连续喷墨打印机、用于连续喷墨打印机的流体部件和用于制造所述部件的方法与流程

本发明涉及连续喷墨(continuous inkjet，cij)打印机的领域。为了增加柔性，本发明还涉及cij打印机的墨回路的部件。本发明还涉及用于制造这种部件的方法。

背景技术：

1、连续喷墨(cij)打印机在各种产品的工业编码和标签领域是众所周知的，例如直接在生产线上以快速生产率在食品或物品包装上标记条形码或有效期。这种类型的打印机也出现在一些设计领域中，在这些设计领域中使用了该技术的图形打印可能性。

2、cij打印机的墨回路包括许多部件，诸如流体歧管或连接器或阻尼器或激励主体或者甚至打印头，这些部件通常包括与密封装置(诸如o形环或类似装置)组装在一起的多个零件，以确保流体密封性。这些零件的组装是耗时的，并且在各种接口处存在泄漏的风险。

3、例如，这种部件可以包括由不同材料制成的多个零件，例如由不锈钢制成的第一零件和由塑料制成的第二零件，第一零件和第二零件通过螺钉固定在一起，o形环确保了两个零件之间的接口处的密封性。第一零件本身可以包括各种管道和导管，这些管道和导管通过对多个不锈钢块体进行机加工而形成，这些不锈钢块体随后被组装在一起。

4、需要将这种cij打印机的墨回路的流体部件制成一体件，同时保证极大的柔性和可靠性，易于维护以实现快速维修。与已知的部件相比，安装这种部件也应该是更容易且更快速的。

5、还需要使用于这种墨回路的部件可以容易地从所述墨回路中移除或拆卸，例如在必须对这些部件进行修理或用其他部件进行替换的情况下。

6、还需要使部件可以与这种墨回路的多个零件组装在一起，以使得流体能够沿不同的方向流动。

技术实现思路

1、本发明首先涉及一种连续喷墨(cij)打印机，包括：

2、-墨供应系统，所述墨供应系统包括墨回路，

3、-用于接收墨盒的部分和用于接收溶剂或有机溶剂盒的部分；

4、-至少一个流体部件，所述至少一个流体部件包括：

5、*至少一个管道，所述至少一个管道具有内表面，并在第一端部与第二端部之间延伸，

6、*至少一个流体入口和至少一个流体出口，以及

7、*至少一个流体连接区域，所述至少一个流体连接区域包括所述至少一个流体入口和至少一个流体出口中的至少一个，

8、所述流体部件是由化学上耐受至少一种有机溶剂的化学上耐受材料制成的一体式流体部件，其中，所述流体连接区域的至少一部分具有小于10微米或小于5微米的粗糙度(ra)，所述管道的内表面的至少一部分具有小于10微米的粗糙度(ra)。

9、优选地，所述材料在化学上耐受乙醇、和/或甲基异丙基酮(mipk)和/或甲基乙基酮(mek)。

10、所述流体部件还可以包括用于传感器的腔室和/或用于阻尼器的腔室。界定出所述腔室的壁的至少一部分可以具有上述用于管道的有限的粗糙度(ra)。

11、所述化学上耐受材料可以例如包括不锈钢、或陶瓷材料、或塑料材料、或玻璃材料。

12、在根据本发明的连续喷墨(cij)打印机中，所述流体部件：

13、-可以是流体歧管、或打印头的一部分、或液压分配器、或流体阻尼器、或流体连接器；

14、-和/或，可以包括在不同平面中延伸的至少两个流体连接区域。

15、至少一个管道可以包括方向过渡，所述方向过渡的边缘具有与所述管道中的流体的流动方向相切的曲率半径，或者至少一个管道可以具有弯曲形状，所述弯曲形状在至少一个平面中具有有限的非零曲率半径，所述至少一个平面至少包括所述至少一个管道中的流体的流动方向的切线。所述曲率半径可以例如大于0.5毫米。

