مترجم: حبیب الله علیخانی
منبع:راسخون
منبع:راسخون
برای دکوراسیون کاشی های سرامیکی، اولین مزیت اصلی چاپ دیجیتال، این است که این فرایند، غیر تماسی است. فاصله ی بین زیرلایه (کاشی سرامیکی) و سری پرینتر، معمولاً 3 تا 5 میلی متر است. این بدین معناست که برخلاف فرایند سیلک اسکرین چرخشی، هیچ فشار مکانیکی بر روی کاشی، اعمال نمی شود و در نتیجه، میزان شکست کاشی در این حالت نیز مینیمم است.
غیر تماسی بودن، همچنین بدین معناست که پرینترهای جوهر افشان، می توانند بر روی سطح ناصاف و دارای بافت، دکوراسیون انجام دهند. در واقع ای ناصافی یا بافت، به صورت عمدی و در حین تولید بیسکوییت، ایجاد می شود. تکنولوژی جوهرافشان، امکان چاپ در بخش هایی از کاشی را مقدور می سازد که با استفاده از چاپ سیلک اسکرین چرخشی، مقدور نمی باشد. همانگونه که بعدها، گفته می شود، Xaar کمک کرد تا دیجیتالی شدن فرایند تولید، با استفاده از سری های چاپ، انجام شود و بتوان بافت ها و طرح های زیبا بر روی کاشی ایجاد کرد. پرینترهای جوهر افشان، همچنین گوشه ها و لبه های کاشی را نیز تحت فرایند دکوراسیون قرار می دهد و طرحی یکپارچه بر روی کاشی ایجاد می کند.
برای مثال، نسل آخر پرینترهای ساخت Xaar می توانند داده های کافی را در خود ذخیره سازی کنند به نحوی که می توانند بدون هیچ تکراری در الگوها، 40 متر مربع را چاپ کنند.
پرینترهای جوهرافشان، می توانند همچنین برای طرح هایی مورد استفاده قرار گیرد که دارای بالاترین کیفیت تصویر و بهترین جزئیات نهایی می باشند. تصاویر ایجاد شده به نحوی است که تشخیص تمایز آن با تصویر واقعی مشکل می باشد. رزولیشن 360 dpi و تکنولوژی مقیاس خاکستری در سری پرینترهای Xaar 1002 مورد استفاده قرار گرفته است. این سری هاف می توانند رزولیشن بالاتر از 1000 dpi ایجاد کنند. این رزولیشن بسیار بزرگتر از چیزی است که بوسیله ی چشم انسان، قابلیت تشخیص می باشد.
مدیریت رنگ نیز به صورت نرم افزاری انجام و کنترل می شود و از این رو، فرایند در مقایسه با فرایند سنتی، پیچیده تر و قابل پیش بینی تر می باشد. این مسئله منجر به کاهش در تعداد لعاب ها و جوهر مورد استفاده می شود و همچنین بازده افزایش و میزان هزینه های تولید، کاهش می یابد.
در کل، این فاکتورها موجب می شود تا تکرار الگوها و رنگ ها، مقدور شود. همچنین این روش، اثر مهمی بر روی حجم انبار و کارهای ناتمام موجود در کارخانه می شود. همچنین میزان محصولات نهایی پخت شده نیز کاهش می یابد. برای مثال، تنها وابستگی، نیاز به وجود الگوهای دیجیتالی و جوهر مورد نیاز می باشد.
دوباره باید گفت که این مسئله به دلیل هزینه های پایین تر می باشد. هزینه های پایین تر نیز به دلیل کاهش در میزان کاشی های شکسته، مصرف کمتر جوهر و قیمت ارزان تر جوهر در مدل جوهر باز می شود. ستاپ ساده تر و سریع تر در این مدل، امکان تولید در مقیاس کوچک را مقدور می سازد. همچنین انعطاف پذیر در این خط تولید نیز بالاتر است.
مدیریت قابل اطمینان بوسیله ی نرم افزار، موجب کاهش در حجم انبارداری کاشی و میزان کارهای ناقص موجود در کارخانه می شود. همچنین میزان سرمایه گذاری در زمینه ی انبار کاشی نیز کاهش می یابد و همچنین بواسطه ی این روش، می توان الگوهایی با اندازه ی نامحدود ایجاد کرد.
در این حالت، حاشیه ی سود بیشتر است زیرا محصولات نهایی کیفیت بیشتر دارند و طرحی مشابه طرح های طبیعی مانند مرمر و سنگ های دیگر دارند. همچنین با استفاده از آنها خلاقیت نسبت به تولید کاشی با روش های متداول نیز بیشتر است.
این همه ی دلایلی است که ما از پرینترهای دیجیتال استفاده می کنیم. به هر حال، انواع مختلفی از پرینترها در بازار موجود می باشند. همچنین فاکتورهای مخلتفی وجود دارد که در انتخاب آنها، باید در نظر گرفت.
