잉크젯 기술

Inkjet technology

잉크젯 기술은 원래 잉크 속성만을 기준으로 '선택적' 위치에 수성 잉크를 종이에 쌓기 위해 발명되었다. 잉크젯 노즐과 잉크가 함께 디자인되었고 잉크젯 성능은 디자인을 기반으로 했다. 그것은 데이터 리코더 초 1950s,[1]나중에 출판계에서 1950년대co-solvent-based 잉크에서 텍스트와 이미지들을 위해 것이 목격되었다 그 용제형 잉크 산업 표시에 전문화된 표면에 the1990의 위상 변화나 핫 멜트 형 ink[1]의 이미지와 electr의 디지털 fabrication[2]에게 인기를 얻고 있는데 나타났다 사용되었다.onic고 기계 장치, 특히 보석류.[2] 흔히 '제트', '잉크젯 기술', '잉크젯 프린팅'이라는 용어가 번갈아 쓰이지만, 잉크젯 프린팅은 그래픽 콘텐츠를 인쇄하는 데 사용되는 출판산업을, 산업용 제트 프린팅은 보통 물질 입자 증착을 통한 범용 제작을 말한다.

퍼스트 액정 메탈 잉크젯

많은 회사들이 수년간 잉크젯을 사용해 왔다. 많은, 많은 특허가 발급되었고 그 기술은 많은 제품에서 사용되었다. 잉크젯의 기본 형태는 압력에 의해 강제로 통과된 유체를 가진 단일 노즐로, 전위에 의해 그 유체로부터 뽑아내거나 피에조의 도움을 받아 밀어냈다. 단일 노즐 잉크젯은 이 소개에서 먼저 논의될 것이다. 잉크젯 기술은 Teletype Corporation이[3] 1960년대 Charles R을 사용한 40개의 잉크젯에서 "전자 당김", 노즐에서 고전압 강하 추출, 1965년 잉크트로닉 텔레프린터(cps)로 인쇄하는 것을 도입하여 개척되었다. 윈스턴 특허, 잉크 양도를 위한 방법 및 기구, 1962년, US3,060,429. Teletype은 요하네스 F의 Teletype 특허에 설명된 대로 "hot-melt" 왁스 잉크로 실험을 했다. 고트왈드, 리퀴드 메탈 레코더, 1971년, US 3,596,285는 컨베이어 캐리어에서 제거할 수 있는 형성(주식 교환 기호 및 인용문) 기호의 금속 제작과 원하는 경우 재사용되는 비스무트 금속 합금을 출력한다. 새로운 Drop-On-Demand 잉크젯 기술(1972년 Zoltan에 의해 발명됨)과 함께 Hot-melt inks의 사용은 Howtek와 Exxon에서 1984년까지 다시 볼 수 없을 것이다.[3]

Howtek은 R로 시작했다.H 리서치는 1968년 최초의 도트 매트릭스 솔레노이드 구동 와이어 리본 임팩트 프린터 회사인 [3][4]센트로닉스를 성공적으로 성장시킨 후 1982년 로버트 하워드에 의해 설립되었다. 하워드는 자신의 솔레노이드 매트릭스 프린터가[3] 텔레타입보다 10~20배 빠르다고 계산했다. 하워드는 1960년대 후반 초음파 소리를 이용해 종이에 점을 찍어보는 실험을 했으나 20여년 뒤인 1984년 엑손의 핵심 직원 6명을 고용해 핫멜트 컬러 잉크젯 프린터 아이디어를 개발하면서 아이디어를 진전시키지 못했다.

