مستخدم:Abdelrahman Hamdy Alalawe/ملعب
 | هذه مقالة غير مراجعة. (أبريل 2023) |
 |
| جزء من سلسلة مقالات حول |
| تاريخ الطباعة |
|---|
 |
الطباعة النافثة للحبر هي نوع من أنواع الطباعة الرقمية والتي تعتمد علي إنشاء الصورة رقمية عن طريق نفث قطرات الحبر على العديد من الوسائط مثل الورق والبلاستيك. في عام 2008 كانت الطابعات لنافثة للحبرهي الأكثر استخدامًا بين الطابعات الأخري ، وتتعدد أنواع هذه الطابعات من الطرز المكتبية والمنزلية الصغيرة الرخيصة وحتى الماكينات الاحترافية للإنتاجية العالية. بحلول عام 2019 ، تفوقت طابعات الليزر على الطابعات النافثة للحبر بنسبة الضعف تقريبًا ، بمعدل حوالي 9.6٪ مقابل 5.1٪.
في منتصف القرن العشرين بدأ ينشأ مفهوم الطباعة النافثة للحبر ، وقد تم تطوير هذه التقنية لأول مرة على نطاق واسع في بدايات الخمسينيات من القرن الماضي بدء من ١٩٥٠م. حيث قام ايكرو اندو أثناء عمله في شركة كانون اليابانية باقتراح فكرة طابعة "النفث بالفقاعات الحرارية" ، وهذه الأثناء علي التوازي في نفس الوقت تقريبًا كان جون فوت من شركة هيوليت باكارد (إتش بي) بتطوبر فكرة مشابهة[1]. وفي نهاية السبعينيات من القرن الماضي ١٩٧٠م ، تم التوصل لطابعات نفث الحبر وإعادة إنتاج الصور الرقمية مباشرة من الملفات الرقمية المجهزة بواسطة الكمبيوتر بدون وسيط طباعي ، وذلك بشكل أساسي بواسطة الشركات الثلاثة إإبسون وهيوليت باكارد (إتش بي) وكانون . في الوقت الحالي تستحوذ الأربع شركات التالية عالمياعلى غالبية مبيعات الطابعات الصغيرة النافثة للحبر:إبسون وهيوليت باكارد (إتش بي) وكانون وأخيراً وليس آخراً شركة براذر[2] .
في عام 1982 ، جاء روبرت هوارد بفكرة إنتاج نظام طباعة ملون صغير يستخدم عناصر الPiezo لنفث قطرات من الحبر. أسس هوارد شركة RH (Robert Howard) Research (والتى سميت Howtek، Inc. في فبراير 1984) ، وطور التكنولوجيا الثورية التي أنتجت الطابعة Pixelmaster الملونة بالحبر الصلب [3] باستخدام تقنية Thermojet. وتتكون هذه التقنية من أنبوبة مفردة وعن طريق الموجات الصوتية تنتج قطرة واحدة من الحبر والذي اخترع هذا النظام في الأصل هو ستيفن زولتان في عام 1972 باستخدام أنبوبة زجاجية وتم تحسينه بواسطة مهندس هاوتك المتخصص في النفث الحبرى في عام 1984 باستخدام فوهة Tefzel المصبوبة من أجل إزالة ترددات السوائل غير المرغوب فيها.
تستخدم تقنيات نفث الحبر أيضًا لترسيب مواد متعددة ink jet material deposition وليس فقط أحبار، وفي الغلب ما يتم استخدام رؤوس الطباعة ذات البلورات الكهرضغطية piezoelectric والطباعة مباشرة على الأسطح بهذه المواد بدون لمس.
كذلك توسعت تكنولوجيا النفث الحبري لأبعد ذلك وأصبح من الممكن أن يشتمل "الحبر" على مادة اللحام solder paste في تصنيع اللوحات الكهربائية PCB assembly ، أو حتي في تشكيل وطباعة الخلايا الحية [4] لإنشاء أجهزة استشعار حيوية biosensors وهندسة الأنسجة tissue engineering [5] بشكل إحترافي.
عادة ما تُباع الصورالتي يتم إنتاجها باستخدام طابعات نفث الحبر أحيانًا تحت أسماء تجارية جذابة للمستهلك مثل Digigraph وIris prints وgiclée وCromalin [6] ويتم بيع الأعمال الفنية وطباعتها بطرق نفث الحبر بشكل شائع تحت هذه الأسماء التجارية للإشارة إلى منتج عالي الجودة والتفرقة بينها وبين منتجات الطباعة اليومية الاستهلاكية.
