潛力,遠(yuǎn)超傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷的邊界。

用于打印測(cè)試的打印機(jī):Quantica NovoJet Open 測(cè)試打印機(jī)
邁向規(guī)?;瘧?yīng)用的下一步
當(dāng)前項(xiàng)目已完成實(shí)驗(yàn)室階段的可行性驗(yàn)證,研究團(tuán)隊(duì)正聚焦油墨穩(wěn)定性優(yōu)化 —— 通過(guò)添加專用分散劑與穩(wěn)定劑,解決改性后油墨的長(zhǎng)期儲(chǔ)存問(wèn)題。按照規(guī)劃,2026 年前將完成中試線搭建,針對(duì)汽車儀表盤背光層印刷、醫(yī)療設(shè)備刻度標(biāo)識(shí)等典型場(chǎng)景進(jìn)行工藝定型。
"這不僅是技術(shù)的跨界,更是思維的革新。"Marius Ritzi 指出,當(dāng)經(jīng)過(guò)行業(yè)認(rèn)證的傳統(tǒng)材料插上數(shù)字化翅膀,工業(yè)制造的柔性化轉(zhuǎn)型將獲得更堅(jiān)實(shí)的支撐。對(duì)于面臨技能斷層與成本壓力的印刷企業(yè)而言,這場(chǎng)材料革命或許正是破解困局的關(guān)鍵密鑰。
關(guān)于Fraunhofer IPA:工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的 “技術(shù)引擎”
作為弗勞恩霍夫應(yīng)用研究促進(jìn)協(xié)會(huì)旗下規(guī)模最大的研究所之一,弗勞恩霍夫生產(chǎn)工程與自動(dòng)化研究所(Fraunhofer IPA)自 1959 年成立以來(lái),始終以 “將科研成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)解決方案” 為核心使命。其 1150 名專業(yè)人員組成的團(tuán)隊(duì)覆蓋 11 個(gè)研究領(lǐng)域,在生產(chǎn)工藝、自動(dòng)化系統(tǒng)、功能材料等方向構(gòu)建了深厚技術(shù)儲(chǔ)備,尤其擅長(zhǎng)為汽車、醫(yī)療、電子等高端制造行業(yè)提供定制化技術(shù)突破。
在本次油墨數(shù)字化研究中,F(xiàn)raunhofer IPA 的核心價(jià)值體現(xiàn)在材料改性與工藝適配能力上。依托 “多功能涂層應(yīng)用” 研究團(tuán)隊(duì)的技術(shù)積累,其不僅能精準(zhǔn)分析油墨的粘度、表面張力、顆粒分布等關(guān)鍵參數(shù),更能通過(guò)靶向稀釋等創(chuàng)新手段,在保留材料核心性能的前提下拓展工藝兼容性。這種 “特性保留 + 功能拓展” 的技術(shù)路徑,正是其在透明導(dǎo)電膜等前沿領(lǐng)域長(zhǎng)期研究形成的方法論延伸 —— 此前該團(tuán)隊(duì)曾通過(guò)銀納米線與碳材料的復(fù)合,開(kāi)發(fā)出電阻低于 80Ω/sq、透明度超 97% 的柔性電極材料,展現(xiàn)出對(duì)功能材料的深刻理解。
關(guān)于Ritzi Industriedrucktechnik GmbH:高端制造的 “印刷服務(wù)商”
總部位于德國(guó)的 Ritzi Industriedrucktechnik GmbH 是工業(yè)印刷領(lǐng)域的隱形冠軍,專注為汽車、醫(yī)療技術(shù)及建筑技術(shù)行業(yè)提供從研發(fā)到成品的全鏈條印刷解決方案。其核心競(jìng)爭(zhēng)力在于嚴(yán)苛場(chǎng)景下的工藝把控能力,擅長(zhǎng)將絲網(wǎng)印刷、數(shù)字印刷、移印等多種技術(shù)融合應(yīng)用,尤其在精密部件印刷中表現(xiàn)突出。