برای آگاهی یافتن از چرایی این مسئله، این بهتر است که در مورد نحوه ی کار این پرینترها، اطلاعات کسب کنیم. یک سری جوهرافشان، قطرات جوهر را بر روی زیرلایه، می اندازد و بدن صورت، تصویر بر روی کاشی تشکیل می شود. دو روش اساسی برای انجام این کار وجود دارد: یکی استفاده از جوهرافشان های پیوسته یا جوهرافشان های قطره بر تقاضا (DoD). در دکوراسیون کاشی سرامیکی، از نوع DoD استفاده می شود.
در سری های نوع DoD، قطره ی جوهر تنها زمانی ایجاد می شود که به وجود آن نیاز باشد. بنابراین ضایعات جوهر مینیمم است. برای انجام این کار، پرینترهای مورد استفاده در دکوراسیون سرامیک ها، از سری های جوهر افشان پیزوالکتریک استفاده می کند. اجزای فعال در این سری ها، مواد سرامیکی به نام PZT می باشند. وقتی یک ولتاژ به این مواد اعمال می شود، این مواد انعطاف پذیر می شوند. در سری های Xaar مدل 1002، از مواد PZT در معماری شوتر اسلاید هیبریدی (HSS) استفاده می شود.
سری های پیزوالکتریک می توانند به دو شیوه کار کنند: حالت خمش مستقیم و حالت برشی. در روش مستقیم، میدان الکتریکی در همان جهتی به مواد PZT اعمال می شود که این مواد پلاریزه می شوند. این مسئله موجب می شود تا ارتفاع و عرض این مواد تغییر کنند (PZT در این حالت درازتر و لاغرتر می شود).
این حرکت موجب می شود تا یک غشاء کشیده یا خمیده شده و بدین صورت قطره ای از جوهر از نازل خارج شود. به این معماری، معماری شوتر انتهایی (ES) گویند.
در برخی از سری های چاپ دیگر، از حالت برشی بهره برده می شود. مثلاً Xaar 1002 از سری های چاپی با معماری HSS استفاده می کند. در این ساختار، میدان الکتریکی به صورت عمودی بر محور پلاریزاسیون ماده، اعمال می شود. این مسئله موجب می شود تا کریستال پیزوالکتریک در حالت برشی، نازک یا کوچک شود. استفاده از دو قطعه ی سرامیکی برای دیواره ی محفظه ی جوهر، و سپس اعمال ولتاژ موجب می شود تا ماده به سمت داخل انعطاف پیدا کند و حرکتی ایجاد کند. این حرکت به محفظه ی جوهر منتقل می گردد. این موج فشاری ایجاد شده، موجب می شود تا یک قطره جوهر از داخل نازل عبور کرده و خارج شود. این ساختار میزان مصرف انرژی پایینی دارد و موجب کاهش در ولتاژ مورد نیاز برای انجام آن می شود. علاوه بر ولتاژ مورد استفاده، حرارت تولیدی در این سیستم نیز بسیار پایین است. برای مثال، Xaar 1002 از یک سوم ولتاژ مورد نیاز برای سری های چاپ جوهرافشان DoD را نیاز دارد.
تمام این کارها در یک مقیاس میکرویی انجام می شود. در داخل یک سری چاپ، کانال های جوهر عموماً چند ده میکرومتر هستند و نازل ها نیز عموما بین 20 تا 50 میکرومتر می باشند.
یک قطره ی 1 پیکولیتری معمولاً دارای قطری برابر با 13 میکرومتر می باشد. این قطر در مقایسه با قطر موی انسان که 80 میکرون می باشد، بسیار کوچک می باشد.
محیط دکوراسیون کاشی، یک مسئله ی چالش آفرین می باشد.
دکوراسیون کاشی چندین چالش را ایجاد می کند. اولین چالش، این است که فرایند تولید، گردوخاک زیادی دارد. علت این مسئله، این است که مواد اولیه به صورت پودر است. درماً بعد از اعمال پرس بر روی پودر مواد اولیه، کاشی های خاک هنوز ترد هستند. در نهایت، برای تولید رنگ های شاد و پر طراوت، جوهرهای سرامیکی دارای ذرات نامحلول پیگمنت هایی هستند که به طور متراکم در داخل سوسپانسون، واقع شده اند. این مسئله موجب می شود تا سوسپانسیون جوهر، بسیار ویسکوز و مستعد ته نشین شدن باشد.
اولین نوع از پرینترهای جوهر افشان کاشی که در سال 2000 پا به بازار گذاشتند، نتوانستند بر این چالش ها، فایق آیند. سری های چاپ نسل اول، از قابلیت اطمینان پایین رنج می بردند. یا گرفتگی در آنها ایجاد می شد و یا بر روی کاشی، خطوط سیاه و سفیدی نقش می بست. بنابراین، نیاز قابل توجهی برای انجام کارهای تمیزکاری بر روی این نوع از سری ها، بود.