كيفية الطباعة
عدليتم سحب تيارًا متتابعا من قطرات الحبر الصغيرة بمساعدة التوتر السطحي للسائل بشكل طبيعي. فتتطلب أحجام القطرات المثلى والتي تبلغ 0.004 بوصة , فوهة نفث الحبر يبلغ حجمها حوالي 0.003 بوصة علي سبيل المثال. ويختلف التوتر السطحي للأحبار طبقا للمنتج فقد يكون مماثلا للسوائل ذات القاعدة المائية أو الشمعية أو الزيتية أوحتى السبائك المعدنية المذابة. وبصفة عامة يمكن تقسيم التقنيات الرئيسية المستخدمة في طابعات نفث الحبر المعاصرة إلي نوعين: النوع الأول هونفث قطرات الحبر المستمر (CIJ) حيث يمكن شحن القطرات كهربائيًا والنوع الثاني هو نفث قطرات الحبر عند الطلب (DOD). ويعني نفث الحبر المستمر(CIJ) هو أن تتدفق قطرات الحبر بصورة مستمرة إلي خزان حبرتحت ضغط متحكم فيه ويتم توجيها إلي السطح الطباعي فقط عند ورود إشارة رقمية بمساحة طباعية. أما نفث قطرات الحبر عند الطلب (DOD) يعني أن الحبر يبقي بداخل رأس الطباعة ويتدفق من فوهة الطباعة قطرة واحدة فقط في كل مرة عند الطلب وعند ورود إشارة رقمية بمساحة طباعية. ويتم التحكم في ذلك بوسائل ميكانيكية أو بطرق كهربائية. حيث يمكن لشحنة كهربائية كبيرة أن تسحب القطرات من الفوهة ، أويمكن أن تدفع الموجات الصوتية السائل من الفوهة أو يمكن أن يؤدي تمدد حجم تجويف الحبر إلى تدفق قطرة الحبرمن فوهة الطباعة. بدأت الأبحاث في مجال الدفق المستمر لأول مرة منذ سنوات عديدة (CIJ). في حين أن نفث قطرات الحبرعند الطلب تم اكتشافه لأول مرة في عشرينيات القرن الماضي .
نفث الحبر المستمر
عدل
عادة ما تُستخدم طريقة النفث الحبري المستمر (CIJ) تجاريًا لطباعة الرموزالبسيطة علي المنتجات مثل تواريخ الصلاحية والأكواد الخطية. وفي عام 1867 ، حصل اللورد كلفن Lord Kelvin على براءة اختراع جهاز تسجيل السيفون syphon recorder ، والذي قام بتسجيل إشارات التلغراف بالتتبع المستمر على الورق باستخدام طابعة نفث الحبر الموجه بواسطة ملف مغناطيسي. وتم طرح الأجهزة الأولى بعد ذلك بصورة تجارية ( مسجلات المخططات الشريطية الطبية chart recorders) في عام 1951 بواسطة شركة سيمنز Siemens. وذلك بعد الحصول علي براءة الاختراع US2566443 التي حصل عليها Elmquist Rune بتاريخ 4 سبتمبر 1951.
تقوم مضخة الحبرفي تقنية CIJ بتوجيه الحبر السائل من الخزان إلي فوهة مجهرية صغيرة (عادة بقطر 0.003 بوصة) ، مما ينتج عنه تدفق مستمر من قطرات الحبر تبعا لمبدأ عدم الاستقرار Plateau-Rayleigh instability . ويتيح استخدام البلورة الكهرضغطية إنشاء موجات صوتية تهتزداخل جسم نفث الحبر ما يتسبب في تفتيت السائل إلى قطرات صغيرة على فترات منتظمة ما يتيح نفث قطرات حبر تترواح من 64000 إلى 165000 قطرة حبر غير منتظمة الحجم في الثانية [7]. تتعرض قطرات الحبر إلى مجال إلكتروستاتيكي تم إنشاؤه بواسطة قطبي شحن أو مجال تدفق مغناطيسي أثناء تشكلها ؛ تختلف شدة المجال حسب درجة انحراف السقوط المرغوب. يتم التحكم في هذا الانحراف بتغيرالشحنة الكهروستاتيكية على كل قطرة. ويمكن الفصل بين القطرات المشحونة بواسطة "قطرة حماية صغيرة" واحدة أو أكثر لتقليل التنافر الكهروستاتيكي بين القطرات المجاورة.
بعد ذلك تمر قطرات الحبر المشحونة من خلال مجال إلكتروستاتيكي أو مغناطيسي لاحق ويتم توجيه جزء صغير فقط من القطرات للطباعة على السطح الطباعي ، والسماح لغالبية كمية الحبر بالعودة إلى قناة تجميع مرة أخري لإعادة استخدامها وتدويرها.
تعد طريقة طباعة النفث الحبري المستمر CIJ واحدة من أقدم تقنيات نفث الحبرمنذ (1951) قيد الاستخدام وتعتبر طريقة موثوقة إلي حد كبير. أما طريقة "الطباعة حسب الطلب" فقد تم تطويرها في وقت لاحق. تتمثل المزايا الرئيسية لـ CIJ في السرعة العالية جدًا تصل إلي (20 متر\ثانية) ، وهذا يسمح بإتاحة مسافة كبيرة نسبيًا بين رأس الطباعة والسطح الطباعي ، وأيضا السرعة عالية جدًا في نفث قطرات الحبر، مما يسمح بطباعة عالية السرعة. ميزة أخرى لـ CIJ هي عدم انسداد فوهة الحبر حيث أن نفث الحبر لا يتوقف طوال الوقت ، وبالتالي يمكن استخدام المذيبات المتطايرة volatile مثل الكيتونات والكحول ، مما يمنح الحبر القدرة على "الالتصاق" بالسطح الطباعي والجفاف بسرعة[7]. ولكن يتطلب نظام الحبرمراقبة نسبة المذيبات وإمدادا مستمرا بالمذيبات لمواجهة تبخرها أثناء وقت الرحلة (الوقت بين إخراج الفوهة وإعادة تدوير الحبر) ، وأيضا التخلص من فقاقيع الهواء حيث يتم تنفيس الهواء الذي يتم سحبه مع قطرات الحبر الغير مستخدمة والعائدة إلي الخزان. تتم أيضا مراقبة اللزوجة ويتم إضافة مذيب (أو مزيج مذيبات) بنسبة محددة لمواجهة تبخر المذيبات.
