משתנה מוסתר בדיגיטל הדפסה

טכנולוגיית הדפסה אינקל מייצרת תמונות וטקסט עם דיוק גבוה על פני substrates החל נייר לקרמיקה חומרים ביולוגיים. בעוד הדפסים, אלקטרוניקה נהיגה, וטיפול מדיה מקבל הרבה תשומת לב, נכס פיזי אחד של דיו עצמו קובע אם עבודה הדפסה מצליחה או נכשל: צמיגות לא יכול להציג את הדיוק או ירידה אופטית.

הבנת האופן שבו השקיפות אינטראקציה עם עיצוב מודפס, כימיה דיו, ותנאי התפעול הוא חיוני למהנדסים, פורמולטורים דיו, ומנהלי ייצור שתלויים בתפוקה עקבית ואיכותית. מאמר זה חוקר את הפיזיקה של מערכות הבטוסיות בתוך מערכות דיוג'ט, בוחן את האתגרים שמציבות סביבות התפעול בעולם האמיתי, ומערערערערער על אסטרטגיות מתקדמות לניהול מול טכנולוגיות מתפתחות לניהול מולקולות, להשגת יעילות, יעילה, רזולוציה גבוהה.

יסודות של Fluid Visosity

מה מדדי הוויתור

הוויתור מחלחלת למחתרת של נוזל למתח של עשב או לבריונים. במונחים פשוטים, נוזלים בעלי רגישות גבוהה כמו דבש זורמים לאט, בעוד נוזלי צפיפות נמוכה כמו מים זורמים בקלות.היחידה הסטנדרטית של דחיסות דינמית היא הדליפה-שנית (Pa·s), אם כי דחיסה (c) ו- mash; שבו 1 ו- 1-C; 1- 1-p נשאר בערך ב- 1 ו- cb; 1 ו- 1- cb- cb;

שתי קטגוריות רחבות מתארות התנהגות נוזלית תחת לחץ.נוזלים ניוטון מחזיקים בסטיות קבועות ללא קשר לשיעור הינארי החל; מים ופתרונות פשוטים רבים מתנהגים כך.נוזלים לא-ניוטוניים מפגינים את הסטיות המתחלפות עם קצב הירר. Shear-thinning (pseudoplastic) הופכים פחות מול עשב גבוה יותר, אשר הוא יתרון עצום ב-jekt כי כוחות גבוהה יותר כדי להפחית את הצורה של אטמופת של אי-התחתית (re) כדי להפחית את רמת הפחתת את רמת הפחתת הפחתת הפחתת עוצמת הקול שלו.

גורמים פיזיים מרכזיים המשפיעים על הוויתור

הוויתור אינו נכס חומרי קבוע.זה תלוי בטמפרטורה, בלחץ, בקומפוזיציה ובנוכחות של תוספים. עבור דיוג'ט, הטמפרטורה היא המשתנה המשמעותי ביותר: עלייה של כמה מעלות צלזיוס יכולה להפחית את המהירויות על ידי 10 – 20 אחוזים, ישירות שינוי נפח ירידה ואפקטים מהירים.

בניסוח משחק תפקיד דומיננטי.הבחירה של נוזל פתרון או נושא, משקל מולקולרי וריכוז של צבעונים (דומנים או פיגמנטים), ואת הסוגים והכמויות של כובלים, גולשים, חמצנים, וייצובים כולם משנים את העקינות הבסיסית ואת הרגישות שלה לטמפרטורה ו Shear. Pigment-based inks, למשל, יש בדרך כלל יותר מולק צבעים מאשר צבעים המבוססים על חלקיקים פנימיים, להוסיף פיזור לאחור, ולהגדיל את הרגישות קדימה הפיגמנטלנטים.