سایر موارد دیگر نیز وجود دارد. مثلا در این نوع از پرینترها، کیفیت تصویر پایین است. قطعات این نوع پرینترها گران قیمت است و گستره ی رنگ تولیدی بوسیله ی آنها نیز پایین است.
اولین دلیل مشکلات مربوط به سری های پیزوالکتریک اولیه، طراحی آنها بوده است. بیشتر آنها به صورت مستقیم کار می کردند. در این نوع سری ها عمدتاَ از معماری شوتر انتهایی (ES) استفاده می شد و یک خروجی وجود داشت. جریان جوهر در این نوع از پرینترها، از ورودی به سمت خروجی بود. در این سری ها، ذرات راه خروجی را بسته و موجب می شد تا کلوخه هایی از ذرات جوهر در بخش های نازل، گیر کنند. یک چنین مشکلاتی، نیازمند استفاده از روش های نگهداری شستشوی خاص، پیش از استفاده ی مجددی از پرینتر، بوده است.
این موضوعات استفاده از این پرینترها را تا سال 2007 محدود کرد. در این زمان، Xaar سری های چاپ 1001 GS6 را به بازار روانه کرد. این سری ها قابلیت تولید مجدد جزئیات ریز و تصاویر با کیفیت بهتر را مقدور می ساخت اما چیزی که موجب شد تا صنعت چاپگرهای دیجیتال سرامیکی متحول گردد، استفاده از معمار HSS و تکنولوژی TF در این نوع پرینترها بود.
همانگونه که گفته شد، در تکنولوژی HSS، نازل های مجزایی در دو طرف کانال جوهر وجود دارد که از داخل آن قطره ی جوهر به صورت عمودس نسبت به جریان جوهر، رها می شود. علاوه بر این، استفاده از تکنولوژی TF موجب می شود تا اطمینان برقرار شود که میزان جریان جوهر در داخل نازل، به میزان مناسبی وجود دارد. این مورد همچنین موجب می شود تا حباب هوای به دام افتاده در داخل جوهر موجود در داخل مسیر جوهر، حداقل باشد. در واقع، این بدین معناست که این نازل ها به طور پیوسته تحریک می شوند و در صورت ایجاد گرفتگی، گرفتگی برطرف می شود. این مسئله موجب می شود تا اطمینان حاصل شود که سری چاپ در طولانی مدت و در ماکزیمم توان خود، کار می کند. سری های Xaar 1001 خود تحریک کن هستند بنابراین شروع کار آنها و همچنین اتمام کار با آنها سریع تر می باشد. در صورتی که خط خراب شود، تنها یک کاشی خراب می شود و می توان سریع خط را متوقف کرد.
در سال 2012، Xaar توانست سری های خود را ارتقا داده و اندازه ی قطره ی جوهر تولید شده در این نسل از سری های چاپ خود را افزایش دهد. این مدل را Xaar 1001 GS12 نامیدند که از اصلاح مدل قدیمی تر یعنی Xaar 1001 GS6 تولید شده است. افزایش اندازه ی قطره موجب می شود تا میزان رنگ رسیده به کاشی، نیز افزایش یابد و بدین صورت این نوع سری برای دکوراسیون کاشی کف، مناسب تر باشد. در کاشی کف، نیاز است تا رنگ های تیره و طرح های با رنگ تیره، ایجاد شود. همچنین از این نوع سری می توان برای افزایش سرعت دکوراسیون نیز بهره برد.
اخیراً و در سال 2014، Xaar خانواده ی 1002 از این نوع سری ها را به با مشارکت تکنولوژی ابداعی جدیدی، به بازار عرضه کرد. با استفاده از این تکنولوژی، یکنواختی حجم قطره بهتر شد و دقت قرارگیری قطره بر روی زیرلایه، بهبود داده شد. این خانواده از سری ها نیز در دو نسل GS6 و GS12 ساخته شدند. Xaar 1002 دارای نازل با هندسه ی بهبود یافته می باشد که می تواند قطره را دقیقا در جایی قرار دهد که مورد نظر بوده است. به عنوان یک نتیجه، نسل جدید از سری ها، کیفیت سایه روشن بهتری ایجاد می کند و از این رو، تصاویر واقعی تری بوسیله ی آنها، قابل ترسیم می باشد.
چرخش جریان جوهر، یک مسئله ی ضروری می باشد
چرخش جریان جوهر موجب می شود تا جوهر به طور مداوم در حرکت باشد و از این رو، از ته نشینی ذرات رنگدانه و گرفتگی نازل ها، جلوگیری شود. این مسئله وقتی ضروری است که از جوهرهای با ذرات سنگین استفاده می شود.
با استفاده از تکنولوژی TF که در آن از چرخش جوهر استفاده شده است، حجم بالایی از جوهر، در طی چاپ، در پشت نازل چرخش می کند و از این رو، میزان جریان یافتن جوهر در سرها، بیشتر است.