為解決高端制造領(lǐng)域的印刷痛點(diǎn),Ritzi 創(chuàng)新性地引入等離子表面處理技術(shù),通過(guò)優(yōu)化承印物表面特性提升油墨附著力與印刷精度,這種工藝細(xì)節(jié)的把控使其能滿足汽車儀表盤、植入式醫(yī)療設(shè)備等對(duì)印刷質(zhì)量要求近乎苛刻的場(chǎng)景需求。作為本次合作的發(fā)起方,Ritzi 精準(zhǔn)捕捉到行業(yè)兩大核心矛盾:一是醫(yī)療、汽車行業(yè)認(rèn)證材料的工藝局限性,二是熟練技工短缺與個(gè)性化需求增長(zhǎng)的沖突,其對(duì)市場(chǎng)痛點(diǎn)的深刻洞察成為技術(shù)創(chuàng)新的起點(diǎn)。
關(guān)于Marabu GmbH & Co. KG:工業(yè)油墨的 “標(biāo)準(zhǔn)制定者”
瑪萊寶(Marabu)作為全球領(lǐng)先的工業(yè)油墨供應(yīng)商,以近 2000 種豐富產(chǎn)品構(gòu)建了覆蓋多行業(yè)的油墨體系,其產(chǎn)品涵蓋絲網(wǎng)印刷油墨、移印油墨、數(shù)碼油墨及保護(hù)光油等多個(gè)品類,廣泛應(yīng)用于汽車、包裝、醫(yī)療等關(guān)鍵領(lǐng)域。在本次合作中提供的參考級(jí)絲網(wǎng)印刷油墨,正是其技術(shù)實(shí)力的縮影。
該公司的核心優(yōu)勢(shì)在于材料性能與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的深度匹配:其 SR、TPU 等系列油墨具備啞光質(zhì)感、強(qiáng)塑性等特性,專為 PP 等特殊材料設(shè)計(jì),可滿足汽車儀表顯示盤的耐候性要求與醫(yī)療器械表面刻度的耐磨性需求;更關(guān)鍵的是,其油墨均通過(guò)歐盟 ROHS、EN71-PART3 等嚴(yán)苛認(rèn)證,在生物相容性、化學(xué)穩(wěn)定性等指標(biāo)上完全符合醫(yī)療與汽車行業(yè)的高標(biāo)準(zhǔn),這也是 Ritzi 客戶群體始終依賴其材料的核心原因。
關(guān)于Quantica GmbH:高粘度打印的 “設(shè)備突破者”
總部位于德國(guó)柏林并在巴塞羅那設(shè)有分支機(jī)構(gòu)的 Quantica,是專注于工業(yè)噴墨技術(shù)革新的深科技企業(yè),其核心團(tuán)隊(duì)由 50 余名跨領(lǐng)域?qū)<医M成,致力于打破高粘度材料的數(shù)字化印刷瓶頸。公司的旗艦產(chǎn)品 Novojet?打印頭徹底改寫了噴墨技術(shù)的材料適配邊界。
傳統(tǒng)噴墨打印頭通常僅能處理低粘度油墨,而 Quantica 的 Novojet?技術(shù)實(shí)現(xiàn)了10 倍于傳統(tǒng)設(shè)備的粘度適配能力—— 在噴射溫度下可處理粘度達(dá) 250 mPa·s 的材料,室溫環(huán)境下適配性更是高達(dá) 13,000 mPa·s。這種技術(shù)突破使其能兼容工業(yè)涂層、膠粘劑、顆粒型油墨等高性能材料,為絲網(wǎng)印刷油墨的數(shù)字化應(yīng)用提供了關(guān)鍵設(shè)備支撐。除硬件產(chǎn)品外,Quantica 還提供從研發(fā)用打印機(jī)到生產(chǎn)級(jí)集成打印引擎的全鏈條服務(wù),形成 “設(shè)備 + 方案 + 服務(wù)” 的完整生態(tài)。
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