في أواخر الخمسينيات من القرن الماضي ، أصبح استخدام أحبار الشمع الساخنة شائعا مع تقنيات CIJ. وفي عام 1971 ، استخدم Johannes F. Gottwald براءة اختراع رقم US3596285A ، باستخدام مسجل المعادن السائلة كحبرًا معدنيًا مصهورًا مع مجال تدفق مغناطيسي لطباعة رموز إعلانية. وقد يكون هذا هو أول جسم معدني ثلاثي الأبعاد مطبوع باستخدام ذاكرة رقمية أساسية كبيانات لإنتاج كل رمز.
نفث قطرات الحبر عند الطلب
عدل
هناك العديد من الطرق لإنتاج نفث الحبر عند الطلب (DOD). تشمل الطرق الشائعة DOD الحرارية و DOD الكهرضغطية لتسريع وتيرة نفث القطرات. نفث الحبرعند الطلب يتم بإستخدام فوهة واحدة أو حتي آلاف الفوهات. تستخدم بعض عمليات نفث الحبرعند الطلب طرقا للتحكم في كل فوهة لطباعة صفر قطرة حبر حتي ثماني قطرات من الحبر لكل نقطة تبعا للتطبيق.تم التوسع في المواد السائلة لطباعة نفث الحبر لتشمل المعاجين ، والإيبوكسي ، والأحبار الساخنة الذائبة ، والسوائل البيولوجية ، إلخ. تحظى طريقة نفث الحبرعند الطلب بقاعدة عريضة في الأسواق ولها تاريخ مثير للاهتمام. ويتم تصنيف الطريقة الميكانيكة لنفث الحبرعند الطلب في المرتبة الأولى من حيث الحصة السوقية، تليها الطرق الكهربائية بما في ذلك الأجهزة الكهرضغطية Piezoelectric ثم طرق التمدد الحراري.
- الطباعة الحرارية DOD
- تستخدم معظم طابعات نفث الحبر للمستهلكين ، بما في ذلك طابعات Canon (نظام خرطوشة FINE ، انظر الصورة) و Hewlett-Packard وLexmark ، عملية نفث الحبر الحرارية. [8] تم تطوير فكرة استخدام الإثارة الحرارية لتحريك قطرات صغيرة من الحبر بشكل مستقل من قبل مجموعتين في نفس الوقت تقريبًا: جون فوست وفريق في قسم Corvallis في Hewlett-Packard ، ومهندس Canon Ichiro Endo. في البداية ، في عام 1977 ، كان فريق Endo يحاول استخدام التأثير الكهروإجهادي لنقل الحبر من الفوهة ، لكنه لاحظ أن الحبر خرج من حقنة عندما تم تسخينها عن طريق الخطأ باستخدام مكواة لحام. بدأ عمل Vaught في أواخر عام 1978 بمشروع لتطوير طباعة سريعة ومنخفضة التكلفة. وجد الفريق في HP أن مقاومات الأغشية الرقيقة يمكن أن تنتج حرارة كافية لإطلاق قطرة حبر. بعد ذلك بعامين ، اكتشف فريق HP و Canon عمل بعضهما البعض. [9] [10]
- نفث الحبر الحراري
- في عملية نفث الحبر الحرارية ، تتكون خراطيش الطباعة من سلسلة من الغرف الصغيرة ، تحتوي كل منها على سخان ، وكلها مبنية بالطباعة الحجرية الضوئية . لإخراج قطيرة من كل حجرة ، يتم تمرير نبضة تيار عبر عنصر التسخين مما يتسبب في تبخير سريع للحبر في الحجرة وتشكيل فقاعة ، [11] مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في الضغط ، مما يؤدي إلى دفع قطرة من الحبر إلى داخل الحجرة. الورق (ومن هنا جاء الاسم التجاري لشركة Canon Bubble Jet ). ركضت الرؤوس الحرارية المبكرة عند 600-700 نقطة في البوصة فقط [8] لكن التحسينات التي أجرتها HP زادت من مدى إطلاق النار من 8 إلى 12 كيلوهرتز لكل غرفة وما يصل إلى 18 كيلو هرتز مع انخفاض حجم 5 بيكولتر بحلول عام 2000. لا تتمتع رؤوس الطباعة الحرارية بقوة البيزو DOD أو نفث الحبر المستمر ، لذا فإن الفجوة بين وجه الرأس والورق أمر بالغ الأهمية. يسحب التوتر السطحي للحبر ، بالإضافة إلى التكثيف والانكماش الناتج عن فقاعة البخار ، شحنة أخرى من الحبر إلى الغرفة عبر قناة ضيقة متصلة بخزان الحبر. عادةً ما تكون الأحبار المعنية ذات أساس مائي وتستخدم إما أصباغ أو أصباغ كملون. يجب أن تحتوي الأحبار على مكون متطاير لتكوين فقاعة بخار ؛ خلاف ذلك لا يمكن أن يحدث طرد القطيرة. نظرًا لعدم الحاجة إلى مواد خاصة ، يكون إنتاج رأس الطباعة أرخص بشكل عام مقارنة بتقنيات نفث الحبر الأخرى.