16、所述至少一个流体连接区域可以包括围绕所述至少一个流体入口和/或所述至少一个流体出口的至少一个o形环凹槽或扩孔。

17、在示例中，所述流体部件包括至少两个管道，所述至少两个管道可以例如：

18、-沿着非平行方向延伸和/或彼此相交；

19、-和/或，在同一平面或不同平面中延伸；

20、-和/或，利用机械连杆联接在一起。

21、所述流体部件在所述化学上耐受材料中可以包括一系列层，每个层具有介于5微米至300微米之间的厚度。

22、管道的至少一部分可以具有厚度介于1毫米至10毫米之间的壁。可替代地，管道嵌入所述化学上耐受材料片或块中。

23、根据本发明的连续喷墨(cij)打印机可以包括所述流体部件(也称为第一流体部件)与第二流体部件的组件，所述第二流体部件与第一流体部件的所述流体连接区域连接，其中，所述第二流体部件包括阀、或泵、或过滤器、或阻尼器、或流体连接器或液压分配器，所述第二流体部件包括至少一个流体入口和至少一个流体出口，所述第二流体部件的所述至少一个流体入口和至少一个流体出口与第一流体部件的所述至少一个流体入口和所述至少一个流体出口中的至少一个匹配或对应，使得至少一种流体能够从所述第一流体部件流通至所述第二流体部件，反之亦然。第一流体部件和第二流体部件两者均可以保持彼此摩擦接触：第一流体部件和第二流体部件可以相对于彼此旋转和/或平移，但在运动期间保持接触。没有流体可以在两个接触表面之间流出装置：两个表面之间的接口处的接触是防水的。优选地，摩擦接触的表面或区域具有小于1微米(例如，介于0.4微米至0.8微米之间)的粗糙度，因此不需要任何垫圈来使接口是防水的。

24、根据本发明的连续喷墨(cij)打印机还可以包括打印头，所述打印头经由柔性脐带电缆连接至墨回路，所述电缆包含液压连接装置和电连接装置，所述液压连接装置将墨从墨回路带至打印头，并将待从打印头回收的墨输送至所述墨回路。

25、本发明还涉及一种用于连续喷墨打印机的流体部件(或零件，或者一体式或整体式流体部件或零件)，所述流体部件包括：

26、具有内表面的至少一个管道，所述至少一个管道在第一端部与第二端部之间延伸，

27、至少一个流体入口和至少一个流体出口，以及

28、至少一个流体连接区域，所述至少一个流体连接区域包括所述至少一个流体入口和至少一个流体出口中的至少一个，

29、所述流体部件可以是由化学上耐受至少一种有机溶剂(例如乙醇、和/或甲基异丙基酮(mipk)和/或甲基乙基酮(mek))的材料制成的一体式流体部件。

30、所述流体连接区域的至少一部分具有小于10微米或5微米的粗糙度(ra)，所述两个管道的内表面的至少一部分具有小于10微米的粗糙度(ra)。

31、所述流体连接区域或表面用于连接至cij打印机的另一流体部件或零件：通过所述至少一个流体入口和/或流体出口，流体可以从所述另一流体部件或零件流入所述流体部件或零件，或者从所述流体部件或零件流入所述另一流体部件或零件。

32、优选地：

33、根据本发明的流体部件可以包括多个管道，例如至少两个管道，所述多个管道可以沿着平行或非平行方向延伸和/或彼此相交。所述至少两个管道可以在同一平面或不同平面中延伸。

34、至少一个管道可以包括方向过渡，所述方向过渡的边缘具有与所述管道中的流体的流动方向相切的曲率半径，和/或至少一个管道可以具有弯曲形状，所述弯曲形状在至少一个平面中具有有限的非零曲率半径，所述至少一个平面至少包括所述至少一个管道中的流体的流动方向的切线。所述曲率半径可以例如大于0.5毫米。

35、如果根据本发明的流体部件或零件包括至少两个管道，则至少一个机械连杆(例如壁或者一个或多个连接梁)可以将所述至少两个管道连接在一起，使得所述至少两个管道相对于彼此保持机械固定。所述至少一个机械连杆也可以在与部件的其余部分相同的增材制造工艺期间制造。

36、根据本发明的流体部件可以包括至少一个用于传感器的腔室和/或阻尼腔室。界定出所述腔室的壁的至少一部分可以具有上述用于管道的有限的粗糙度(ra)。根据本发明的流体部件可以是例如由不锈钢、或陶瓷材料、或塑料材料、或玻璃材料制成。