שרידים בתהליך הדפסה Inkjet Printing

משלוח ו- Printhead Fill

לפני שטיפת יחיד מפוטר, דיו חייב לנסוע ממאגרי דרך צינורות, מסננים, ומניפולטים אל ראש ההדפסה. הוויסקוליות משפיעה ישירות על עמידות זרימה בנתיב אספקה זה.אם ה דיו הוא מדי מולקווס, המשאבה או האכילת הכבידה עשויים להיאבק כדי לשמור על לחץ הולם, המוביל לרעב בתדרים גבוהים מדי, אם זה דק מדי, דיו יכול לעבור דרך החותם או לאפסים, לגרום מוקדם כדי למנוע לחץ מוקדם, או לחטוף.

רוב תרמי ו- ⁇ בדפיות נועדו לפעול בתוך חלון בולט מסוים, לעתים קרובות 8 – 15 cP בטמפרטורת סילון עבור דיופים קפואים ו 10 – 30 cP עבור אסימונים מפתורים או UV-curable. יצרנים לספק טווחים חד-חמצני מומלץ; הפעלת מחוץ לגבולות אלה צוללים ולהפחית את החיים הדפסה.

זרוק את ההזרקה וההפצה

אירוע הזריקה מתחיל כאשר מתנגד תרמי או פועל אדזואלקטרי מתייחס הדופק לחץ על דיו בתוך תא nozzle. Visosity שולט כמה מהר כי לוח לחץ גל propagates וכיצד נוזל מגיב. ב- ⁇ דפס, המתרגל חייב להתגבר על ההתנגדות של דיו כדי להזריק טיפה גבוהה יותר.

ברגע שהטיפה מתחילה להופיע מן הערפילית, הפנים קובע את הצורה והיציבות של העמודה הנוזלית. An דיו עם סטיות אופטימלית טפסים פישה נקייה, מוארכת כי צובט לתוך טיפה מפואר יחיד. אם סטיות היא נמוכה מדי, הפינוי מתפרק מוקדם מדי, ומייצר טיפות לוויין קטנות כי מדפסת איכות אם הוא קצר מדי או לא לחתוך זנב, אפילו לא גבוה מדי, או לא כשלון ארוך מדי, וכתוצאה מכך, הוא נמוך מדי, וכתוצאה מכך, וכתוצאה מכך, הוא נמוך מדי, וכתוצאה מכך, הוא נמוך מדי, הוא גם לא כשלון מתפרק מוקדם מדי, או יותר מדי, או יותר מדי, או יותר מדי, וכתוצאה מכך, וכתוצאה מכך, הוא נמוך מדי, וכתוצאה מכך, כשלון מופרעת יתר של פגום מדי, הוא נמוך מדי, או יותר מדי, או יותר מדי, הוא נמוך מדי, וכתוצאה מכך, וכתוצאה מכך, כשלון מופרעת יתר של כשלון מופרעת יתר של פגום מוקדם מדי, או יותר מדי, או יותר מדי, הוא נמוך מדי, הוא נמוך מדי, או יותר מדי, או יותר מדי, או יותר מדי, הוא נמוך מדי, וכתוצאה מכך, הוא נמוך מדי, וכתוצאה מכך, הוא נמוך מדי, הוא נמוך מדי, כשלון מופרעת יתר

ירידה באפקט ותצורת צילום

לאחר הזרקת, הנפילה עוברת דרך האוויר ומכה את המצע.בהשפעה, הסטיות משפיעות על התפשטות, ספיגה, ופחם. טיפות של דיו נמוך מתפשט במהירות, אשר יכול לגרום דימום בין dots סמוכים ולהפחית את השבר. A טיפות של פיקוח גבוה לשמור על צורתו הארוכה, לייצר פשטות אבל עלול לגרום לכשלים להיות מסוגל לכשל את המצע הנפילה כראוי, או להפחתת השבר.

על מדיה ⁇ כמו נייר, דיו חייב לחדור במהירות מספיק כדי להגדיר לפני המעבר הבא, אבל לא כל כך מהר כי זה wicks לאורך סיבים ויוצר קצוות מרופדים. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ על ⁇ על מדיה כמו נייר כמו נייר, על ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ על ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

יבשה וקורחת

עבור דיוזים קפואים, יבשה כרוכה evaporation של מים ו- co-solvents. סטיות גבוהות יותר מאט את ה diffusion של מולקולות מחוספות אל פני השטח ומפחיתה את קצב הevaporation, מרחיבה את זמן ההייבוש ופוטנציאל לגרום להתפרצות או smearing בלחיות מהירות גבוהה יותר.

