CN106573470B - 流体接口 - Google Patents

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Abstract

一种流体接口可以包括第一聚合物基化合物的流体针和将支撑该流体针的主体壁，该主体壁具有不同于第一聚合物基化合物的第二聚合物基化合物。

Description

流体接口
背景技术
例如打印机之类的流体喷射装置使用可更换的流体供应装置来 提供和补充流体。流体喷射装置可设置有永久性或半永久性的打印 头。打印头和可更换的流体供应装置通过流体接口机械和流体地连 接。流体接口是流体喷射装置的一部分，以允许将供应装置安装到流 体喷射装置中。某些流体接口具有中空流体针，当供应装置被安装到 接口时，该中空流体针被插入供应出口中。该针需要足够坚固，以在 流体喷射装置的使用寿命期间促进与供应装置的许多后续流体连接。
附图说明
为了说明的目的，现在将参照附图来描述根据本公开构造的某些 示例，附图中：
图1图示了流体接口的一个示例的示图；
图2图示了流体接口的一个示例的透视图；
图3图示了流体接口的一个示例的剖视图；
图4图示了图3的示例性流体接口的细节的侧向剖视图；
图5图示了制造流体接口的一个示例的流程图；以及
图6图示了制造流体接口的另一示例的流程图。
具体实施方式
在下面的详细描述中，参照附图。说明书和附图中的示例应当被 认为是说明性的，并且不意在限于所描述的特定示例或元件。通过不 同元件的修改、组合或变型，可以从以下描述和附图中得到多个示例。
在本说明书中，公开了流体接口。流体接口是流体喷射装置的一 部分。流体接口要流体连接到流体供应装置，以从供应装置接收流体。 流体喷射装置可以是高精度分配装置，例如打印机或数字滴定装置。 所述打印机可以是二维或三维打印机。例如，所述流体可以是墨、三 维打印剂或实验室流体。流体喷射装置包括打印头和流体腔以及将流 体从供应装置输送到打印头的通道。打印头包括喷嘴阵列，例如具有 每英寸至少大约300个喷嘴的分辨率。打印头可以包括从喷嘴喷射流 体的致动器，例如热电阻器或压电电阻器。
图1图示了流体喷射装置的流体接口1的一个示例的剖面的示 图，该流体接口1用于通过供应装置9的出口10连接到可更换的流 体供应装置9。为了说明的目的，用虚线表示可更换的流体供应装置 9。流体接口1包括流体针3和支撑针3的主体5。这里，主体5包括 壁7。针3具有中心轴线C。针3具有内部流体通道11，以从供应装 置9的内部储存器朝向流体喷射装置的另外的流体通道输送流体。流 体将被输送到流体喷射装置的打印头。
针3在其基部13处通过主体壁7保持和支撑。在所示示例中， 主体壁7围绕针3的基部13，从而保持和支撑针3。针3的基部13 与针3的插入端12相对。插入端12将被插入流体供应出口10中以 抽出流体。
流体接口1可以包括聚合物基化合物。例如，所述聚合物基化合 物包括具有某些强化或填料添加剂的塑料树脂。在流体接口1中，针 3由第一聚合物基化合物制成，并且主体5由不同于第一聚合物基化 合物的第二聚合物基化合物制成。每种化合物可以被选择成匹配特定 部分的需求。
一方面，流体针3通常相对长和细，以允许插入流体供应出口10 中。另一方面，针3在流体喷射装置的使用寿命期间、至少在每次插 入到供应装置9期间需要反复地吸收冲击和负荷。例如，针对针3选 择相对于第二化合物具有增加的硬度的第一化合物。例如，主体5是 一般大于流体针3的单一铸造结构。例如，相对低成本的第二化合物 可以被用于主体5。
将普通树脂用于针3和主体5可有助于获得合适的结合。例如， 块体树脂(bulkresin)是PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯，Polyethylene Terephthalate)或再生PET。在一个示例中，第一化合物的添加剂包 括碳纤维，例如用于增加针3的硬度。第二化合物的添加剂可以包括 玻璃纤维。例如，玻璃纤维可以给予主体5一定的成本优势或电隔离 性能。
图2图示了流体接口101的一个示例。流体接口101将被永久性 地安装到流体喷射装置。流体接口101包括主体105和四个流体针 103，用于插入到相应的流体供应装置。例如，每个针103将被连接 到相应颜色的墨供应装置，其中，每种墨将通过针103下游的腔和通 道的布置来输送到相对应的打印头喷嘴。在其他示例中，主体105可 以支撑不同数量的针103，例如一个、两个、三个或多于四个针。每 个针103从主体105的相应的壁107突出。主体105可以包括例如轨 道115之类的另外的接口元件，以朝向针103引导供应装置。每个针103可以设置一个轨道115，该轨道115平行于针103的中心轴线。
主体105可以是单一铸造的一体模制结构。针103可以是不同的 单一铸造的一体模制结构。针103由第一聚合物基化合物制成。主体 105由不同于第一聚合物基化合物的第二聚合物基化合物制成。