سایر تولیدکننده ها، تکنولوژی جایگزینی را ارائه می دهند که سیستم چرخش جوهر نامیده می شود اما روش انجام چرخش جوهر در این روش ها، متفاوت است. برای مثال، در بسیاری از سری های شوتر انتهایی، چرخش جوهر در یک محفظه ی بالایی سری چاپ انجام می شود و هیچ چرخشی در محفظه ی پایینی وجود ندارد. این بدین معناست که هیچ چرخشی دقیقاً در پشت نازل، انجام نمی شود. مواد پیزوالکتریک در بالای محفظه ی پایینی قرار گرفته اند و در حین خروج جوهر از نازل ها، این قطعات فشرده می شوند. این مسئله موجب می شود تا یک خلا در این بخش ایجاد شود و جوهر از محفظه ی بالایی، به داخل محفظه ی پایینی مکیده شود. هر گرد وخاک و حباب هوایی که وارد محفظه ی پایینی شود، می تواند با کشش ایجاد شده در نازل، وارد آن شود و موجب مسدود شدن آن شود.
به عنوان نتیجه، باید گفت که سری های بدون تکنولوژی TF قابلیت اطمینان کمتری دارند، این مسئله منجر به این می شود که سیکل های تمیزکاری مورد نیاز، بیشتر شود. همچنین زمان های صرف شده برای نگهداری و در نتیجه ، هزینه ی نگهداری در این نوع از نازل ها، بیشتر می شود.
برای چاپ اندازه های مختلف از قطره، قطرات کوچکتر، سریع تر از نازل خارج می شوند. این قطرات ریز، به محض خروج از نازل، به هم متصل می شوند و قطراتی با اندازه ی 6 تا 42 پیکولیتر، ایجاد می کنند.
اندازه ی قطره می تواند به صورت دینامیک، انتخاب شود. در حقیقت، با ترکیب رزولیشن بالا و ایجاد مقیاس خاکستری، سری های چاپ Xaar 1002 دارای رزولیشن مؤثر بیش از 1000 dpi می باشد. این رزولیشن بوسیله ی چشم انسان قابل تشخیص می باشد. به عبارت دیگر، تصویر در فاصله ی نرمال، به صورت کامل قابل رویت می باشد.
سری های چاپ 1002 GS12 می توانند قطره های بزرگتری بین 12 تا 84 پیکولیتر ایجاد کنند. این مورد برای دکوراسیون قسمت های وسیع تر مناسب می باشد. به طور مشابه، این سری ها می توانند قطره های جوهری مشابه با سری های 1002 GS6 ایجاد کنند با این تفاوت که سرعت رنگ کاری دو برابر خواهد بود. با هر دو سری، بهبود در کیفیت رنگ آمیزی به طور قابل توجهی نسبت به کیفیت بدست آمده با سری های اولیه، بیشتر است. این مسئله تولیدکننده ی سرامیک را قادر می سازد تا بتواند طرح هایی مشابه با مواد طبیعی مانند سنگ های طبیعی و طرح های بدین و جدید، تولید کنند.
استفاده از مطالب این مقاله، با ذکر منبع راسخون، بلامانع می باشد.
غیر تماسی بودن، همچنین بدین معناست که پرینترهای جوهر افشان، می توانند بر روی سطح ناصاف و دارای بافت، دکوراسیون انجام دهند. در واقع ای ناصافی یا بافت، به صورت عمدی و در حین تولید بیسکوییت، ایجاد می شود. تکنولوژی جوهرافشان، امکان چاپ در بخش هایی از کاشی را مقدور می سازد که با استفاده از چاپ سیلک اسکرین چرخشی، مقدور نمی باشد. همانگونه که بعدها، گفته می شود، Xaar کمک کرد تا دیجیتالی شدن فرایند تولید، با استفاده از سری های چاپ، انجام شود و بتوان بافت ها و طرح های زیبا بر روی کاشی ایجاد کرد. پرینترهای جوهر افشان، همچنین گوشه ها و لبه های کاشی را نیز تحت فرایند دکوراسیون قرار می دهد و طرحی یکپارچه بر روی کاشی ایجاد می کند.
مزیت های خلاقانه
پرینترهای جوهرافشان دارای یک تعداد مزیت های خلاقانه هستند. هیچ غلطکی وجود ندارد بنابراین، هیچ حد اجباری برای اندازه ی الگوها، وجود ندارد. اندازه ی طرح تنها محدود به اندازه ای است که در حافظه ی پرینتر ذخیره شده است.برای مثال، نسل آخر پرینترهای ساخت Xaar می توانند داده های کافی را در خود ذخیره سازی کنند به نحوی که می توانند بدون هیچ تکراری در الگوها، 40 متر مربع را چاپ کنند.