מדידה ואופי

מעבדה סקומטריה

מדידה מולקולות היא קריטית במהלך פיתוח דיו ושליטה איכותית. רוטציהal מולקומטרים, כגון cone-and-plate או כלי cylinder coaxial, ליישם שיעור הרהר מבוקר ולקבוע את התוספת המתקבלת.כלי אלה מספקים דינמיקה בשיעורי Shear מרובים, חושף התנהגות לא-חדשנית.

עבור סביבות ייצור, פנים מול פנים כל הזמן כמו דיו מתפשט דרך המדפסת. Vibrating-element חיישני, אשר מודד את ההלחה של oscillating בדיקה בתדר resonance שלה, הם חזקים ויכולים לזהות שינויים מולקוליות של פחות מ 1 אחוזים. Coriolis מס זרימה גם מול לחץ מפני ירידה וזרימה, הם מציעים את הדחיסות המונית של אותו זמן קצר בו זמנית.

רטוריקה מעבר לשחייה

הוויתור בלבד אינו מאפיין לחלוטין את התנהגותו של דיו. .Visloastic Properties, כגון Modulus אחסון (G&rquo;) ו- Loss Modulus (G’ ’), לתאר כיצד חנויות דיו ופירוק אנרגיה אפילו תחת עומס דינמי.

שקיפות מורחבת, אשר מתנגדת לזרימת מתיחה, היא חשובה במיוחד.בעוד שהיאר מולקולה קובע התנגדות זרימה, מהירויות רחבות שולטת בהפסקה של הפינוי הנוזל לאחר הזרקתה. סטיות רחבה גבוהה יכולה לעכב צבט- off לייצר פילאות ארוכות ויציבות אשר בסופו של דבר לפרוץ לתוך טיפות אחידות, אבל מולטי יתר יכול לגרום לפירוק ארוך טווח ולא להתפרק.

אתגרים ב- Real-World Operation

טמפרטורה

בסביבה ייצור, טמפרטורת הדפסה יכולה להשתנות עקב תנאי הסביבה, חום מאלקטרוניקה, הירי של נועלות סמוכים, ואת השיקום של דיו חם. כי קוצר ראייה הוא מאוד רגיש טמפרטורה (a טיפוסי דיו מוזר מאבד 3 – 5 אחוזים של דיוקים לדרגה צלזיוס), אפילו 2 ° C יכול לסחף על ידי ירידה של 56% או ירידה גלויה, 000 גרם לנפח; 5.

כדי להפחית זאת, מדפסות תעשייתיות רבות משלבות תנורי הדפסה ובקרת טמפרטורה סגורה השומרת על דיו בתוך ואטמוסם;0.5° C של נקודת המוצא, כמה מערכות בעלות גבוהה גם למדוד את הרגישות בזמן אמת ולהתאים את הפרמטרים של ירי ומפורש; מתח pulse, משך, או גלפורמוליד; כדי לפצות על שינויים לשוניים.

