陶瓷噴墨印刷機的噴頭屬高科技產品,由于其制造技術要求高,至今只有少數(shù)國家才能生產,中國仍是空白。中國的噴墨印刷機制造業(yè)每年必須從國外的工廠進口大量的噴頭才能滿足生產,初步估計僅國內瓷磚用噴頭市場將在2014-2015年達到40-50億元的市場份額。本期論題,一方面通過對比各品牌陶瓷噴頭讓業(yè)者了解不同型號噴頭的主要性能,另一方面指出當前陶瓷噴頭市場前景廣闊,提倡中國陶瓷噴頭制造產業(yè)的快速發(fā)展,早日實現(xiàn)陶瓷噴頭國產化。
噴頭發(fā)展
全球噴墨印刷用噴頭生產企業(yè)大約有20家,工業(yè)應用較多的品種有:賽爾(XAAR)、精工(SEIKO)、北極星(DIMATIX)、柯尼卡美能達(KONICA MINOLTA)、愛普生(EPSON)、東芝(TOSHIBA)等,但中國至今沒有生產噴頭。
噴頭是噴墨印刷機的核心,屬微電機高精度產品。目前,能用于陶瓷行業(yè)噴墨印刷的噴頭主要有四大生產企業(yè):日本精工、英國賽爾、美國北極星(被日本富士收購),以及日本柯尼卡。而前三者是目前三大主流噴頭廠家,縱觀近五年噴頭的技術進步主要是打印速度與精度的不斷進步。
噴頭墨水循環(huán)方式
關于噴頭的墨水循環(huán)方式有兩種,一是以賽爾為代表的內循環(huán)技術,二是以精工為代表的外循環(huán)技術.通過多年的生產實踐表明,這兩種墨水的循環(huán)方式均存在優(yōu)缺點。
噴頭性能對比分析
各廠家的噴頭既有優(yōu)點,又有缺點,簡單分析如下:
XAAR1001噴頭
XAAR1001噴頭的噴孔數(shù)量最多,可達1000個、噴頭精度可達360dpi。實際上,噴
頭是分兩排,每排500個孔,墨滴的大小在6-42pl間,灰度級別可以控制在8級;噴頭兩個進墨口,可以進行內循環(huán)。其缺點為:點火頻率低、墨點速度慢、噴頭不耐磨(采用特氟瓏材料制作),陶瓷墨水采用的是納米顆粒,打印時間太長噴孔會變形、變大,導致打印精度下降。
SPT510、SPT508GS噴頭
SPT510和SPT508GS兩款噴頭的主要區(qū)別為灰度級別:SPT510不帶灰度
級別;SPT508GS帶3級灰度。其外觀形狀基本一樣,噴孔數(shù)量也差不多。精工噴頭點火頻率不算最高,最大的優(yōu)點是采用不銹鋼材料制成,耐磨、不易磨損。但這兩款噴頭都只有一個進墨口,只能進行外循環(huán)。因為陶瓷墨水容易沉淀,墨水到噴頭墨囊時就有可能導致沉淀產生,影響圖案效果。SPT510和SPT508GS噴頭只有精工指定的獨家代理才可以進行其設備的銷售與生產。目前國內只有晶繪精陶機電采用這款噴頭,使用的墨水需要精工噴頭廠家認證。
SPECTRA GALAXY噴頭
SPECTRA GALAXY噴頭的噴孔數(shù)最少,僅100個孔,但在陶瓷行業(yè)中運用得較廣。從結構上看,該噴頭有兩個進墨口,因此可以進行自身循環(huán)。從其它性能上看,這款噴頭的點火頻率較高,可以達到2萬次/s;噴墨速度快,可以達到8m/s;采用不銹鋼材料制成,耐磨,使用壽命長。SPECTRA GALAXY噴頭匹配的墨水種類很多,如水性、油性、溶劑型、銀導電墨水、硅墨水、CIGS墨水、生物細胞墨水等。
