专利名称：恒流高压印刷系统的制作方法
恒流高压印刷系统
技术领域：
本发明涉及一种高压印刷系统，例如在EP1545884中公开的那种高压印 刷系统。
背景技术：
由于高压，当处理时有可能印刷具有特别高粘度的流体，例如具有500.10 -3 Pa.s粘性系数的粘性流体。例如，可能的新物质是粘性聚合体，例如紫外 处理聚合体，其可能具有或者可能不具有例如陶瓷的和特定颜料的装填物。 用根据本发明的装置，这种粘性物质能够根据快速原型方法被用于例如印刷 三维物体。同样，发光聚合体和散射体(在其中具有粒子的水、泥浆等)能 够利用这种实施方案被连续地印刷。现在对于具有10 - 40的重量百分数的充 填度的散射体也可能被连续地印刷。其它的应用可能包括提供形成流体流的 液滴。
为了以可预测的方式纟是供液滴并对其关于预定时间和》文置位置加以管 理，该高压印刷系统对稳固的液滴成形敏感。通常，印刷头具有相对于变化 的印刷压力的灵敏度，其可以由用于提供印刷压力的压力系统引起。已经发 现传统的压力系统提供不能接受的印刷压力变化，尤其是活塞驱动压力系统。 另外，印刷流体的粘性系数的变化还可能导致不利的液滴变化。
发明内容
根据本发明的一个方面，这些问题被解决。为此，根据本发明的一个方 面，照权利要求1的特征提供一种高压印刷系统。特别地，所述高压印刷系 统包括高压印刷头，其被构造和布置以用在所述印刷头上游的通道的至少 一部分中的10-3000 bar间隔的印刷压力印刷印刷流体；压力系统，其包括
4印刷流体入口和多个压力缸，其被构造和布置用于提供所述印刷流体的恒流，
所述压力缸通过至少一个压力阀互连；以及连接于所述压力系统的出口和所
述高压印刷头之间的减震器，其一皮设置用于抑制所述压力阀的阀作用。
结合附图，其它的特征和优点从该描述中将显而易见，其中
图l示意性地示出了一种高压印刷头的实施方案；以及
图2示意性地示出了一种根据本发明的高压印刷系统的实施方案。
具体实施方式
图1示意性地示出了依靠连续喷射印刷术在板或片状的衬底6上印刷流 体材料4的高压印刷装置2。装置2包括高压印刷头12,其被构造和布置以 用在印刷头上游的通道的至少一部分中的15-3000 bar间隔的印刷压力印刷印 刷流体。此外，还^是供压力系统40，其包括印刷流体入口 41和出口通道42。
压力系统40的出口通道42与减震器43连接。减震器43的出口通过通 道10连接于印刷头12。印刷头12中的通道设有至少一个流出口 ，喷嘴14， 流体材料4在压力下以喷射流分解成液滴的形式通过喷嘴14流出，以便这些 液滴在选择性地被偏转或者引导之后印刷在衬底6上。流出口 14的横向尺寸 可介于15-300微米的间隔。
在该实施例中，通道10包括4立于流出口 14下游的部分，流出口 14 i殳有 龙头15。通过打开龙头15，印刷头12能够通过存在于通道中的沖洗材料/冲 洗墨水进行冲洗。
所说明的装置2是连续喷射型的印刷机，从而由将被印刷的液滴形成连 续流。然而本发明还可以适用于液滴需求型印刷才几系统，其中只有当印刷头 被激活到那个效果时，液滴才被传递通过流出口。为了形成分解为液滴的喷 射流，装置2设有调压机构，用于改变位于流出口上游的材料4的压力。在该实施例中的装置2设有引导系统16.1, 16.2，其能够使得液滴在两 个方向上被偏转，用于确定在材料6上的液滴的印刷位置。为此，引导系统 16.1， 16.2设有，例如电荷电极，通过所述电荷电极液滴可具有电荷。同才羊， 引导系统16.1， 16.2可设有，例如电容器，通过所述电容器带电液滴可在其 路径上被偏转。更进一步地，装置2可以设有收集槽18,由此能够俘获特定 的液滴，如此以致这些液滴不会被印刷在村底6上。