پرینترهای جوهرافشان، می توانند همچنین برای طرح هایی مورد استفاده قرار گیرد که دارای بالاترین کیفیت تصویر و بهترین جزئیات نهایی می باشند. تصاویر ایجاد شده به نحوی است که تشخیص تمایز آن با تصویر واقعی مشکل می باشد. رزولیشن 360 dpi و تکنولوژی مقیاس خاکستری در سری پرینترهای Xaar 1002 مورد استفاده قرار گرفته است. این سری هاف می توانند رزولیشن بالاتر از 1000 dpi ایجاد کنند. این رزولیشن بسیار بزرگتر از چیزی است که بوسیله ی چشم انسان، قابلیت تشخیص می باشد.
ستآپ سریع تر
در پرینترهای جوهرافشان، ستاپ بوسیله ی نرم افزار کنترل پرینتر، کنترل می شود بنابراین، نیازی به تغییر فیزیکی غلطک های چرخنده برای ایجاد یک الگوی جدید، نیست. بنابراین، فرایند چاپ سریع تر انجام می شود. اپراتور می تواند حتی خط تولید را پس از بررسی چند کاشی، متوقف کند و بدین صورت، در صورت خرابی طرح یا رنگ، تعداد کمتری کاشی خراب می شود.مدیریت رنگ نیز به صورت نرم افزاری انجام و کنترل می شود و از این رو، فرایند در مقایسه با فرایند سنتی، پیچیده تر و قابل پیش بینی تر می باشد. این مسئله منجر به کاهش در تعداد لعاب ها و جوهر مورد استفاده می شود و همچنین بازده افزایش و میزان هزینه های تولید، کاهش می یابد.
در کل، این فاکتورها موجب می شود تا تکرار الگوها و رنگ ها، مقدور شود. همچنین این روش، اثر مهمی بر روی حجم انبار و کارهای ناتمام موجود در کارخانه می شود. همچنین میزان محصولات نهایی پخت شده نیز کاهش می یابد. برای مثال، تنها وابستگی، نیاز به وجود الگوهای دیجیتالی و جوهر مورد نیاز می باشد.
هزینه های پایین تر مربوط به جوهر
این مهم است بدانید که هیچ کدام از مزیت های بالا نمی تواند بدون یک المان حیاتی، تأمین شود. این المان مدل جوهر باز است که به صورت تاریخی در بازار کاشی های سرامیکی، مورد استفاده قرار می گرفته است. تولیدکننده های کاشی سرامیکی آزاد هستند تا جوهر مورد نیاز خود را از منابع مختلف خریداری کنند و مجبور نیستند که این جوهر را حتماً از فروشندگان پرینتر، خریداری کنند. مدل جوهر باز، یک فشار رقابتی خوب برای کاهش در قیمت جهانی جوهر در بازار سرامیک، داشته است. همچنین این مدل سهم قابل توجهی در استفاده از پرینتر دیجیتال در تولید کاشی های سرامیکی داشته است.بازگشت سریع- در زمانی کمتر از 6 ماه
علاوه بر مزیت های بیان شده در بالا، یک پرینتر جوهر افشان دیجیتال مورد استفاده در صنعت کاشی، می تواند سرمایه گذاری اولیه ی خود را در زمانی کمتر از 6 ماه، برگرداند.دوباره باید گفت که این مسئله به دلیل هزینه های پایین تر می باشد. هزینه های پایین تر نیز به دلیل کاهش در میزان کاشی های شکسته، مصرف کمتر جوهر و قیمت ارزان تر جوهر در مدل جوهر باز می شود. ستاپ ساده تر و سریع تر در این مدل، امکان تولید در مقیاس کوچک را مقدور می سازد. همچنین انعطاف پذیر در این خط تولید نیز بالاتر است.
مدیریت قابل اطمینان بوسیله ی نرم افزار، موجب کاهش در حجم انبارداری کاشی و میزان کارهای ناقص موجود در کارخانه می شود. همچنین میزان سرمایه گذاری در زمینه ی انبار کاشی نیز کاهش می یابد و همچنین بواسطه ی این روش، می توان الگوهایی با اندازه ی نامحدود ایجاد کرد.
در این حالت، حاشیه ی سود بیشتر است زیرا محصولات نهایی کیفیت بیشتر دارند و طرحی مشابه طرح های طبیعی مانند مرمر و سنگ های دیگر دارند. همچنین با استفاده از آنها خلاقیت نسبت به تولید کاشی با روش های متداول نیز بیشتر است.
این همه ی دلایلی است که ما از پرینترهای دیجیتال استفاده می کنیم. به هر حال، انواع مختلفی از پرینترها در بازار موجود می باشند. همچنین فاکتورهای مخلتفی وجود دارد که در انتخاب آنها، باید در نظر گرفت.
