喷墨打印头，俗称“喷头”，是数码喷墨设备的最核心的部件。数码喷墨最早成熟应用在户内外广告喷绘，但是随着这些年技术发展突破，数码喷墨早已跳出广告喷绘范畴，正更多转向工业化应用，如陶瓷印花，数码纺织印花，标签印刷，包装印刷，PCB喷墨应用，工业建材印刷，3D打印等。
过去喷墨在大幅面写真和喷绘的应用要求相对较低，打印机偏向作坊式生产用途，对喷头的要求也不高。而随着工业化的喷墨应用产生了更高要求工业级喷头的需求，过去虽然市场有着很多工业级喷头的宣传，但是却很少人能说的清楚何为工业级喷头。本文结合作者十几年的喷墨工作经验，浅谈何为工业级喷头。
图1.1 户外广告喷绘机
图1.2. 工业数码喷墨印花机
图1.3 工业数码喷墨瓦楞印刷机
图1.4工业数码喷墨陶瓷印花机
一、何为工业级产品
对多数产品而言，包括电子电器元件，可大体按照消费级、商用级、工业级、军用级来分类。主要区别产品使用环境、稳定可靠性、生产效率、工作负荷、作业寿命。
二、何为工业级喷头
若了解工业级产品的特征，这个问题就不难回答了，只有满足工业生产环境，适应工业用途墨水，能够连续高负荷稳定作业又有长效寿命的喷头才能称之为工业级喷头。对此，笔者总结工业级喷头至少应该满足以下特征：
1.超长寿命
喷头的寿命主要体现在压电陶瓷的疲劳寿命，指的是喷头在使用标准测试液体（油墨）进行持续喷墨，直至压电陶瓷疲劳损坏前其工作的次数，通常是以亿次作为计算，按照生产的工作负荷进行计算即可估算喷头的工作年限。例如某公司的喷头官方资料称喷嘴PZT疲劳寿命达到300亿次，若按照工业生产负荷寿命约为6~12月，因此这样的喷头自然不能称为工业级喷头。对于工业设备最少需要3~5年的工作年限，对应喷头压电陶瓷的疲劳寿命则不低于1500亿次。
图2.1 剪切式压电技术喷头的PZT工作示意图，PZT受到电压刺激产生剪切变形，挤压墨腔使得墨滴从喷嘴喷射而出
图2.1 推杆式压电技术喷头的PZT工作示意图，PZT受到电压刺激产生伸缩变形，推压墨腔使得墨滴从喷嘴喷射而出
2.稳定可靠
工业级设备要求连续稳定工作的能力，一台工业级喷墨打印机往往装配了数十个喷头，喷头故障、暂停维护导致生产效率下降，甚至生产中断停工带来的巨大损失。喷头的稳定可靠性除了表现坚固的材质，精密的制造以外，更多的表现在连续打印不断墨、待机时间长、开机即用这样的免维护性能。
图2.4配了过百只喷头的陶瓷数码喷墨打印生产线
图2.3 陶瓷喷墨打印机，装配了过百只喷头的single pass单程式印刷，使用易沉淀的无机颜料墨水，对不间断高负荷生产有着极高的要求。目前这类设备只有工业级内循环喷头能满足其应用要求。
3.墨水兼容性和评估认证服务
若把喷头比喻成汽车发动机的话，那么墨水就如汽油。
第一、为了满足工业应用的特殊需求，对墨水的性能要求越来越高，例如粘度高，颜料颗粒大，干燥快，甚至是特殊功能性液体，这对喷头墨水兼容性也带来更多挑战。例如市面一些喷头不能打印高粘度墨水，或者不能兼容温度变化都很难称为工业喷头。
第二、墨水是影响喷头压电陶瓷疲劳寿命的最关键因素，而且劣质墨水还会直接腐蚀喷头内部胶水、涂层甚至堵塞喷头导致损坏。笔者接触过不少喷头厂，优秀的喷头厂或供应商一定会进行墨水的评估认证，评估墨水与喷头材料兼容性，波形电压匹配，喷墨寿命评估等。有喷头的本身墨水兼容性，加上喷头厂的评估认证支持才能保证打印品质，稳定性和寿命。
图2.5 PCB喷墨打印机，墨水粘度高，无机颜料，颗粒大易沉淀，容易堵塞喷头
图2.6 玻璃数码喷墨打印机，采用无机颜料墨水，颗粒大易沉淀，易干燥，容易堵塞喷头
图2.7喷墨3D铸模打印机，采用特殊高粘度易挥发树脂，容易堵塞喷头
三、工业级内循环喷头的优势
这些年很多工业应用为了高效生产很多采用single pass方式，为了满足应用性能也需要使用特殊墨水或功能性液体。在这种情况下，为满足稳定、高效、高负荷长寿面的生产，对油墨和喷头有了更高的要求，在这样的背景下内循环喷头受到越来越多的应用青睐，这些年各个喷头厂家都在积极开发内循环喷头，因为内循环喷头正好解决了喷头在工业应用的痛点，经过多年的应用，内循环喷头也被实践证明了一些独特的优势：
1.稳定性
墨水循环带走在墨腔内气泡和杂质，保证连续打印的稳定性
2.保湿性
极大延长待机时间，开机即喷，减少维护清洗频率
3.长寿命
长寿命，内循环具有自修复功能，极大减少了UV反射，墨水沉淀导致的斜喷堵孔，延长了喷嘴使用寿命
4.墨水适应性
内循环防止了大颗粒色料墨水沉淀，适应更广泛墨水应用，如UV白墨，涂料墨水、陶瓷/玻璃无机墨水、高粘度墨水、特殊功能性液体。
图2.8内循环喷头的工作机制示意图A
图2.9内循环喷头的工作机制示意图B
随着数码喷墨应用的工业化，相信越来越多适应工业应用的喷头会被开发出来，推动越来越多工业数码喷墨应用革新。
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