- طباعة DOD الكهرضغطية
- Piezos هي أجهزة خزفية مستقطبة كهربائيًا ، تمامًا مثل المغناطيس المستقطب. تستخدم معظم طابعات نفث الحبر التجارية والصناعية وبعض الطابعات الاستهلاكية (تلك التي تنتجها إبسون (انظر الصورة) وشركة Brother Industries ) مادة كهرضغطية في غرفة مملوءة بالحبر خلف كل فوهة بدلاً من عنصر التسخين. عند تطبيق جهد ما ، يتغير شكل المادة الكهرضغطية ، مما يؤدي إلى توليد نبضة ضغط في السائل ، والتي تدفع قطرة من الحبر من الفوهة. نفث الحبر الأنبوبي ذو الفوهة الواحدة هو في الواقع غرف مرنان للسوائل ويتم طرد القطرات بواسطة الموجات الصوتية في غرفة الحبر. أطلق عليها براءة اختراع عام 1972 اسم طابعات نفث الحبر ذات الأنبوب المضغوط ، ولكن تم اكتشافها لاحقًا على أنها طائرات حبر نفاثة صوتية. تسمح نفث الحبر الكهروإجهادي (وتسمى أيضًا بيزو) بمجموعة متنوعة من الأحبار أكثر من نفث الحبر الحراري حيث لا توجد متطلبات لمكون متطاير ، ولا توجد مشكلة في kogation (تراكم بقايا الحبر) ، ولكن رؤوس الطباعة تكون أكثر تكلفة في التصنيع بسبب استخدام المواد الكهرضغطية (عادة PZT ، الرصاص تيتانات الزركونيوم ). ومع ذلك ، يمكن فصل خراطيش الحبر عن الرأس نفسه واستبدالها بشكل فردي حسب الحاجة. Piezo ، لديه القدرة على خفض تكاليف التشغيل. يقال إن رؤوس بيزو تحقق معدلات إطلاق نار أسرع من الرؤوس الحرارية بأحجام إسقاط مماثلة. [8]
- النافثة للحبر بيزو
- غالبًا ما تستخدم تقنية نفث الحبر بيزو في خطوط الإنتاج لتمييز المنتجات. على سبيل المثال ، غالبًا ما يتم تطبيق تاريخ "الاستخدام قبل" على المنتجات التي تستخدم هذه التقنية ؛ في هذا التطبيق ، يكون الرأس ثابتًا ويتحرك المنتج في الماضي. يتطلب هذا التطبيق فجوة كبيرة نسبيًا بين رأس الطباعة والركيزة ، ولكنه ينتج أيضًا سرعة عالية وعمر خدمة طويل وتكلفة تشغيل منخفضة.
- الطباعة بالحرارة / 3D
- في السبعينيات ، كانت أحبار DOD الأولى تعتمد على الماء ولم يوصى باستخدام درجات حرارة أعلى. في أواخر السبعينيات ، تم استخدام أحبار الشمع والزيت في Silonics في عام 1975 ، و Siemens PT-80i في عام 1977 ، و Epson و Exxon في نفث الحبر DOD في الثمانينيات. [8] في عام 1984 ، وجدت شركة صغيرة ، Howtek ، Inc. ، [3] أن الحبر الصلب [8] المواد (اللدائن الحرارية) يمكن أن ينفث عند 125 °م (257 °ف) عن طريق الحفاظ على شحنة piezo poling أثناء الطباعة. في عام 1986 ، أطلقت Howtek طابعة نفث الحبر الصلبة Pixelmaster ، والتي فتحت الباب لطباعة أحبار بلاستيكية ثلاثية الأبعاد وأدت إلى الحصول على براءة اختراع ثلاثية الأبعاد عام 1992 ، US5136515A. تم ترخيص براءة الاختراع هذه من قبل أول ثلاث شركات رئيسية للطابعات ثلاثية الأبعاد (Sanders Prototype و Inc و Stratasys و 3D Systems).
- برايل ماستر
- في أواخر الثمانينيات ، قدم Howtek آلة Braillemaster ، وهي طابعة تستخدم أربع طبقات من الحبر الصلب لكل حرف لإنشاء مستندات بطريقة برايل يمكن قراءتها من قبل المكفوفين.
- Howtek
- تستخدم شركة Solidscape حاليًا مواد اللدائن الحرارية على غرار Howtek ونفثات الحبر أحادية الفوهة على غرار Howtek (انظر الشكل التوضيحي) بنجاح كبير. استخدم تصنيع الجسيمات البالستية أيضًا مواد أسلوب Howtek وطائرات inkjets. [12] يمكن أن تنتج طابعات الحبر هذه ما يصل إلى 16000 نقطة في الثانية وإطلاق قطرات بسرعة 9 أقدام في الثانية. تم تصميمه في الأصل للطباعة فقط على أوراق ورقية قياسية بحجم الحروف ، يمكنهم الآن طباعة نماذج ثلاثية الأبعاد تتطلب مئات الطبقات.
