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從紙張到玻璃/陶瓷,再到塑料、金屬和木材,噴墨技術被用于無窮無盡的制造過程。本文介紹了支持直接打印形狀能力的有些挑戰(zhàn)和創(chuàng)新,這種辦法可能比標簽更環(huán)保。
所相關于數(shù)學
在任何非平面上打印的挑戰(zhàn)都非常依賴于精確的幾何形狀。噴嘴的二維陣列必須“映射”到形狀,以便決定哪個噴嘴以最佳精度從什么距離沉積到哪個位置。下圖 1 的左側是咱們在 2020 年關于單程打印的帖子中首次分享的,它比較了(上)運用大頭在區(qū)別距離處進行打印的簡化示例,與(下)運用較小的頭可能跟隨曲線。首要,重點問題是理解液滴飛行的時間在每一個點都會區(qū)別,并且取決于部件的速度。打印速度慢時更易準確,有些應用程序,如打印到餐具,已然利用了這一點。今年早些時候的陶瓷。
圖 1 右側的照片基于咱們實驗室進行的測試,展示了另一個重點挑戰(zhàn):坡度。頭部的有效分辨率受目的形狀輪廓的區(qū)別位的梯度的影響。在更陡峭的邊緣,噴嘴間距更大,噴射之間的線條變得可見 - 請重視下圖中顯著的“噴射”。運用灰度頭,能夠賠償沉積的體積以實現(xiàn)類似的覆蓋范圍(C斜率= C平面/cos θ),但噴嘴間距是一個棘手的問題。即使所有噴嘴都在發(fā)射,很強的噴頭亦不可瞄準所有的方向。這便是為何較小的頭部可能是更好的辦法。
圖 1:能夠打印成任意形狀,但進一步投擲液滴是有限制的。
因為實施起來稍微容易有些,最少在概念上,對叫作的圓柱形部件是 2010 年代最先運用噴墨打印的部件之一。能夠使掃描圖形打印機幾乎不加修改地裝飾管形。在 2020 年代,咱們此刻看到從接近消費到大規(guī)模生產(chǎn)的一系列生產(chǎn)力的更加多實施。
區(qū)別類型的圓柱形打印機
大都數(shù)可用的打印機都試圖經(jīng)過每種顏色僅有一個或兩個打印頭以及每種顏色的區(qū)別打印站來保持簡單。該零件安裝在一個旋轉心軸上,該心軸在印刷站之間進行分度。這能夠線性完成,就像 Tonejet 運用 Cyclone 打印機同樣,亦能夠圍繞一個圓圈進行,這是意大利機構 Omso Spa 運用的一種辦法。
設備的速度取決于零件的旋轉速度及其直徑,以及能夠在位置之間執(zhí)行分度的速度。在某些時候,氣流作為真正的痛苦,并且眾所周知,一個 OEM 將由此產(chǎn)生的打印環(huán)境描述為就產(chǎn)生的湍流而言可與直升機相媲美。這使得起霧失敗作為真正的問題,詳細取決于打印距離。
在玻璃瓶印刷中,有些原始設備制造商(如克朗斯集團旗下的 Dekron)運用了圍繞單個芯軸的模塊化垂直擺列的打印頭,如下圖右側所示。瓶子向上移動進入打印模塊并旋轉以沉積白色、CMYK 和清漆層,中間固化。為了在固化過程中守護磁頭,模塊在其上設有百葉窗。
圖 2:打印擁有區(qū)別頭部幾何形狀的圓柱形狀的方法。
除了這些生產(chǎn)風格系統(tǒng)之外,運用直接滾筒印刷的個性化需要亦在增多。一系列小型設備滿足了這一需要,以進行更本地化的裝飾。最初重點的市場需要是杯子,因此呢得名 OEM Inkcups,但瓶子的數(shù)量激增,引起了有些有趣的設備功能。
其中之一是“螺旋”打印,它將旋轉與線性運動相結合,以供給一種在打印時固化的多通道工藝。此過程如下圖所示,其中打印頭一般運用兩種顏色,從而降低了 dpi,但亦降低了打印機成本,而不是每種顏色使用 1 個打印頭。油墨覆蓋逐步創(chuàng)立,如所示的第1遍飽和度降低和(UV 油墨)在線固化所示。另一個特點是可確認的打印頭架構,能夠更準確地打印擁有區(qū)別周長的瓶子的區(qū)別部分,例如頸部。這更像咱們圖 1 中的底部示例,但在下面用向上/向下箭頭暗示,指示頭部怎樣改變位置。
圖 3:螺旋打印結合硬件和軟件組合,實現(xiàn)經(jīng)濟有效的個性化。
在所描述的所有辦法中,顯現(xiàn)了將 2D 打印擴展到 2.5D 或 3D 打印的新興趨勢。術語按照打印的高度而有所區(qū)別,并且無嚴格的定義,然則一旦沉積達到以毫米而不是微米為單位測繪的足夠層,它確實起始感覺非常 3D 觸摸。咱們將回來討論這種印刷中的有些挑戰(zhàn),這在裝飾中亦很平常。
打印成形狀包含廣泛的制品類型,但圓柱形包裝為營銷驅動的批量生產(chǎn)和消費者驅動的個性化供給了最大的機會。期盼咱們已然設法解釋了有些能夠完成的辦法,并且很樂意按照反饋進一步探索這個主題。
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