تکنولوژی چاپ دیجیتال
همانگونه که مشاهده کردیم، دکوراسیون جوهر افشان و دیجیتال، به طور گسترده در اروپا، مورد استفاده قرار می گیرد. این تکنولوژی، به یکی از موارد ضروری برای تولیدکننده های کاشی سرامیکی، تبدیل شده است. امروزه این تکنولوژی در حال گسترش در سایر کشورها می باشد اما موفقیت آن تصادفی نخواهد بود. تقریبا حدود یک دهه از استفاده ی اولیه از این تکنولوژی در صنعت سرامیک (1999) می گذرد. در سال 2007، سری های پرینترها توسعه ی قابل توجهی داشت و این مسئله موجب شد تا تکنولوژی چاپ دیجیتال بر روی کاشی، توسعه ی قابل توجهی پیدا کند.برای آگاهی یافتن از چرایی این مسئله، این بهتر است که در مورد نحوه ی کار این پرینترها، اطلاعات کسب کنیم. یک سری جوهرافشان، قطرات جوهر را بر روی زیرلایه، می اندازد و بدن صورت، تصویر بر روی کاشی تشکیل می شود. دو روش اساسی برای انجام این کار وجود دارد: یکی استفاده از جوهرافشان های پیوسته یا جوهرافشان های قطره بر تقاضا (DoD). در دکوراسیون کاشی سرامیکی، از نوع DoD استفاده می شود.
در سری های نوع DoD، قطره ی جوهر تنها زمانی ایجاد می شود که به وجود آن نیاز باشد. بنابراین ضایعات جوهر مینیمم است. برای انجام این کار، پرینترهای مورد استفاده در دکوراسیون سرامیک ها، از سری های جوهر افشان پیزوالکتریک استفاده می کند. اجزای فعال در این سری ها، مواد سرامیکی به نام PZT می باشند. وقتی یک ولتاژ به این مواد اعمال می شود، این مواد انعطاف پذیر می شوند. در سری های Xaar مدل 1002، از مواد PZT در معماری شوتر اسلاید هیبریدی (HSS) استفاده می شود.
سری های پیزوالکتریک می توانند به دو شیوه کار کنند: حالت خمش مستقیم و حالت برشی. در روش مستقیم، میدان الکتریکی در همان جهتی به مواد PZT اعمال می شود که این مواد پلاریزه می شوند. این مسئله موجب می شود تا ارتفاع و عرض این مواد تغییر کنند (PZT در این حالت درازتر و لاغرتر می شود).
این حرکت موجب می شود تا یک غشاء کشیده یا خمیده شده و بدین صورت قطره ای از جوهر از نازل خارج شود. به این معماری، معماری شوتر انتهایی (ES) گویند.
در برخی از سری های چاپ دیگر، از حالت برشی بهره برده می شود. مثلاً Xaar 1002 از سری های چاپی با معماری HSS استفاده می کند. در این ساختار، میدان الکتریکی به صورت عمودی بر محور پلاریزاسیون ماده، اعمال می شود. این مسئله موجب می شود تا کریستال پیزوالکتریک در حالت برشی، نازک یا کوچک شود. استفاده از دو قطعه ی سرامیکی برای دیواره ی محفظه ی جوهر، و سپس اعمال ولتاژ موجب می شود تا ماده به سمت داخل انعطاف پیدا کند و حرکتی ایجاد کند. این حرکت به محفظه ی جوهر منتقل می گردد. این موج فشاری ایجاد شده، موجب می شود تا یک قطره جوهر از داخل نازل عبور کرده و خارج شود. این ساختار میزان مصرف انرژی پایینی دارد و موجب کاهش در ولتاژ مورد نیاز برای انجام آن می شود. علاوه بر ولتاژ مورد استفاده، حرارت تولیدی در این سیستم نیز بسیار پایین است. برای مثال، Xaar 1002 از یک سوم ولتاژ مورد نیاز برای سری های چاپ جوهرافشان DoD را نیاز دارد.
تمام این کارها در یک مقیاس میکرویی انجام می شود. در داخل یک سری چاپ، کانال های جوهر عموماً چند ده میکرومتر هستند و نازل ها نیز عموما بین 20 تا 50 میکرومتر می باشند.
یک قطره ی 1 پیکولیتری معمولاً دارای قطری برابر با 13 میکرومتر می باشد. این قطر در مقایسه با قطر موی انسان که 80 میکرون می باشد، بسیار کوچک می باشد.
محیط دکوراسیون کاشی، یک مسئله ی چالش آفرین می باشد.
دکوراسیون کاشی چندین چالش را ایجاد می کند. اولین چالش، این است که فرایند تولید، گردوخاک زیادی دارد. علت این مسئله، این است که مواد اولیه به صورت پودر است. درماً بعد از اعمال پرس بر روی پودر مواد اولیه، کاشی های خاک هنوز ترد هستند. در نهایت، برای تولید رنگ های شاد و پر طراوت، جوهرهای سرامیکی دارای ذرات نامحلول پیگمنت هایی هستند که به طور متراکم در داخل سوسپانسون، واقع شده اند. این مسئله موجب می شود تا سوسپانسیون جوهر، بسیار ویسکوز و مستعد ته نشین شدن باشد.