- ثيرموجت
- أحيانًا يتم الخلط بين أحبار اللدائن الحرارية في نفث الحبر الكهرضغطية (تسمى تقنية Thermojet بواسطة Howtek) مع تقنية نفاثة الفقاعات الحرارية (التمدد الحراري) ولكنها مختلفة تمامًا. أحبار الفقاعة النفاثة ليست صلبة في درجة حرارة الغرفة ولا يتم تسخينها. تتطلب أحبار Thermojet 125 درجة مئوية لتقليل لزوجة السوائل في نطاق النفث. كان Howtek أول من أدخل طابعة ملونة نافثة للحبر باستخدام أحبار لدن بالحرارة [8] في عام 1984 في Comdex ، لاس فيغاس.
أنواع الأحبار
عدلعادة ما يتم تحديد خصائص الحبرالأفضل في طريقة حبر نفث الحبر المستمر (CIJ) تبعا للزوجة وخصائص التوتر السطحي وقد تمت الإشارة لذلك في براءة الاختراع رقم US3596285A لعام 1971 لأول مرة وذلك من أجل المحفاظة على حركة السائل بنفس قوة التدفق التي يتحرك بها في كامل مسارالأنبوب . ويشترط أن يكون الضغط الواقع على الحبر في تكوين التيار المذكور كافٍ لنفث الحبر وإعطاء طاقة كافية لتدفق قطرات الحبر ككتلة سائلة مستمرة بغض النظر عن القوى المحيطة. بالإضافة لذلك ، يجب أن يكون لون الحبر مختلف عن لون السطح الطباعي بحيث يتشكل تباين بصري جيد هناك بين الالبيانات المطبوعة. يعتبر الحبر"الحبر الساخن الذائب " "hot-melt ink" هو الحبر المفضل في طريقة حبر نفث الحبر المستمر (CIJ) . ويعني هذا تحول الحبر إلي الحالة الصلبة عند طباعته وإستقراره علي السطح الطباعي بعد أن كان في الحالة السائلة عند درجة حرارة مرتفعة أثناء خروجه من فوهة النفث الحبري. في ذلك الوقت لم يتم تحديد أي من تركيبات الحبر المتاحة تجاريًا للاستخدام نظرا لأن متطلبات الاختراع كانت غير معروفة . ومع ذلك ، فقد تم تحقيق طباعة مرضية وفقًا لنظرية الاختراع باستخدام سبيكة معدنية موصلة كحبر صلبة للغاية في درجة حرارة الغرفة ولكن في نفس الوقت لها خواص إلتصاق جيدة بالسطح الطباعي.
تستخدم معظم الطابعات النافثة للحبرالمكتبية والمنزلية, الأحبار المائية aqueous ink[7]وهي عبارة عن مزيج من الماء والجليكول glycol والأصباغ dyes or pigments . وتعتبر هذه الأحبار غير مكلفة في التصنيع ولكن يعيبها صعوبة التحكم فيها على سطح الوسائط الطباعية ، وغالبًا ما تتطلب أسطح طباعية معالجة بشكل خاص. علي سبيل المثال تحتوي أحبار HP على صبغة سوداء بولي آزو مسلفنة (والتي تستخدم عادة لصبغ الجلد leather) وكذلك النترات ومركبات إضافية. معظم الأحبار المائيةaqueous ink[7] تُستخدم بشكل أساسي في الطابعات ذات رؤوس نفث الحبر الحرارية ، حيث تتطلب هذه الرؤوس الماء لأداء وظيفة نفث الحبر.
تغطي الأحبار المائية مساحات لونية color gamut واسعة مع درجات لونية أكثر إشراقًا من الأحبار الأخري، ولكن يعيبها أنها ثباتها ضعيف وتتأثر بتعرضها للماء بعد ذلك ولذلك تحتاج في معظم الأحيان إلي الطلاء بورنيش خاص أوالتغطية بفيلم حماية lamination بعد الطباعة. وعلي الرغم من تمتع معظم الأحبار الصبغية بتكلفة إنتاجية أقل ،إلا أنها عرضة للبهتان السريع عند تعرضها للضوء أولغاز الأوزون. يعتبراستخدام الأصباغ المذابة في الأحبار المائية dye-based inks أكثر تكلفة ولكنها توفر متانة أفضل على المدى الطويل ومقاومة للأشعة فوق البنفسجية ultraviolet resistance . علي الجانب الاخرتعتمد الأحبار التي يتم تسويقها على أنها " جودة أرشيفية " على الأصباغ المشتتة في الماء Pigment-based aqueous inks.
تستخدم الأحبار المائية في القليل من طابعات النفث الحبري التجارية خاصة ذات العرض الطباعي الكبير، ولكن في غالبية الطابعات التجارية يستخدم نطاقًا أوسع بكثير من الأحبار ، وهذا يتطلب استخدام رؤوس طباعية لنفث الحبر من النوع الكهروضغطي والي يحتاج إلي صيانة بشكل منتظم ودوري.