北極星噴頭
北極星噴頭與SPECTRA GALAXY噴頭區(qū)別很大。北極星噴頭由兩片噴頭組成,每片噴頭上兩個進墨口,每片噴頭噴孔分成兩排,相當于這個噴頭有4個進墨口,4排噴孔,每排噴孔128個。北極星噴頭的優(yōu)點為:點火頻率高,可達30kHz;噴墨速度快,可達8m/s;采用不銹鋼制成。該噴頭沒SPECTRA GALAXY容易疏通,剛上墨水時較難一次性把全部孔洞疏通。墨水與噴頭的匹配性能較好,不需要噴頭廠家認證。
中國噴頭市場淺析
從2009年中國的諾貝爾公司引進西班牙凱拉捷特K-700噴墨印刷機以來,由于使用初期國內企業(yè)的維護使用缺少經驗,更換噴頭的頻率較高。進入正常使用后,受噴頭的使用壽命影響,2012年諾貝爾公司對K-700噴墨印刷機一次性更換60個噴頭(使用3年左右),隨著國產噴墨機生產大增,噴頭的供應量出現(xiàn)供不應求的局面,特別是英國賽爾公司的訂單大增,為此在2013年進行擴建提高生產能力。
隨著中國瓷磚行業(yè)使用噴墨印刷機數(shù)量的增長,陶瓷噴頭的需求量也在增長,其市場在不斷增長,初步預計到2014-2015年,中國陶瓷噴墨印刷機噴頭市場將達到40-50億元。
小結與建議
1、陶瓷噴頭的發(fā)展方向
墨水循環(huán)過濾系統(tǒng)設計更科學,“雙循環(huán)”系統(tǒng)使用更多——噴頭墨水循環(huán)復合化
噴頭內外溫差設計更合理,杜絕墨水聚集在噴頭位置產生滴墨等——真空系統(tǒng)合理化
高壓、高頻、中偏大出墨量的噴頭使用增加——噴射頻率,出墨量擴大化
噴頭材料結構更科學,使用壽命延長——結構材料更優(yōu)化
噴頭集成化、可折化,維修更方便——使用方便化
噴頭的分辨率不斷上升,180dpi,200dpi,360dpi,400dpi,600dpi——分辨率清晰化
為適應噴干粉,噴釉等材料的需要,噴孔的直徑將增大——孔徑擴大化
總體上看,噴頭的質量將上升,噴頭的生產量明顯增加,制造成本下降,價格下降。
2、投資與市場
中國陶瓷磚行業(yè)在未來2-3年將有約3000臺噴墨印刷機在線生產使用,噴頭總產量15-18萬個/年,更換的市場容量大,初步預測將達到40-50億元。噴頭的制造成本約2000-3000元/個,市場價格約為2-3萬元/個,噴頭產業(yè)的投資利潤高。
3、中國應加快噴頭研發(fā)與制造
小編認為,盡快實現(xiàn)噴頭國產化是我們大家共同努力的目標。目前中國陶瓷噴墨印刷機的生產能力與在線使用量居全球之首,噴頭的需求量也居全球之首。廣東佛山具有陶瓷機械、陶瓷化工、陶瓷原料、陶瓷磚、衛(wèi)生潔具、展示中心、營銷中心、信息中心等較完備的陶瓷平臺。同時陶瓷色料、陶瓷墨水、陶瓷噴墨印刷機研發(fā)與生產居全球先進水平,但在產業(yè)鏈中正缺少陶瓷噴頭。
因此,建議佛山市政府牽頭,向國家申報噴頭產業(yè)化項目,聯(lián)合中國科學院系統(tǒng)(解決材料問題)等組織產學研究攻關,同時積極與英國賽爾公司洽談合作,探討技術許可生產噴頭的可行性,與以色列洽談合作聯(lián)合生產噴頭。相信多渠道共同努力,一定可以解決噴頭國產化問題,盡快建立中國噴頭的制造產業(yè)。