37、根据本发明的流体部件可以是或者包括流体歧管、和/或打印头的至少一部分、或液压分配器、或流体阻尼器、或流体连接器。

38、所述至少一个流体连接区域可以包括围绕所述至少一个流体入口和/或所述至少一个流体出口的至少一个o形环凹槽或扩孔。

39、根据本发明的流体部件在所述相同材料中可以包括一系列层，例如所述材料化学上耐受至少一种有机溶剂，例如乙醇和/或甲基乙基酮(mek)和/或甲基异丙基酮(mipk)，每个层具有例如介于5微米至300微米之间的厚度。对于通过3d打印工艺制造的部件而言尤其是下述情况：层被连续地沉积在彼此之上，或者相同材料的层被逐步地处理，例如通过激光束或通过粘合剂射流。

40、根据本发明的cij打印机的流体部件的管道或根据本发明的流体部件的管道可以嵌入材料块或材料片中。可替代地，所述管道中的一个或多个的至少一部分可以具有厚度介于1毫米至10毫米之间的壁，所述壁之外不具有材料：这节省了管道之间的材料，并使得部件能够轻得多。

41、根据本发明的流体部件可以与至少另一流体部件(例如，至少一个阀、或泵、或过滤器、或阻尼器、或流体连接器、或液压分配器)组装在一起或组装到至少另一流体部件上，固定在所述流体连接区域上，所述另一流体部件包括至少一个流体入口和至少一个流体出口，所述另一流体部件的至少一个流体入口和至少一个流体出口与所述流体部件的所述流体入口和所述流体出口中的至少一个匹配或对应。因此，当组装两个部件时，至少一种流体可以从所述流体部件流通至所述另一流体部件，反之亦然。根据本发明的所述流体部件和所述另一流体部件均可以保持彼此摩擦接触：所述流体部件和所述另一流体部件可以相对于彼此旋转和/或平移，但在运动期间保持接触。没有流体可以在两个接触表面之间流出装置：两个表面之间的接口处的接触是防水的。优选地，摩擦接触的表面或区域具有小于1微米(例如，介于0.4微米至0.8微米之间)的粗糙度，因此不需要任何垫圈来使接口是防水的。

42、本发明还涉及一种连续喷墨(cij)打印机，包括：

43、-墨供应系统，所述墨供应系统包括墨回路，

44、-至少一个根据本发明的流体部件，如上文所公开的，或者更一般地在本说明书中所公开的。

45、本发明还涉及一种用于制造cij打印机的至少一个流体部件或一体式(或单块式或整体式)流体部件或至少一个零件的方法，所述cij打印机的至少一个流体部件或一体式(或单块式或整体式)流体部件例如如上文和/或以下描述中所公开的，所述流体部件或一体式(或单块式或整体式)流体部件或零件根据本发明，如上文和/或更一般地在本说明书中所公开的，所述方法至少包括增材制造(或3d打印)步骤。

46、本发明还涉及一种用于制造cij打印机的至少一个流体部件或一体式(或单块式或整体式)流体部件或至少一个零件的方法，所述流体部件或一体式(或单块式或整体式)流体部件或零件包括至少一个管道、至少一个流体入口和至少一个流体出口，所述方法包括对以下元件进行增材制造(或增材打印或3d打印)的步骤：

47、-所述至少一个管道，

48、-或包括所述至少一个或多个管道的一体式或单块式部件，所述管道嵌入所述块中。

49、特别地，所述至少一个流体部件或单块式流体部件或零件可以包括至少一个流体连接区域(或表面)，所述至少一个流体连接区域(或表面)包括所述流体入口和所述流体出口中的至少一个。上述增材制造步骤可以包括制造所述至少一个管道和所述至少一个流体连接区域；或者所述一体式或单块式部件包括所述至少一个或多个管道和所述至少一个流体连接区域。

50、所述至少一个流体部件或单块式流体部件或零件优选地由化学上耐受至少一种有机溶剂(例如乙醇、和/或甲基乙基酮(mek)、和/或甲基异丙基酮(mipk))的材料制成。

51、优选地：

52、-所述至少一个流体连接区域的至少一部分具有小于10微米或5微米的粗糙度(ra)；

53、-和/或，所述管道中的一个或多个的至少一部分的内表面具有小于预定值的粗糙度ra(或算术平均粗糙度)，例如小于10微米或小于5微米，例如适于着色墨，使得墨颜料不会保持附着至所述内表面。