- أحبار المذيبات
- المكون الرئيسي لهذه الأحبار هو المركبات العضوية المتطايرة (VOCs) ، وهي مركبات كيميائية عضوية ذات ضغط بخار مرتفع. يتم الحصول على اللون باستخدام الأصباغ بدلاً من الأصباغ لمقاومة ممتازة للبهتان. الميزة الرئيسية لأحبار المذيبات هي أنها غير مكلفة نسبيًا وتمكن من الطباعة على ركائز فينيل مرنة وغير مصقولة ، والتي تُستخدم لإنتاج رسومات المركبات واللوحات الإعلانية واللافتات والشارات اللاصقة. تشمل العيوب البخار الناتج عن المذيب والحاجة إلى التخلص من المذيب المستخدم. على عكس معظم الأحبار المائية ، فإن المطبوعات المصنوعة باستخدام الأحبار القائمة على المذيبات تكون بشكل عام مقاومة للماء والأشعة فوق البنفسجية ( للاستخدام في الهواء الطلق ) بدون طلاء زائد خاص. [13] تتطلب سرعة الطباعة العالية للعديد من طابعات المذيبات معدات تجفيف خاصة ، وعادة ما تكون مزيجًا من السخانات والمنافخ. عادة ما يتم تسخين الركيزة مباشرة قبل وبعد تطبيق رؤوس الطباعة بالحبر. تنقسم أحبار المذيبات إلى فئتين فرعيتين: حبر المذيب الصلب يوفر أكبر قدر من المتانة بدون طبقات طلاء زائدة متخصصة ولكنه يتطلب تهوية متخصصة لمنطقة الطباعة لتجنب التعرض للأبخرة الخطرة ، بينما أحبار المذيبات الخفيفة أو "البيئية" ، بينما لا تزال ليست كذلك آمنة كأحبار مائية ، وهي مخصصة للاستخدام في الأماكن المغلقة دون تهوية متخصصة في منطقة الطباعة. اكتسبت أحبار المذيبات الخفيفة شعبية سريعة في السنوات الأخيرة حيث زادت جودة الألوان والمتانة بينما انخفضت تكلفة الحبر بشكل كبير.
- أحبار قابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية
- تتكون هذه الأحبار بشكل أساسي من مونومرات أكريليك مع حزمة بادئ. بعد الطباعة ، تتم معالجة الحبر بالتعرض لضوء UV القوي. يتعرض الحبر للأشعة فوق البنفسجية حيث يحدث تفاعل كيميائي حيث تتسبب البادئات الضوئية في تقاطع مكونات الحبر في مادة صلبة. عادةً ما يتم استخدام مصباح بخار الزئبق المغلق أو مصباح LED للأشعة فوق البنفسجية في عملية المعالجة. تسمح عمليات المعالجة ذات الطاقة العالية لفترات قصيرة (ميكروثانية) بمعالجة الأحبار على ركائز حساسة حراريًا. لا تتبخر أحبار الأشعة فوق البنفسجية ، ولكنها تعالج أو تثبت نتيجة لهذا التفاعل الكيميائي. لا يتم تبخير أي مادة أو إزالتها ، مما يعني أن حوالي 100٪ من الحجم المسلم يستخدم لتوفير التلوين. يحدث هذا التفاعل بسرعة كبيرة ، مما يؤدي إلى تجفيف فوري ينتج عنه رسم معالج تمامًا في غضون ثوانٍ. يسمح هذا أيضًا بعملية طباعة سريعة جدًا. نتيجة لهذا التفاعل الكيميائي الفوري ، لا تخترق المذيبات الركيزة بمجرد خروجها من الطابعة ، مما يسمح بطباعة عالية الجودة. تتمثل ميزة الأحبار القابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية في أنها "جافة" بمجرد معالجتها ، ويمكن تطبيقها على مجموعة واسعة من الركائز غير المطلية ، وتنتج صورة قوية جدًا. العيوب هي أنها باهظة الثمن ، وتتطلب وحدات معالجة باهظة الثمن في الطابعة ، والحبر المعالج له حجم كبير وبالتالي يعطي راحة طفيفة على السطح. على الرغم من التحسينات التي يتم إجراؤها في التكنولوجيا ، فإن الأحبار القابلة للمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية ، بسبب حجمها ، تكون إلى حد ما عرضة للتشقق إذا تم تطبيقها على ركيزة مرنة. على هذا النحو ، غالبًا ما يتم استخدامها في الطابعات "المسطحة" الكبيرة ، والتي تطبع مباشرة على ركائز صلبة مثل البلاستيك أو الخشب أو الألومنيوم حيث لا تشكل المرونة مصدر قلق.
- أحبار صبغ التسامي
- تحتوي هذه الأحبار على أصباغ خاصة للتسامي وتستخدم للطباعة بشكل مباشر أو غير مباشر على الأقمشة التي تتكون من نسبة عالية من ألياف البوليستر . تؤدي خطوة التسخين إلى تسامي الأصباغ في الألياف وإنشاء صورة ذات لون قوي ومتانة جيدة.