Photo of Inventors Club 이벤트

엑손오피스시스템즈(EOS), 브룩필드, ct는 1970년대 말 비충격 프린터 사업에 뛰어들어 무려 20억 달러를 투자했다.[3] 특허 기록에 따르면, 엑손 엔터프라이즈에서 엔지니어링 부서를 설립하기 위해 엑손에 의해 영입된 켄 바워를 포함하여 1978년부터 EOS, 엑손 엔터프라이즈, 댄베리 시스템 부서의 인쇄 배경 직원들의 장황한 목록이 나와 있다. 켄이 1963년 대학을 졸업한 첫 직장은 일리노이주 스코키에 소재한 AT&T의 텔레타이프 사업부였는데, 그곳에서 전자 기계식 증권거래소 티커(inkjet printer)를 생산으로 전환하는 것이 그의 업무였다. 그의 첫 출근날, 그는 왁스 냄새를 맡았고, 개발 중인 열선 인쇄 헤드가 달린 42개의 제트 프린터를 보여주었다. 켄은 UARCO 사업 양식에서 일하기 시작했고, 굴드의 스티브 졸탄과 에드 키저, 스티븐 시어스 휘하의 실로닉스 등 온디맨드 잉크젯 개발자들과 제휴를 맺었다. 스티브 졸탄은 원통형 압축이 있는 원통형 압전관을 사용하고 있었고 에드 키저는 기름통처럼 잉크를 뿜어내는 납작한 압전 다이어프램을 사용하고 있었다.

Exxon Office Systems 1980이 수여하는 "Alpha Inkjets on Fax Printer"

인쇄 경험이 없는 엑손(EOS)에 고용된 직원 2명은 제임스 맥마흔과 캐시 올슨이었다. 맥마흔은 최초의 졸탄 스타일의 싱글 노즐 잉크젯, 코드명 "알파 제트"를 팩스 프린터에 설치하기 위해 고용되었고 올슨은 팩스 프린터 생산을 위한 "알파" 제트기를 만들기 위해 고용되었다. 맥마흔과 올슨(결혼명 맥마흔)은 로버트 하워드(Robert Howard)가 픽셀마스터 컬러 프린터용 주문형 잉크젯을 설계하고 제작하기 위해 고용한 6명의 직원[4] 중 두 명이었다. R에 합류한 지 6개월 이내.미국 라스베이거스 COMDEX에서 핫멜트 잉크를 사용한 알파 제트프린트 샘플이 H 리서치(이름을 하우텍으로 변경)에서 상영되고 있었다.[4]J. 맥마흔은 이오스와 K에서 졸탄 기술을 이용한 개선된 잉크젯 시스템(Envanced Inkjet System)으로 인정받고 있다. McMahon은 Howtek에서 노즐 제조 기술을 인정받았다. J. McMahon went on to work at Sanders Prototype(Solidscape) 3D printer manufacturer and is now employed at Layer Grown Model Technology supporting On-demand single-nozzle inkjets and claims to be the godfather of 3D Inkjet single-nozzle technology as a historian who worked in the field since 1978 with Steve Zoltan and Ken Bower at Exxon. 3D Inkjet 싱글노즐 프린팅은 텔레타입 핫멜트 잉크(Wax와 금속합금)에서 스티브 졸탄의 싱글노즐 분사 기술에 이르는 직접적인 경로를 가지고 있는데, 엑손에서는 유리 노즐로 개발되지 않았지만 1984년 테플론 몰딩 노즐과 열선 인쇄 헤드가 있는 하우텍에서는 현실이 되었다. 하우텍 출신 리차드 헬린스키 씨는 하우텍 스타일의 잉크젯과 열가소성 플라스틱 잉크를 이용해 입자 증착물을 3D로 제작하는 두 가지 소재를 이용해 특허를 얻은 공로를 인정받고 있다. 이 같은 하우텍 잉크젯과 재료는 그 이후 폐업한 탄도입자 제조, 개인 모델러, 시각적 영향 법인, 조각가 3D 프린터 사업에 사용되었다. 이 프린터들과 오리지널 하우텍 스타일의 잉크젯과 재료들은 졸탄 스타일의 잉크젯과 3D 프린터의 유일한 역사적 컬렉션인 뉴햄프셔의 3D 잉크젯 컬렉션에서 볼 수 있다. 단일 노즐 제트는 오늘날 Solidscape 3D 프린터에서 여전히 사용되고 있으며 매우 높은 품질의 모델을 생산하는 것으로 간주되고 있다.

적용들

어떤 잉크는 높은 전도성, 높은 산화 저항성 및 낮은 소결 온도를 가져야 하는 반면, 다른 잉크는 다른 용도에 적합해야 한다.