压力生成设备40被构造用于提供15-3000 bar间隔的印刷压力。因此，例 如300-800 mPa.s的高粘性材泮牛4在预定压力下朝着流出口 14的方向通过通 道。在该压力下，容纳在该容器中的粘性流体4被迫通过通道IO到达印刷头 12中的流出口 14。随后，粘性流体4 #1迫通过流出口 14到达4于底6。
根据图1的装置2优选地设有用于调节粘性流体4到达期望温度的加热 元件34。通过调节粘性流体4的温度，流体的粘度能够(某种程度上)被(另 外)调整。加热元件可以包括在印刷头12中，包含在通道10中或者靠近通 道10。
图2示出了与图1中所述的减震器43结合的压力系统40的详细视图。 通常，压力系统40包括多个压力缸44,45。压力缸44， 45被控制，以1更以协 调的方式工作，从而用于提供所'述印刷流体4的恒流。这种压力系统40通常 寻皮称为HPLC ( High Pressure Liquid Chromatography, 高压液相色i普法)泵， 用于色i普法目的。在该系统41中，压力缸44， 45通过至少一个平纟lf压力阀46 进行互连。阔46的功能是平衡两个缸中的压力，即当缸44中的压力比缸45 中的压力高时，压力将通过打开平衡压力阀46得到平衡。类似的阀46还存 在于入口 41中。在这种情况下，提供通常恒定流体流动，然而压力系统40 将在产生的压力值上产生小的波动，其可以通过该系统传送，并且其能够防 止印刷头12中的印刷流体稳固的液滴的形成。为了防止波动的传播，减震器 43连接于压力系统40的出口和所述高压印刷头12之间，被i殳置用于抑制压 力阀46的阀作用。在特定的有用的实施方案中，减震器是流体，具有高于50 bar的范围的工作压力。这种流体减震器在有关的高压印刷压力范围中是有用的，并且通常包括引导槽47,其具有通过高压液体49增强的壁48,所述高 压液体49吸收压力变化。然而由于印刷头12和印刷流体4的尺寸和粘性系 数，印刷压力可能相当大地下降在减震器43的范围之外，从而其可能释》文足 够的阻尼功率。因此，优选地，提供减震器43与过压阀50的结合，其使压 力系统中上游压力领域与印刷头12中的下游压力领域分开，并且其将减震器 43的压力带入在有用的工作范围。通常过压阀由50-600 bar范围的压力激活， 例如600 bar。因此，减震器通过过压阀一皮带入有用的工作范围，而下游压力 可以是任何值，这取决于粘性系数和结构特性。利用该配置，能够提供恒流 系统，其中产生的印刷流体的流动基本上独立于印刷头12的下游压力领域的 气压变化。
除上述描述的特征之外，优选地，再循环电路51被提供用于俘获被印刷 的印刷流体4并将被俘获的流体再循环给压力系统40。因此，收集槽18连接 于管道，所述管道相通地连接于再循环泵52。由于该印刷流体是高粘性材料， 优选地，再循环泵出口 53直接连接于具有非常短的低阻抗连接的压力系统的 印刷流体入口，以防止压力系统40中产生气穴现象。因此该再循环泵52用 作增压器功能，以向压力系统40提供初压，从而更有效率地泵送该粘性材料， 并防止气穴现象或者其它的能量阻止效应。当然，增压系统还能够在没有再 循环印刷流体的情况下被提供。此外，压力系统(或者该流动回路中向着印 刷头12的另一个相关的部分)可以设有温度调整器，特别地，可以设有加热 器54，以提供恒温，特别地，提供高于室温的恒温。因此，能够较好地影响 印刷流体的粘性系数，特别地印刷材料能够被溶解为期望的粘性系数。感兴 趣的温度可以在15°C-360。C的范围内，特别地在18。C-150°C的范围内。