- حبر صلب
- تتكون هذه الأحبار بشكل أساسي من مركبات شمعية يتم تسخينها بعد نقطة الانصهار لتمكين الطباعة ، والتي تتصلب عند ضرب الركيزة المبردة. تُستخدم الأحبار الساخنة الذائبة [13] عادةً في عمليات الإخفاء وتوجد في طباعة الرسوم. [3] [14] تم تسجيل براءة اختراع أول حبر ذائب ساخن في عام 1971 من قبل Johannes F Gottwald ، US3596285A ، وكان الغرض من Liquid Metal Recorder للطباعة. تنص براءة الاختراع على أنه "كما هو مستخدم هنا ، فإن مصطلح" طباعة "ليس مقصودًا بمعنى محدود ولكنه يشمل الكتابة أو أي رمز أو صياغة نمط أخرى بالحبر. مصطلح الحبر كما هو مستخدم لا يشمل فقط مواد صبغية أو صبغية ، ولكن أي مادة قابلة للتدفق أو تركيبة مناسبة للتطبيق على السطح لتشكيل الرموز أو الأحرف أو أنماط الذكاء عن طريق وضع العلامات. يمكن إنقاذ المواد المستخدمة في هذه العملية لإعادة استخدامها. يتمثل الهدف الآخر للاختراع في زيادة حجم الأحرف ..... من حيث متطلبات المواد لمثل هذه العروض الكبيرة والمستمرة ".
رؤوس الطباعة
عدل
بصفة عامة هناك نوعان من فلسفات تصميم رأس نفث الحبر: إما رأس طباعة دائم ذو عمر إفتراضي كبير أو رأس طباعة مؤقت ذو عمر إفتراضي قصير ويتم التخلص منه وإستبداله. ولكل طريقة منها نقاط القوة والضعف الخاصة بها.
رأس طباعة دائم
عدلتعتمد فلسفة تصميم رأس الطباعة الثابت علي بقاءه واستدامته طوال عمر الطابعة. وتكمن الفكرة في عدم الحاجة إلى استبدال الرأس الطباعي في كل مرة ينفد فيها الحبر، وبالتالي يتم تقليل التكاليف الاستهلاكية وبالطبع يكون الرأس الطباعي في هذه الحالة أكثر دقة من الرأس الذي يستخدم لمرة واحدة ، وعادة لا يتطلب إعادة معايرته. ولكن في حالة تلف هذا الرأس الطباعي الثابت ، يصبح الحصول على رأس بديل أمرا مكلفًا وإذا تعذر إزالة الرأس الطباعي الثابت ، فقد يصل الأمرلاستبدال الطابعة بالكامل.
تتوفر رؤوس الطباعة الثابتة في الطابعات الصغيرة الاستهلاكية ، ولكن يكثر استخدامها مؤخرا في بعض الطابعات الصناعية المتطورة ويتم تصنيع الطابعات ذات الرأس الثابت بشكل أساسي بواسطة شركتي Epson و Canon ؛ ومع ذلك ، فإن العديد من طرازات Hewlett-Packard الحديثة تستخدم رأسًا ثابتًا ، مثل Officejet Pro 8620 وسلسلة HP's Pagewide.
رأس طباعة مؤقت
عدل
تعتمد فلسفة الرأس الطباعي القابل للاستبدال علي رأس طباعة يتم توفيره كجزء من خرطوشة الحبر القابلة للاستبدال. وفي كل مرة يتم فيها استنفاد الخرطوشة ، يتم استبدال الخرطوشة ورأس الطباعة بأخرى جديدة. ولكن يؤدي هذا إلى زيادة تكلفة المواد الاستهلاكية ويزيد من صعوبة تصنيع رأس عالي الدقة بتكلفة معقولة ، ولكنه يعني أيضًا أن رأس الطباعة التالف أو المسدود ليس سوى مشكلة بسيطة: يمكن للمستخدم ببساطة شراء خرطوشة جديدة. تفضل شركة Hewlett-Packard رأس الطباعة القابل لإستبدال، وكانت شركة Canon تفضل ذلك أيضا في طرزها الأولى لوقف بدائل خراطيش الحبر المقلدة، وذلك لأن هؤلاء الموردين المحتملين ليس لديهم القدرة على تصنيع رؤوس طباعة متخصصة.
نموذج العمل
عدل
أنظر أيضا
عدل- طابعة عملاقة
- طباعة ادجلين
- الخلايا الشمسية النافثة للحبر
- تقنية نفث الحبر
- نقل النافثة للحبر
- تقنية التشابك الذكية
- معايير ISO لطابعات الحبر الملونة
- طباعة ليزر
- Memjet
- الموائع الدقيقة
- جمعية علوم وتكنولوجيا التصوير
- توني جيت
- تثبيت الأشعة فوق البنفسجية
- طابعة ووتر جيت
مراجع
عدل- ^ "Ichiro Endo bio". The Optical Society. مؤرشف من الأصل في 2022-04-09. اطلع عليه بتاريخ 2021-04-08.
- ^ Kelly, Allan (10 Apr 2012). Business Patterns for Software Developers (بالإنجليزية). John Wiley & Sons. ISBN:978-1-119-95072-1. Archived from the original on 2022-07-05.
- ^ ا ب ج Howard, 1923-2009، Robert (2009). Connecting the dots : my life and inventions, from X-rays to death rays. New York, NY: Welcome Rain. ص. 196. ISBN:978-1-56649-957-6. OCLC:455879561. مؤرشف من الأصل في 2023-03-08.