اولین نوع از پرینترهای جوهر افشان کاشی که در سال 2000 پا به بازار گذاشتند، نتوانستند بر این چالش ها، فایق آیند. سری های چاپ نسل اول، از قابلیت اطمینان پایین رنج می بردند. یا گرفتگی در آنها ایجاد می شد و یا بر روی کاشی، خطوط سیاه و سفیدی نقش می بست. بنابراین، نیاز قابل توجهی برای انجام کارهای تمیزکاری بر روی این نوع از سری ها، بود.
سایر موارد دیگر نیز وجود دارد. مثلا در این نوع از پرینترها، کیفیت تصویر پایین است. قطعات این نوع پرینترها گران قیمت است و گستره ی رنگ تولیدی بوسیله ی آنها نیز پایین است.
اولین دلیل مشکلات مربوط به سری های پیزوالکتریک اولیه، طراحی آنها بوده است. بیشتر آنها به صورت مستقیم کار می کردند. در این نوع سری ها عمدتاَ از معماری شوتر انتهایی (ES) استفاده می شد و یک خروجی وجود داشت. جریان جوهر در این نوع از پرینترها، از ورودی به سمت خروجی بود. در این سری ها، ذرات راه خروجی را بسته و موجب می شد تا کلوخه هایی از ذرات جوهر در بخش های نازل، گیر کنند. یک چنین مشکلاتی، نیازمند استفاده از روش های نگهداری شستشوی خاص، پیش از استفاده ی مجددی از پرینتر، بوده است.
این موضوعات استفاده از این پرینترها را تا سال 2007 محدود کرد. در این زمان، Xaar سری های چاپ 1001 GS6 را به بازار روانه کرد. این سری ها قابلیت تولید مجدد جزئیات ریز و تصاویر با کیفیت بهتر را مقدور می ساخت اما چیزی که موجب شد تا صنعت چاپگرهای دیجیتال سرامیکی متحول گردد، استفاده از معمار HSS و تکنولوژی TF در این نوع پرینترها بود.
همانگونه که گفته شد، در تکنولوژی HSS، نازل های مجزایی در دو طرف کانال جوهر وجود دارد که از داخل آن قطره ی جوهر به صورت عمودس نسبت به جریان جوهر، رها می شود. علاوه بر این، استفاده از تکنولوژی TF موجب می شود تا اطمینان برقرار شود که میزان جریان جوهر در داخل نازل، به میزان مناسبی وجود دارد. این مورد همچنین موجب می شود تا حباب هوای به دام افتاده در داخل جوهر موجود در داخل مسیر جوهر، حداقل باشد. در واقع، این بدین معناست که این نازل ها به طور پیوسته تحریک می شوند و در صورت ایجاد گرفتگی، گرفتگی برطرف می شود. این مسئله موجب می شود تا اطمینان حاصل شود که سری چاپ در طولانی مدت و در ماکزیمم توان خود، کار می کند. سری های Xaar 1001 خود تحریک کن هستند بنابراین شروع کار آنها و همچنین اتمام کار با آنها سریع تر می باشد. در صورتی که خط خراب شود، تنها یک کاشی خراب می شود و می توان سریع خط را متوقف کرد.
در سال 2012، Xaar توانست سری های خود را ارتقا داده و اندازه ی قطره ی جوهر تولید شده در این نسل از سری های چاپ خود را افزایش دهد. این مدل را Xaar 1001 GS12 نامیدند که از اصلاح مدل قدیمی تر یعنی Xaar 1001 GS6 تولید شده است. افزایش اندازه ی قطره موجب می شود تا میزان رنگ رسیده به کاشی، نیز افزایش یابد و بدین صورت این نوع سری برای دکوراسیون کاشی کف، مناسب تر باشد. در کاشی کف، نیاز است تا رنگ های تیره و طرح های با رنگ تیره، ایجاد شود. همچنین از این نوع سری می توان برای افزایش سرعت دکوراسیون نیز بهره برد.
اخیراً و در سال 2014، Xaar خانواده ی 1002 از این نوع سری ها را به با مشارکت تکنولوژی ابداعی جدیدی، به بازار عرضه کرد. با استفاده از این تکنولوژی، یکنواختی حجم قطره بهتر شد و دقت قرارگیری قطره بر روی زیرلایه، بهبود داده شد. این خانواده از سری ها نیز در دو نسل GS6 و GS12 ساخته شدند. Xaar 1002 دارای نازل با هندسه ی بهبود یافته می باشد که می تواند قطره را دقیقا در جایی قرار دهد که مورد نظر بوده است. به عنوان یک نتیجه، نسل جدید از سری ها، کیفیت سایه روشن بهتری ایجاد می کند و از این رو، تصاویر واقعی تری بوسیله ی آنها، قابل ترسیم می باشد.