낙하형성

다양한 낙하 형성 기술이 존재하며, 연속 잉크젯(CJ)과 DOD(Drop-on-Demand)의 두 가지 주요 유형으로 분류할 수 있다.[1][16]

1984년 라즐로 할라스츠

CJI는 직접 드롭 생성과 정교한 드롭 궤적 조작이 가능한 반면, DOD는 정교한 드롭 생성과 '일부' 트랙 조작 및 대체 노즐 설계가 가능하다. 이 단노즐 잉크젯 기술은 조사를 원하는 사람들에게는 아직 초기 단계에 있다.[citation needed]

Howtek 잉크젯 노즐은 관 모양의 얇은 벽 피에조를 사용하여 노즐의 양쪽 끝을 반사하는 유체 챔버에서 음파를 발생시킨다. 사각파 신호의 앞쪽 가장자리가 그것을 촉발시키고, 압력파와 일치하는 사각파 신호의 뒤떨어지는 가장자리가 낙하물을 내뿜는다. 이 DOD 싱글 제트기는 음향적이다. 120C Tefzel 노즐은 견고하지 않고 압착되지 않는다. 낙하 형성은 유체 특성 및 노즐 형상에 의해 제어된다. 드라이브 펄스 진폭과 타이밍은 드롭 볼륨과 형성에 중요한 역할을 한다. 일반적으로 DOD 기술은 이해하고 사용하기 매우 복잡할 수 있다.

Howtek 잉크젯 노즐의 표현
잉크젯 기술[17] 분류
주문형 DOD(Drop-on-Demand) 연속(CIJ) 일렉트로스프레이
열적 압전기 싱글 제트 다중 제트
페이스 슈터 사이드 슈터 전단 확장 유니몰프/비몰프 짜다 음향 변조 열 변조

주문형 DOD(Drop-on-Demand)[1]

이 방법에서 잉크 방울은 요구 시 전압 신호에 의해 개별적으로 방출된다. 방출된 낙하물은 궤적을 조작하지 않고 수직으로 떨어지거나 121rpm으로 회전하는 회전식 프린트 헤드에서 수평으로 투사되어 문자를 형성할 때 특별한 화재 타이밍이 필요하다(Howtek 컬러 프린터 1986). 상용 인쇄 헤드는 단일 노즐(솔리드스케이프) 또는 수천 개의 노즐(HP)을 가질 수 있으며, 그 사이에 다른 많은 변형도 있을 수 있다. 배열 잉크젯 장치(John G Martner 특허 4468680, 1984 Exxon Research and Engineering Co.)는 30인치 길이의 피아노 와이어 끝에 있는 피에조 DOD를 시험하여 노즐로 이어지는 잉크 유체 챔버에 삽입한 후 발명되었다. 이 작은 피에조는 유체실 안과 밖으로 전선을 당기거나 유체에 음향 에너지를 전달하기 위해 전선을 통해 음파를 전달하여 한 방울을 발사하고 있었다. 이 발명품의 목적은 십자말(소리 또는 어떤 에너지라도 텍스트 인쇄를 위해 촘촘히 배치된 노즐에 넣는 것)을 줄이기 위해 프린트 헤드를 만드는 것이었다.

요구 시 노즐에서 잉크를 억지로 빼내는 두 가지 선도적인 기술은 열 DOD와 압전 DOD이다. DOD는 "충돌 전 채우기" 또는 "충전 전 화재"를 사용할 수 있으며, 열 DOD는 "충전 전 화재"를 사용할 수 있다는 점에 유의하십시오. 낙하물은 피에조 DOD 또는 열 DOD로 정밀하게 제어해야 한다. 표준 피에조 DOD는 초당 9피트 속도로 낙하할 수 있다. 피에조 DOD 낙하 표적 위치는 모든 낙하물이 수평 또는 수직으로 발사될 때 매우 정확하다.

추가적인 기술로는 전기 설치,[18][19] 음향 방전,[20] 정전기[21] 막, 열 바이모르프 등이 있다.[22]

압전 DOD[1]

압전 전압 펄스가 분사량을 결정한다.