{{استشهاد بكتاب}}: صيانة الاستشهاد: أسماء عددية: قائمة المؤلفين (link) - ^ Faulkner, A. & Shu, W. (2012). "Biological cell printing technologies". Nanotechnology Perceptions. ج. 8: 35–57. DOI:10.4024/N02FA12A.ntp.08.01.
{{استشهاد بدورية محكمة}}: صيانة الاستشهاد: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين (link) - ^ Reactive Inkjet Printing, Editors: Patrick J Smith, Aoife Morrin, Royal Society of Chemistry, Cambridge 2018, https://pubs.rsc.org/en/content/ebook/978-1-78801-051-1 نسخة محفوظة 2022-04-09 على موقع واي باك مشين.
- ^ Johnson، Harald (2006). "What's In a Name: The True Story of Giclée". dpandi.com. مؤرشف من الأصل في 2014-02-24.
- ^ ا ب ج د Kenyon، R.W. (1996). Chemistry and technology of Printing and Imaging Systems. Glasgow UK: Blackie Academic & Professional. ص. 114–115, 119–120, 128, 131, 133. ISBN:978-94-010-4265-9.
- ^ ا ب ج د ه و Webster, Edward. (2000). Print unchained : fifty years of digital printing, 1950-2000 and beyond : a saga of invention and enterprise. West Dover, VT: DRA of Vermont, Inc. ص. 53–54. ISBN:0-9702617-0-5. OCLC:46611664. مؤرشف من الأصل في 2023-04-07.
- ^ "Spitting image". The Economist. 19 سبتمبر 2002. مؤرشف من الأصل في 2023-03-28.
- ^ Niels J. Nielsen (مايو 1985). "History of ThinkJet Printhead Development" (PDF). Hewlett-Packard Journal. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2022-08-12.
- ^ Atul, Pasare (19 فبراير 2017). "How inkjet printer Work". Youtube. مؤرشف من الأصل في 2021-12-11. اطلع عليه بتاريخ 2019-09-28.
- ^ Cooper, 1973-، Kenneth G. (2001). Rapid prototyping technology : selection and application. New York: Marcel Dekker. ص. 26–43. ISBN:0-8247-0261-1. OCLC:45873626. مؤرشف من الأصل في 2023-03-08.
{{استشهاد بكتاب}}: صيانة الاستشهاد: أسماء عددية: قائمة المؤلفين (link) - ^ ا ب Kenyon، R.W. (1996). Chemistry and technology of Printing and Imaging Systems. Glasgow UK: Blackie Academic & Professional. ص. 114–115, 119–120, 128, 131, 133. ISBN:978-94-010-4265-9.
- ^ "Applications in Commercial Printing for Hot Melt Ink Jets" (PDF). مؤرشف من الأصل (PDF) في 2022-04-09.
علامة <ref> بالاسم " Auto5I-1 " المحددة في مجموعة <references> " " لا تحتوي على محتوى.
علامة <ref> بالاسم " CRC " المحددة في مجموعة <references> " " لا تحتوي على محتوى.
علامة <ref> بالاسم " Auto5I-4 " المحددة في مجموعة <references> " " لا تحتوي على محتوى.
علامة <ref> بالاسم " Auto5I-5 " المحددة في مجموعة <references> " " لا تحتوي على محتوى.
علامة <ref> بالاسم " BBC " المحددة في مجموعة <references> " " لا تحتوي على محتوى.
علامة <ref> بالاسم " Auto5I-9 " المحددة في مجموعة <references> " " لا تحتوي على محتوى.
علامة <ref> بالاسم " Auto5I-11 " المحددة في مجموعة <references> " " لا تحتوي على محتوى.
علامة <ref> بالاسم " Auto5I-12 " المحددة في مجموعة <references> " " لا تحتوي على محتوى.
علامة <ref> بالاسم " Auto5I-13 " المحددة في مجموعة <references> " " لا تحتوي على محتوى.
علامة <ref> بالاسم " Auto5I-16 " المحددة في مجموعة <references> " " لا تحتوي على محتوى.
علامة <ref> بالاسم " Auto5I-17 " المحددة في مجموعة <references> " " لا تحتوي على محتوى.
علامة <ref> بالاسم " Auto5I-18 " المحددة في مجموعة <references> " " لا تحتوي على محتوى.
علامة <ref> بالاسم " Auto5I-20 " المحددة في مجموعة <references> " " لا تحتوي على محتوى.
علامة <ref> بالاسم " Auto5I-21 " المحددة في مجموعة <references> " " لا تحتوي على محتوى.
علامة <ref> بالاسم " Auto5I-24 " المحددة في مجموعة <references> " " لا تحتوي على محتوى.
قراءة متعمقة
عدل- Hutchings، Ian M.؛ Martin، Graham D.، المحررون (ديسمبر 2012). Inkjet Technology for Digital Fabrication. Cambridge: Wiley. ISBN:978-0-470-68198-5. مؤرشف من الأصل في 2022-04-09.
روابط خارجية
عدل- الطباعة النافثة للحبر ، فيديو معلوماتي من جامعة شيفيلد