54、在特定实施例中，所述流体部件可以包括至少两个管道，每个管道具有至少一个流体入口和至少一个流体出口；因此，所述方法可以包括对所述至少两个管道进行增材制造的步骤，可能是对所述管道之间的至少一个机械连杆进行增材制造的步骤，可能是对包括所述流体入口和流体出口中的至少一个的所述至少一个流体连接区域(或表面)进行增材制造的步骤。

55、根据本发明的方法可以包括以下步骤：在所述一个或多个管道的至少一部分的内表面和/或所述至少一个流体连接区域或表面的内表面中的任何一个不具有所需的粗糙度的情况下对其进行进一步处理。例如，所述进一步处理可以包括部件或零件的至少一些部分的机械和/或化学处理。在详细描述中给出了所述机械和/或化学处理的示例。

56、可以基于所述管道和/或流体连接区域所需的粗糙度来选择或调整3d打印工艺；例如，所述方法可以包括选择或调整材料在基材上的沉积角度，使得一些区域或部分比其他区域或部分具有更好的粗糙度。

57、或者，可以选择或调整部件的各个部分将在构建罐中打印的顺序，使得在该参数更关键的区域上获得更好的粗糙度。特别地，最终部件可以在构建罐中进行定向，使得所述部件的特定表面具有所需的粗糙度ra。

58、通过根据本发明的方法获得的一体式或整体式流体部件或零件在不同部分或零件之间不具有机械组装区，也不具有螺钉或任何其他紧固装置。因此，根据本发明的一体式或整体式流体部件或零件的任何两个零件(特别是任何两个相邻零件)之间存在机械连续性。通过根据本发明的方法获得的一体式或整体式流体部件或零件由层组成，这些层彼此堆叠并彼此接触，每个层的厚度介于5微米至300微米或500微米之间。较厚的层可能产生较高的表面粗糙度。

59、根据本发明的方法可以包括材料块或材料片的增材制造，该材料块或材料片包括管道和可能的流体连接区域，使得所制造的流体部件包括嵌入材料块或材料片中的一个或多个管道。可替代地，制造管道的壁，所述壁的至少一部分具有介于1毫米至10毫米之间的厚度，所述壁之外不存在材料：这节省了管道之间的材料，并且使得部件能够轻得多。

60、在根据本发明的cij打印机或流体部件或方法中，管道优选地具有圆形横截面(垂直于所述管道内部的流体流)，直径介于1毫米至5毫米之间，例如介于2毫米至5毫米之间，或者介于0.5毫米至3毫米之间。

61、在根据本发明的cij打印机或流体部件或方法中，所述至少一个流体连接区域或表面可以是侧面或表面或接口，另一流体部件可以抵靠该侧面或表面或接口定位和/或支承抵靠侧面或表面或接口，并可能通过紧固装置固定在该侧面或表面或接口上，使得：

62、-流体(例如墨和/或溶剂)可从所述一体式或整体式流体部件或零件的至少一个流体出口流通至所述另一流体部件的至少一个流体入口；

63、-和/或，流体(例如墨和/或溶剂)可从所述另一流体部件的至少一个流体出口流通至所述一体式或整体式流体部件或零件的至少一个流体入口中。

64、在根据本发明的cij打印机或流体部件或方法中，所述流体连接区域或表面中的一个或多个可以具有小于10微米、或小于5微米、或小于3微米、或小于1.6微米的粗糙度ra(或算术平均粗糙度)。

65、在根据本发明的cij打印机或流体部件或方法中，与墨接触的至少一个管道的内壁或内部壁的至少一部分优选地尽可能光滑，所述内壁或内部壁的粗糙度ra(或算术平均粗糙度)优选地小于10微米，或小于5微米，更优选地介于3微米至1.5微米之间。因此，墨的颜料不能保持附着至导管的内表面，在导管的内表面，这些颜料可以在墨流上形成残余固体生长。

66、如果所述流体部件或零件包括至少两个管道，则所述至少两个管道可以在同一平面或不同平面中至少部分地沿着非平行方向延伸。

67、根据本发明的流体部件或根据本发明的cij打印机中的流体部件可以至少与另一流体部件组装在一起或组装至另一流体部件，例如利用一个或多个螺钉、或螺母、或螺栓、或夹子、或夹持件、或钩子、或任何其他紧固装置。

68、本发明还涉及一种用于打印的方法，所述方法实施根据本发明的cij打印机。特别地，这种打印工艺可以实施着色墨。