چرخش جریان جوهر، یک مسئله ی ضروری می باشد
چرخش جریان جوهر موجب می شود تا جوهر به طور مداوم در حرکت باشد و از این رو، از ته نشینی ذرات رنگدانه و گرفتگی نازل ها، جلوگیری شود. این مسئله وقتی ضروری است که از جوهرهای با ذرات سنگین استفاده می شود.
با استفاده از تکنولوژی TF که در آن از چرخش جوهر استفاده شده است، حجم بالایی از جوهر، در طی چاپ، در پشت نازل چرخش می کند و از این رو، میزان جریان یافتن جوهر در سرها، بیشتر است.
سایر تولیدکننده ها، تکنولوژی جایگزینی را ارائه می دهند که سیستم چرخش جوهر نامیده می شود اما روش انجام چرخش جوهر در این روش ها، متفاوت است. برای مثال، در بسیاری از سری های شوتر انتهایی، چرخش جوهر در یک محفظه ی بالایی سری چاپ انجام می شود و هیچ چرخشی در محفظه ی پایینی وجود ندارد. این بدین معناست که هیچ چرخشی دقیقاً در پشت نازل، انجام نمی شود. مواد پیزوالکتریک در بالای محفظه ی پایینی قرار گرفته اند و در حین خروج جوهر از نازل ها، این قطعات فشرده می شوند. این مسئله موجب می شود تا یک خلا در این بخش ایجاد شود و جوهر از محفظه ی بالایی، به داخل محفظه ی پایینی مکیده شود. هر گرد وخاک و حباب هوایی که وارد محفظه ی پایینی شود، می تواند با کشش ایجاد شده در نازل، وارد آن شود و موجب مسدود شدن آن شود.
به عنوان نتیجه، باید گفت که سری های بدون تکنولوژی TF قابلیت اطمینان کمتری دارند، این مسئله منجر به این می شود که سیکل های تمیزکاری مورد نیاز، بیشتر شود. همچنین زمان های صرف شده برای نگهداری و در نتیجه ، هزینه ی نگهداری در این نوع از نازل ها، بیشتر می شود.
کیفیت چاپ
سری های چاپ مدل 1001 و 1002 شرکت Xaar دارای مزیت های دیگری نیز هستند. یکی از این مزیت ها، کیفیت چاپ بهتر می باشد. با استفاده از تکنولوژی مقیاس خاکستری در این سری ها، اجازه داده می شود تا قطره های با اندازه ی متغیر از جوهر ایجاد شود و بر روی کاشی قرار داده شود. استفاده از قطرات با اندازه ی متغیر، دارای چندین مزیت می باشد. وجود تعداد بیشتر نازل ها در هر اینچ (360 npi) در سری های چاپ Xaar موجب می شود تا این سری ها قادر به تولید الگوهای ظریف تر و حصول اندازه های قطرات کوچکتر شود. انتخاب اندازه ی قطره، به پرینتر اجازه می دهد تا کاشی های با جذب مختلف و همچنین کاشی های دارای لعاب متفاوت را دکوراسیون کرد و همچنین وسعت رنگ ایجاد شده، بیشتر است.برای چاپ اندازه های مختلف از قطره، قطرات کوچکتر، سریع تر از نازل خارج می شوند. این قطرات ریز، به محض خروج از نازل، به هم متصل می شوند و قطراتی با اندازه ی 6 تا 42 پیکولیتر، ایجاد می کنند.
اندازه ی قطره می تواند به صورت دینامیک، انتخاب شود. در حقیقت، با ترکیب رزولیشن بالا و ایجاد مقیاس خاکستری، سری های چاپ Xaar 1002 دارای رزولیشن مؤثر بیش از 1000 dpi می باشد. این رزولیشن بوسیله ی چشم انسان قابل تشخیص می باشد. به عبارت دیگر، تصویر در فاصله ی نرمال، به صورت کامل قابل رویت می باشد.
سری های چاپ 1002 GS12 می توانند قطره های بزرگتری بین 12 تا 84 پیکولیتر ایجاد کنند. این مورد برای دکوراسیون قسمت های وسیع تر مناسب می باشد. به طور مشابه، این سری ها می توانند قطره های جوهری مشابه با سری های 1002 GS6 ایجاد کنند با این تفاوت که سرعت رنگ کاری دو برابر خواهد بود. با هر دو سری، بهبود در کیفیت رنگ آمیزی به طور قابل توجهی نسبت به کیفیت بدست آمده با سری های اولیه، بیشتر است. این مسئله تولیدکننده ی سرامیک را قادر می سازد تا بتواند طرح هایی مشابه با مواد طبیعی مانند سنگ های طبیعی و طرح های بدین و جدید، تولید کنند.
استفاده از مطالب این مقاله، با ذکر منبع راسخون، بلامانع می باشد.