从上述应当清楚，被液压地和/或气动地作用于通道中的流体材料4 (所 述流体材料4在邻近流出处和在印刷温度具有150 l(T3 Pa.s的粘度)的预定压 力能够介于15和600 bar之间。但是，还可能的是预定压力介于100和3000 bar 之间。在该情况下，当使用平均喷嘴尺寸时，能够使用根据本发明的装置对 在邻近流出处和在印刷温度具有150 l(T3Pa.s的粘度的材料进行连续印刷。还可能的是预定压力介于200到3000 bar之间。在该情况下，当使用平均喷嘴 尺寸时，能够使用根据本发明的装置对在邻近流出处和在印刷温度具有 300-400 mPa.s的粘度的材料进行连续印刷。此外，还可能存在预定压力介于 300到3000 bar之间。这允许-使用平均喷嘴尺寸，对在邻近流出处和在印刷温 度具有500-600 10—3 Pa.s的粘度的材料进行连续印刷。同样，预定压力可以介 于400-3000 bar之间，用于使用平均喷对尺寸，对例如在邻近流出处和在印刷 温度具有700-800 l(T3 Pa.s的粘度的材料进行连续印刷。
已经基于示例性的实施方案对本发明进行了描述，但是没有以任何方式 将本发明限于该实施方案。属于本发明范围的各种变化同样是可能的。
权利要求
1、一种高压印刷系统，其包括高压印刷头，其被构造和布置以用在所述印刷头上游的通道的至少一部分中的10-3000bar间隔的印刷压力印刷印刷流体；压力系统，其包括印刷流体入口和多个压力缸，其被构造和布置用于提供所述印刷流体的恒流，所述压力缸通过至少一个压力阀互连；以及减震器，其连接于所述压力系统的出口和所述高压印刷头之间，被设置用于抑制所述压力阀的阀作用。
2、 根据权利要求1所述的高压印刷系统，其中所述减震器具有比印刷压 力更高的工作压力领域；并且其中过压阀被布置用于在所述减震器的工作压 力领域中提供压力领域。
3、 根据权利要求1所述的高压印刷系统，其中所述减震器是流体减震器， 具有高于50 bar范围的工作压力。
4、 根据权利要求1所述的高压印刷系统，其中所述过压阀由介于300-3000 bar范围的压力激活。
5、 根据权利要求1所述的装置，其中，所述预定压力是介于50和3000bar 之间的压力。
6、 根据权利要求5所述的装置，其中，所述预定压力是介于200和3000 bar之间的压力。
7、 根据权利要求6所述的装置，其中，所述预定压力是介于300和3000 bar之间的压力。
8、 根据权利要求7所述的装置，其中，所述预定压力是介于400和3000 bar之间的压力。
9、 根据权利要求1所述的装置，其进一步包括用于俘获被印刷的印刷流 体并将所述被俘获的流体再循环给所述压力系统的再循环回路。
10、 根据权利要求1所述的装置，其进一步包括直接连接于所述压力系 统的印刷流体入口的增压系统。
11、 根据权利要求1所述的装置，其中所述压力系统包括温度控制器以 提供温度受控的印刷流体。
全文摘要
一种高压印刷系统，其包括高压印刷头，其被构造和布置以用在所述印刷头上游的通道的至少一部分中的15-3000bar间隔的印刷压力印刷印刷流体；压力系统，其包括印刷流体入口和多个压力缸，其被构造和布置用于提供所述印刷流体的恒流，所述压力缸通过至少一个压力阀互连；以及减震器，其连接于所述压力系统的出口和所述高压印刷头之间，其被设置用于抑制所述压力阀的阀作用。
文档编号B41J2/02GK101636273SQ200780049313
公开日2010年1月27日 申请日期2007年11月14日 优先权日2006年11月14日
发明者R·J·豪本 申请人:荷兰应用自然科学研究组织