압전 DLOD는 1970년대에 발명되었다.[23][24] 압전-DOD 방식의 한 가지 단점은 분사나 위성 낙하 없이 더 작은 낙하물을 배출하려면 제트테이블 잉크가 비교적 엄격한 범위 내에서 점도와 표면 장력을 가져야 한다는 것이다. 한 가지 큰 장점은 DOD 압전 제트가 100-130C의 온도 범위에서 고온 열가소성 플라스틱과 다른 고온 녹는 잉크로 작동하도록 설계될 수 있다는 것이다. 이를 통해 기판에 3차원 물방울을 프린팅할 수 있으며, 투자 주조 및 3D 모델링이 가능하다. Richard Helinski 3D 특허 US5136515A는 잉크젯 프린팅의 새로운 시대를 시작했다. Helinski는 1984 - 1989년 Howtek, Inc.에서 근무한 경험과 투자 주조에 대한 동료 발명가/직원인 Alan Hock의 제안으로 감산색(색방울 쌓기)을 포함한 다른 많은 특허들이 이 특허를 고무시켰다. 이 특허는 보석 산업에서 주로 투자 주조 공정에 투입될 때 깨끗한 연소 재료로 인쇄되는 복합 고체 3D 물체를 인쇄하는 데 초점을 맞추고 있으며, 1990년대 초 전자, 자동차, 의료 산업에서도 선호하고 있다. Howtek 스타일의 잉크젯과 열가소성 플라스틱 재료는 문서와 이미지 그리고 나중에 점자 문자를 인쇄하기 위해 만들어졌다.

압전 소자로 방울을 배출하는 특허와 방법이 많다. 피에조는 전압이 인가되면 모양이 변한다. 치수 변화의 양은 극히 적다. 피에조는 또한 많은 다른 크기로 만들어진다. 피에조가 작을수록 형상 변위는 작아진다. DOD 피에조를 사용하여 텍스트 문자(이들의 글자 크기)를 인쇄하려면 피에조를 하우징에 나란히 놓아야 한다. 방울은 .005인치보다 작아야 하며, 글자를 만들기 위해 정확히 줄에 놓여야 한다. 종이 전체를 인쇄할 수 있을 만큼 높은 주파수에서 나란히 놓인 피에조는 큰 진동으로 근처에 떨어지게 된다. 주문형 DOD(Drop-On-Demand) 인쇄 헤드는 노즐 하나로 제조에 한계가 있다. 이 때문에 잉크젯 프린터에서는 멀티젯 DOD 인쇄가 가장 보편적이다.

열 잉크젯(TIJ) DOD

압전 제트(왼쪽)와 열 제트(오른쪽)의 비교

서멀 DOD는 캐논과[25] 휴렛팩커드가 1980년대에 도입했다.[26] 열 인쇄는 고온 잉크를 사용하지 않는다.

이 방법의 한 가지 단점은 TIJ와 호환되는 잉크의 종류가 근본적으로 제한적이라는 것이다. 이 방법은 높은 증기압, 낮은 비등점, 높은 가스화 안정성을 가진 잉크와 호환되기 때문이다.[27][28] 물은 그렇게 용해제가 되어 이 방법의 인기는 수성 잉크를 사용하는 비산업적인 사진 인쇄에만 제한되었다.

연속 잉크젯(CIJ)[1]

이 방법으로 노즐에서 잉크 스트림이 연속적으로 방출된다. 정원 호스 제트 스트림은 CJ 노즐이 작다는 점을 제외하면 노즐에서 연속적으로 흐르는 좋은 예다(.005인치 이하 또는 약 1/10mm). 고원-레이레이리 흐름의 불안정성으로 인해 잉크줄기가 자연스럽게 분리되어 떨어진다. 압전 장치로부터의 진동으로 유체 흐름은 다른 크기의 낙하로 부서질 수 있다. 피에조 장치의 사용은 피에조를 사용하여 노즐에서 음파를 생성하거나 노즐에서 단일 방울을 밀어내기 위해 유체 챔버 크기를 확장하는 Drop-On-Demand Inkjet와 혼동해서는안 된다. CIIJ 형성 잉크 방울은 전기장에 의해 기판 위의 원하는 위치로 꺾이거나 재사용을 위해 수집된다. CJI 인쇄 헤드는 단일 제트(노즐) 또는 여러 제트(노즐)를 가질 수 있다. CJ는 산업과 출판 분야에서는 인기가 있지만 가정용 프린터에서는 일반적으로 볼 수 없다.