הערכה והזדקנות

דיו בפתיחה המטושטשת נחשף לאוויר, ורכיבי תנודתיים מתאדמים לאורך זמן.זה מגביר את הסטיות המקומיות ליד המניסקוס, במיוחד ב nozzles that Fire infrequently.If the the offcosity עולה גבוה מדי, הטיפה הבאה עלולה להיות מופרעת או לא להיכשל כדי להזריק, תופעה ידועה בשם decapants (gicolirs), אך גם צהוב, הם עלולים, כדי להגביר את האטה, אך הם עלולים, אך גם כן, כדי להגביר את האטה, אך הם עלולים, אך ורק כדי להגביר את הירכיים, אך ורק כדי להגביר את הירכיים, כדי להגביר את הירכיים, כדי להגביר את הירכיים, כדי להגביר את האטה, כדי להגביר את הירכיים, אך עלולים להשפיע על בסיס, אך עלולים, אך ורק כדי להגביר את האטה, אך הם עלולים, כדי להגביר את הירכיים, כדי להגביר את הירכיים, אך עלולים, כדי להגביר את האטה, כדי להגביר את האטה, אך עלולים להיות מסולקים, כדי להגביר את האטה, עלולים להשפיע על מנת להגביר את האטה, אך עלולים להיות מושפעת, אך עלולים להיות מסולקים, אך עלולים להיות מ

במהלך החיים של דיו, הזדקנות כימית & mdash; חמצון, פולימריזציה, או ggregation של חלקיקים פיגמנט ו mdash; יכול בהדרגה להגדיל את צמיגות. חנויות הדפסה כי לאחסן דיו במשך חודשים או לרוץ את אותה אצווה דרך מחזורים רבים של התחדשות חייב לפקח על מגמות מולקולוסיות ולהחליף לפני שהוא נסחף מחוץ לחלון מקובל.

Shear-Induced Thinning ו-Cybering

עובר דרך שיעורי צמת הדפסה גבוה, במיוחד בהגבלות של רעש. Shear-thinning inks ליהנות מהפחתה זמנית של דיוק, אשר מקלה על ejection ומאפשר אנרגיה יורים נמוך יותר. עם זאת, אם ה- ink הוא גם Shear-thinning, את הניתוק יכול לרדת כל כך נמוך כי הדלפות, או את המהירות לתוך קבוע כמורה משתנה עם תדירות.

התנהגות של Shear-thicking (dilatant) היא נדירה inkjet in דיוג אבל יכול להתרחש בנוסחאות עם טעינה מוצקה גבוהה או אינטראקציות חלקיקים ספציפיים. Shear העבה במחירי ה-Saring יכול לגרום ל- ink כדי לייצב את הרגע בתוך ה- nozzle, חסימת לחלוטין את ההזרקות.

אסטרטגיות ל-Virosity Control

פתרון ובחירת נושא

הבחירה של נוזל המוביל מגדיר את הבסיס מולטיות. עבור אסיקים queous, מים (1 cP ב 20 °C) הוא מעורב עם פתורים כגון גליקולס, אלכוהול, או pyrrolidones, מול monocos גבוה יותר (2 – cP) ו לחץ נמוך יותר vapor. יחס של מים כדי cosoto cosorets, כמו apicretsuptsupts, 000 varate s, כמו s apols s s s s s s s s s s s .

דיוזים בעלי ערך UV משתמשים במונומרים ואוליגומרים כמו המוביל, עם סטיות בדרך כלל בין 30 ל 500 cP בטמפרטורת החדר. כי אלה הם הרבה מעל החלון המתפתל, צפי הדפסה עבור דיוסים UV הם לעתים קרובות מחוממים 40 וndash; 70 ° C, צמצום הסטיות ל 10 – 20P עבור ejection.

תוספות ו Rheology Modifiers

ת'ימרס כגון פוליווינילpyrrolidone (PVP), פוליאתילן גליקול (PEG), או נגזרות תאוז להעלות את התקינות על ידי הגדלת המשקל המולקולרי היעיל או על ידי יצירת רשתות מימן-בקודד. הם משמשים לתקן את הסטיות הנמוכות או לשפר את היווצרות טיפות, אבל הם יכולים להציג את התקיצות וחייב להיבחר בזהירות כדי למנוע סחרחורת או לרזולוציה נמוכה לאחר ייבוש.

חומרים להפחית את המתח פני השטח ויכולים להשפיע באופן עקיף על התקינות על ידי שינוי המבנה של ממשק נוזלי-אוויר.חלק מהגולשים פועלים גם כמתניכים rheology, קידום התנהגות של הירר-תמנינג המסייעת לקרוס.

פיזור חזירים וגודל חלקיקים

בחרקים המבוססים על פיגמנט, התפלגות גודל החלקיקים ואת איכות הפיזור ישירות השפעה מול פנים. אגגלובד או מפוזרים עניים לייצר דיוקים גבוהים יותר באותו חומר טעינה, והם נוטים יותר להתיישב ולאטזיטים. Milling to sub-micron חלקיקים (50 –200 nm) להפחית את היעילות של הגמישות של הפוליקוגניציה בדרך כלל יש מספיק כדי למנוע פיזור חזק או חסום, 000 חזק, או יותר, כדי למנוע פיזור חזק, 000 חזק, בדרך כלל, 000 חזק, או פיזור חזק.

טכנולוגיות לניהול גמישות של וירוטליות

מצבי חימום וטמפרטורות פעילים

הגישה הנפוצה ביותר לניהול דיוק היא בקרת טמפרטורה.על ידי חימום המאגר דיו, קווי אספקה, ודפסד לטמפרטורה קבועה, יצרנים לייצב את ההיקף בתוך להקה צרה.ההה גם מפחית את ההיקף המוחלט של דיו גבוה פיקוח גבוה דיובות (למשל, ניסוחים חד-חמצני) למגוון הדפסה ידידותי למטוס.

כמה מערכות משלבות חימום ספציפי לאזור, שבו פלחי הדפסה שונים או אפילו ננוחיות בודדות יכולים להיות מחוממים לפצות על צלב תרמי או כדי לשנות באופן מכוון נפח טיפות על פני השטח המודפס עבור אפור בקנה מידה או בקרת צפיפות.

זמן אמיתי ושחייה רגישה ושביעות רצון

בתוך מהירויות של Inline להציב בתוך לולאה של דיו מספק נתונים מתמשכים של דחיסה ’ מערכת בקרה.כאשר סחף חריפות עקב evaporation, הזדקנות, או חוסר איזון טמפרטורה, בקר יכול להתאים את כוח החום, להפעיל מחזור טיהור, או לשנות את גל לפצות.

שיטות אופטיות, כגון ניטור הצורה של הנפילה המזרקת עם מצלמה מהירה גבוהה תאורה סטרבוסקופית, גם לספק מידע עקיף של מידע על איכות. אלגוריתמי למידת מכונה המוכשרים בתמונות טיפות יכול להפר שינויים מולטי ולעורר פעולה נכונה לפני הדפסה של רמות איכות.

אופטימיזציה של Waveformation

מודרני פאיזו הדפסת צללים לאפשר את ה-Freform & mdash; המתח החל את האלמנט ה- ⁇ אלקטרי לאורך זמן & mdash; להיות מותאם דינמי. על ידי שינוי זמן עלייה, זמן מגורים, ונפילה זמן של הדופק, המדפסת יכולה לפצות על וריאציות של גלימות מתאימים ללא שינוי ניסוח דיו.

כיוונים עתידיים

ננו-Particle Inks ו-Wikiosity Tuning

חלקיקים מתכתיים עבור אלקטרוניקה מודפסת, עקבות התנהגותיות וחיישנים להציג אתגרים ייחודיים מולקולות. צפיפות גבוהה של חלקיקי מתכת ואת הצורך חטא לאחר הדפסה דורש איזון זהיר: ה דיו חייב להיות נוזל מספיק כדי סילון אבל עבה מספיק כדי לשמור על פתרון קו דק ללא התפשטות. מחקר לתוך כסף ונחוש חלקיקים להתמקד על ציפוי חלקיקים, פתרון, ופיזור כימיה כדי להשיג יציבות (300% מתחת לטמפרטורה גבוהה; בעודם).