CJI 방법의 한 가지 단점은 용제 모니터링의 필요성이다. 잉크의 극히 일부분만이 실제 인쇄에 사용되고 있기 때문에 재활용된 잉크에 용제를 지속적으로 첨가하여 재활용된 방울의 비행 중 발생하는 증발을 보상해야 한다.[27]

또 다른 단점은 잉크 첨가제의 필요성이다. 이 방법은 정전기 편향에 바탕을 두고 있기 때문에 티오시아네이트 칼륨과 같은 잉크 첨가물이 인쇄 장치의 성능을 저하시킬 수 있다.[27]

1971년 7월 27일 발행된 요하네스 F 고트왈드의 액상 금속 레코더 특허 US3596285A에서 설명한 대로 CJ는 저온 금속 합금 잉크를 사용하여 자기장을 통해 지시할 수 있다. .003인치 애퍼처 글라스 노즐 인쇄 주식 시장은 움직이는 금속 기판 벨트에 기호를 인용하여 표에 떨어뜨려 기호로 사용하거나 다른 기호를 인쇄하기 위해 리코더에 재사용한다. 이것은 아마도 잉크젯으로 "조립된 물체"를 인쇄한 가장 초기 예일 것이다.

프린트헤드

인쇄 헤드는 점도의 변화에 영향을 받는 모든 재료를 인쇄할 수 있는 가열 기능이 있어야 한다. 기름에 기반을 둔 잉크는 온도에 민감하다. 왁스와 고온 녹는 물질은 실온에서 고체다. 수성 잉크는 열이 필요하지 않을 수 있다. 납, 주석, 인듐, 아연, 알루미늄 등 금속 합금으로 인쇄하는 것도 가능하다. 저용융점 금속의 인쇄 과정은 "직접 용융 프린팅"이라고 불리며, 1971년 요하네스 F 고트왈드 특허 US3596285 "액체 금속 레코딩"에 의해 어떤 형태의 3D 인쇄가 고려되기 훨씬 전에 도입되었다. 열가소성 플라스틱 DOD 잉크젯은 압전 퀴리 온도 이상에서 인쇄되며, 작업하려면 계속 폴링해야 한다. 피에조 D33 변위는 구동 전압을 낮추기 위해 최적화되어야 했다. 관련 이론은 피에조 대응력 현미경 검사를 참조하십시오. 1980년 제임스 맥마흔이 피에조 6개의 피에조 물리적 폴링 상태와 피에조 공명 및 항레소넌트 주파수를 최대화하기 위한 테스트에 대한 선행 연구로 개발 시간이 빨라졌다. Howtek는 잉크젯을 사용한 3D 인쇄가 1992년 8월 4일에 발명되기 전에 1985년에 이러한 상태의 잉크젯을 제조했다.