הדפסה ביולוגית-Ink ורפואה

ב bioprinting, שבו תאים חיים וגורמי צמיחה מופקדים ב- 3 ממדים, מולטיות היא מכריעה קריטית של יכולת תא.ה דיו חייב להיות Shear-thinning מספיק כדי לזרום דרך nozzle ללא תאים מזיקים, אך מולקווס מספיק כדי להחזיק את הצורה שלו לאחר deposition. hydrogels כגון alginate, ג'לטין לבנות methacloyylloyyl (GMAreicre), הם גירוי מהיר של טמפרטורה, כלומר, כלומר, לאחר טמפרטורות איטיות, לאחר היפנוזה, היא מופעלתרמיתרמית, היא עלולה לגרום לטמפרטורה נמוכה.

למידה של Ink Formulation and Process control

מודלים של למידת מכונות המאומנים על נתונים גדולים של יצירות דיו, מדידות דיוק, ומדיקות איכות הדפסה יכול לחזות את ההיקף האופטימלי עבור יישום ופלטפורמת מדפסת נתונה.מודלים כאלה מאיצים את פיתוח ניסוח על ידי צמצום מספר ההסרות הניסוייות הניסוייות ויכולים גם להנחות התאמות בזמן אמת במהלך הייצור. בשילוב עם חיישנים קו, מערכות אלה מייצגים שינוי לקראת הדפסה עצמית-עצמית כי יש לשמור על תהליכים איכותיים או במצב הדפסה, למרות שינויים בזמן הדפסה, למרות שינויים ברמת דיוק.

המונחים: low-Viscosity Formulations

תקנות סביבתיות וביקוש ללקוח דוחפות יצרנים דיו לעבר פורמולות מבוססות מים ומבוססות ביולוגית עם תוכן אורגני מופחת תנודתי (VOC) תוכן.רבים מהנוסחאות החדשות הללו יש נטייה נמוכה יותר מטבעם, אשר יכול לגרום לבעיות עם היווצרות טיפות ודממות. חוקרים חוקרים בודקים חומרים טבעיים עבים (למשל, ננוקריסטלים, חניכיים) ומערכות חניכיים וגלישה כי הם מספקים נזק סביבתי יותר ויותר.

המלצות מעשיות לאופרות ולמהנדסים

הקמת פרוטוקול מעקב של הוויתור

עבור כל מתקן ייצור באמצעות טכנולוגיית דיוג'ט, מדידת ההנעה שגרתית צריכה להיות חלק מאבטחת איכות.מדת מול טמפרטורת ההדפסה, לא בטמפרטורת החדר, כי הפרופיל התרמי של המדפסת קובע את הסטיות בפועל. לרשום את הסטיות של כל אצווה חדשה לעקוב אחרי הזמן.

בחירת Inks for Your Printhead

תמיד לוודא כי דיו &rquo; של חוסר דיוק בטמפרטורת ההפעלה הדפסה נופל בתוך הסיומת היצרן ’ טווח מומלץ.אם אתה מפתח דיו מותאם אישית, להתאים את ההיקף של הדפסה ’s המיועד ירי תדירות ועיצוב הדופק. מדפסות נמוכות יכול לסבול דיוקים גבוהים; במהירות גבוהה ייצור דורשות סטיות נמוכות יותר ושקיפות כדי לצפות בעיות הדפסה.

בקרה ותחזוקה

טמפרטורת בטן גבוהה ולחות להפחית את העומס על המדפסת ’ מערכת בקרה תרמית ולהפחית evaporation ב nozzles. Installhead capping תחנות עם חתימות יעילות ולחותים למנוע cap כאשר המדפסת היא idle. הקימו טיהור קבוע וממחזור למחיקת לחץ יבש שיכול להגדיל את הסטיות ואת הפחתת הפחתת הפחתת באופן קבוע, כדי לתקן את הפילטרים באופן קבוע.

הוויתור אינו רק מפרט על גיליון נתונים; הוא נכס דינמי המתקשר עם כל שלב בתהליך ה-kjet.הבנת השפעתה ו-mdash; מהאינטראקציות המולקולריות במאגר דיו ועד ל- dot הסופי על ה- Substrate & mdash; ניתן לשפר את הנוסחאות דיו, עיצוב חזק יותר, וייצור אמין יותר.