졸탄잉크젯 노즐

DOD 잉크젯 프린트 헤드는 스티브 졸탄에 의해 1972년에 유리로 만들어졌다. 이러한 초기 단일 노즐 잉크젯 프린트 헤드는 물 기반 잉크로 인쇄된다. 나중에 잉크젯을 안정적인 열 질량으로 둘러싸기 위해 하우징이 필요했다. 유리 잉크젯 노즐은 복제하기 어려웠고 성형된 노즐은 Howtek 주식회사에 의해 도입되었다. 하우텍 유리 노즐은 횃불과 당긴 유리관에 의해 열로 만들어지고, 크기에 맞게 잘라서 광택을 내서 평평한 노즐 오리피스 표면을 만들어야 했다. 유리 노즐 기술은 1980년대에 한 발명가, 라즐로 할라스즈가 더 잘 이해했고, 그는 유리 모세혈관을 녹이기 위해 가열된 기름을 사용함으로써 다른 노즐 모양을 형성할 수 있었다. 하워텍은 스테인리스 스틸 코어 핀을 사용한 단관 테펠 몰딩 노즐을 도입했는데, 블라인드 몰딩 후 면도기로 얇게 썰어 오리피스를 완벽한 모양으로 노출시켰다. 하워텍은 1986년 로터리 헤드 픽셀마스터 프린터에서 32개의 단일 노즐(원색당 8개)으로 자체 풀컬러 열가소성수성 잉크 소재 인쇄용 레터헤드 시트를 제작했다. 125C에서 작동하는 테프젤 노즐 소재는 낙하물이 배출될 때 분무와 유체 진동을 일으키는 피에조의 고주파 진동을 결합하지 않고 유체 내 음향 압력파를 발생시키는 전압 펄스 에너지만 허용했다. 디자인 아이디어는 1972년 짐 맥마흔이 발견한 해리 F 올슨의 음악, 물리학, 공학에서 나왔다.[29] 유리 노즐을 사용한 초기 잉크젯 설계도 공명원이었으며 진동 감쇠 재료로 포장했을 때 스프레이를 제거할 수 없었다. 설계의 목적은 노즐 길이의 주파수 범위에 걸쳐 깨끗한 분무식 드롭을 배출하는 것이었다. Howtek 제트기는 1에서 1만 6천 헤르츠까지 잘 달린다. 지금까지 이 디자인으로 인쇄 헤드를 생산한 회사는 없다.[when?] 긴 테이퍼형 전면 유체 챔버가 있는 테프젤 노즐은 원치 않는 고조파를 흡수했고 개별 피에조 구동 펄스에서 나오는 유압 유체 서지만 허용해 낙하물을 배출했다. 하나의 구동 펄스는 모든 주파수에서 튜브 길이의 유체 공진까지 한 방울과 동일했다. 사각파 펄스 선행 에지는 노즐 튜브의 꼬리 끝에서 반사되는 유체에 음파를 발생시켰고, 구동 펄스의 후행 에지가 피에조 중앙 아래로 통과할 때 강화되어 유체 압력을 한 방울도 방출할 수 있을 정도로 증가시켰다. 두 잉크(왁스 및 열가소성 수지) 각각에 대한 음속은 서로 다르므로 동일한 잉크젯 노즐 구조에 대해 두 개의 최대 공명 주파수가 발생한다. 따라서 하나의 Howtek 프린트 헤드 디자인은 두 개의 다른 잉크에 대해 작동한다. Howtek 잉크젯 노즐은 매우 많은 면에서 독특하다. 설계에는 엄격한 조립 순서와 제조 공정이 필요하다.

2021년 사용 중인 3D 프린터 1대(솔리드스케이프)는 1986년 제조돼 여전히 하우텍 스타일의 노즐을 갖고 있다. 원래는 6각형의 금속 노즐 끝 구조로 오프셋 노즐 오리피스가 있어 이전에 하우텍 픽셀마스터에 설치되었을 때 최상의 인쇄 품질을 위해 제트 드롭을 목표물을 향해 적절히 정렬(임직)할 수 있었다. 1994년 모델메이커 6 Pro의 생산이 처음 시작되었을 때 1500개가 넘는 Howtek 스타일의 잉크젯이 초기 Sanders 프로토타입에 의해 인수되었다. 모델메이커 6 프로는 기계당 잉크젯 2개를 사용한다. 잉크젯은 특수 인쇄 헤드에 설치되어 있어 3D 인쇄를 위해 방울을 아래로 향하게 한다. 오리지널 프로토타입 3D 프린터인 Visual Impact Corporation이 Howtek nozzle을 사용하여 1989년에 수평으로 인쇄한 조각가. 픽셀마스터는 또한 종이에 2D 문자나 이미지를 인쇄하기 위해 121rpm 회전 프린트 헤드에서 수평으로 낙하물을 투사했다. 점자 문자 프린터는 하우텍에 의해 소개되었고 1990-1991년에 호우텍 잉크젯을 사용하여 일반 용지에 인쇄된 올림폰트가 있는 몇 대의 기계만 판매되었다. 이것은 각각의 점자 문자에 대해 쌓기 위해 네 겹의 방울이 필요했다. 이는 3차원(링크) 재료 프린팅(1984년 3D 프린팅으로 불리지 않음)이 어떻게 시작되었고, 오늘날 적층 제조(AM)는 3D 프린팅에 사용된 핫멜트 재료 특성의 과거 분사 방식을 참조하지 않는다는 것을 보여주는 초기 사례였다. 3D 프린팅(표면 잉크로 인쇄)은 1960~1980년대 왁스를 사용한 잉크젯 프린팅이었다. 액상 금속 및 열가소성 수지 열가소성 [citation needed]수지

제작 접근 방식

인쇄된 재료는 공정에서 단 한 단계만 되는 경우는 드물며, 기계적 롤러 또는 제어된 표면 밀링 단계가 뒤따르는 직접적인 재료 침적을 포함할 수 있다. 최종 결과를 내기 위해 촉매, 소결, 광자 양생, 무전전극 도금 등이 뒤따르는 전구체의 퇴적일 수 있다. 125C까지 가열된 고체 잉크 단일 노즐과 제작에 다른 공정이 필요 없는 5축 인쇄 기술을 사용하는 BPM(탄도 입자 제조)을 참조하십시오.

  • 직접 증착은 기판 또는 표면에 직접 도포되는 분사 재료
  • 마스크 프린팅
  • 에칭
  • 역인쇄
  • 파우더 베드

적층 잉크젯 제작

  • 자체로 여러 번 인쇄할 때 Z축 치수를 달성할 수 있는 충분한 3차원 특성을 가진 분사 재료의 적용. 그것은 제작 접근법에 따라 위에 열거한 다른 제작 단계를 포함할 수 있다.

감산잉크젯 제작

  • 증착 후 밀링 스텝 사용. 솔리드스케이프 3D 잉크젯 프린터는 모델 형성 과정에서 이 기술을 사용한다. 0.0005 인치의 레이어 두께는 4백만 방울을 인쇄하고 재료를 펼쳐야 하지만 밀링 스텝은 다음 레이어가 퇴적되기 전에 Z 치수를 0.0005로 줄인다. 소재의 50% 이상이 이러한 얇은 층에서 제거되지만, 일부 우수한 부품 품질은 모델 경사면을 거의 밟지 않고 달성된다.

잉크젯 유체 재료

잉크는 액체여야 하지만 막힘을 일으키지 않는 경우 작은 고형분을 포함할 수도 있다. 고형 입자는 막힘 방지를 위해 노즐 직경의 1/10보다 작아야 하며 위성 낙하 스프레이를 줄이려면 2미크론보다 작아야 한다. 미세한 디테일 잉크젯 프린팅은 스프레이와 유체 라인을 15미크론 필터로 보호해 막힘 방지를 위해 1미크론 필터로 여과하는 소재를 가지고 있다.

낙하 형성은 표면 장력과 점도의 두 가지 주요 물리적 특성에 의해 관리된다. 표면 장력은 고원-레이리 불안정성에 따라 분출된 방울을 구체로 형성한다. 점도는 적절한 프린트 헤드 온도를 사용하여 제트 시간에 최적화할 수 있다. 드롭 볼륨은 구동 펄스 타이밍 폭과 구동 전압 진폭에 의해 제어된다. 각 잉크젯 조립체는 낙하 크기에 약간의 변화가 있을 것이며 최적의 성능을 위해 모든 재료와 제트 매개변수를 유지해야 한다. 낙하 형성 및 부피는 낙하 주파수 및 제트 오리피스 메니커스 위치에 따라 달라진다. 액체는 중력에 의해 노즐 구멍에 위치한다(유체 저장 탱크는 노즐의 높이가 약간 낮아야 한다). 또한 유체 표면 장력은 유체를 노즐 오리피스 가장자리(구멍)에 고정시킨다. 낙하물을 배출하는 작용은 이 자연적인 정상 유체 위치 조건을 변화시킨다. 이 상태를 보통 유체의 음낭이라고 한다. 음낭은 장벽처럼 작용하고 대부분은 낙하를 허용하기 위해 극복된다. 흉골도 늘어나면 강한 힘을 발휘한다. 저장 탱크의 높이가 낮을수록 낙하물을 배출하는 데 필요한 힘이 높아진다. 메니커스 스프링 동작 타이밍은 낙하 크기, 낙하 속도 및 주행 전압을 낙하 편성으로 변경한다. 사격강하 횟수가 많다는 것은 사격 자세 때문에 낙하물이 끊임없이 변화하는 특성을 의미한다. 각 제트테이블 재료는 물리적 특성이 다르고 프린터 매개 변수와 탱크 높이 설정이 다르다. 재료는 그냥 바꿀 수 없다. 잉크젯의 온도는 CJI 시스템보다 DOD 시스템의 표면 장력과 점도를 유지하도록 더 세밀하게 제어해야 한다.

일반적으로 점도가 낮으면 방울 형성이[30] 좋아지며 실제로는 점도가 2-50mPa인 액체만 인쇄할 수 있다.[17] 더 정확히 말하면, Ohnesorge 숫자가 0.1보다 크고 1보다 작은 액체는 시차적이다.[31][32][33]

참조

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