图3图示了示例性流体接口101的剖视图。图4图示了图3的剖 视图的细节，其中，针103已被截断。剖面的平面平行于针103的中 心轴线C，例如，剖面图沿流体接口101的直立竖直定向竖直地延伸 通过相应的针103的中心轴线C。主体105和针103具有与图2的示例的主体105和针103相同的设计。
在主体壁107的前表面和插入端112之间测量的针103的长度L 可以在大约8毫米和大约40毫米之间，例如在大约12毫米和大约28 毫米之间，例如在大约18毫米和大约25毫米之间。
针103包括细的插入部分117，来将针103插入流体供应出口中， 以从供应装置抽出流体。例如，插入部分117的外径在大约1.2毫米 和大约3.5毫米之间。例如，在插入端112和凸起部119之间测量的 插入部分117的长度L2在大约5毫米和大约20毫米之间，例如在大约7毫米和大约14毫米之间。例如，插入部分117将被完全或几乎 完全地插入到供应装置中。插入部分117的圆柱形外表面可以具有细 微的锥形形状，该锥形形状朝向针103的插入端112会聚，例如相对 于中心轴线C在小于5°或小于3°的角度上。
针103包括处于插入部分117的下游的凸起部119，该凸起部119 引起直径的显著加宽。凸起部119的最大外径可以在大约4毫米和大 约10毫米之间。凸起部119可大致加强针103。肋121可以平行于中 心轴线C设置在凸起部119中及其周围，例如用于附加的加强，如可 在图2中最佳地看到的。凸起部119还可适于在插入期间围绕供应装 置的出口与供应装置的相对应的中空特征匹配，以从插入部分117释 放一些负荷。
针103的内部流体通道111沿中心轴线C从处于插入端112处的 嘴部向上延伸到针103的基部113。在针103的插入部分117内，流 体通道111可以是基本上直的并且相对细，例如具有介于大约0.3毫 米和大约2毫米之间的直径。在一个示例中，流体通道111在插入部分117内朝向插入端112略微变宽。在凸起部119内，流体通道11 可以在另一方向上具有更明显的锥形形状，例如朝向基部113的基底 表面125变宽，从而允许更好的流体流动。主体105的壁107具有通 孔131，流体通道111通向该通孔131。在通孔131的下游，主体105 包括用于接收流体的流体腔133，流体可以从那里朝向打印头流动。
在所示示例中，针103的基部113具有凸缘127的形式。凸缘127 相对于凸起部119在基部113附近形成针103的突然变宽。例如，凸 缘127的直径可以比凸起部119的最大直径宽至少1毫米、至少2毫 米或至少3毫米。凸缘127在主体105的壁107内延伸。凸缘127被 壁107中的通孔131围绕并保持。在其他示例中，基部113不需要是 凸缘形的。
在图3中，主体105被安装到安装结构118。例如，安装结构118 是流体喷射装置框架的一部分和/或有利于将主体105安装在流体喷 射装置中。流体腔133可以通过主体105和安装结构118来成形和限 界。在所示示例中，安装结构118限定了流体腔133的后壁，并且主体105限定了流体腔133的其他壁。设置两个电极，其从安装结 构118突出到流体腔133中，例如用于感测墨的液位和/或其他流体 性质。
如图4中最佳地图示的，针103还可以包括处于每个所述段之间、 即在插入部分117和凸起部119之间以及在凸起部119和凸缘127之 间的逐渐变细(例如，锥形或倒圆角(rounding))的过渡部分116， 以允许合适的模制过程和模具释放，同时避免诸如裂纹之类的变形。
如图所示，处于壁107内的凸缘形基部113的较宽的下游部段135 具有比处于壁107的前表面139处的凸缘形基部113的较窄的上游部 段137要大的直径，其中，部段135、137的直径垂直于中心轴线C 来测量。下游部段135可以包括台阶或其他加宽特征。相应地，主体 壁107包括环形结构136，其保持较宽的部段135并且保持和/或压缩 凸缘127的其余部分。环形结构136与壁107的其余部分是一体的。 在流体喷射装置的使用寿命期间，处于基部113的基底处的较宽的下 游部段135在反复插入流体供应装置中期间可以提供针103在壁107 内的可靠位置。在未图示的另一示例中，基部113可以是锥形形状的， 其朝向基底表面125变宽，从而还在壁107内提供更宽的部段。
针103的基部113被装配在壁107中。在一个示例中，壁107已 围绕针103模制，其中，在冷却之后环形结构136压缩针103的基部 113。因此，圆筒压缩抵抗压缩的另一圆筒，这提供了针103到主体 105的适当固定。较宽的部段135和壁107对基部113的压缩可提供针103的持久保持的位置。例如，在主体105和针103彼此接口的地 方不需要施加附加的焊接或粘附。因此，在这两个部分的接口附近， 针103和主体105没有干燥的粘合剂或焊缝边缘。
如上所述，针103可具有第一聚合物基化合物，并且主体105可 具有不同的第二聚合物基化合物。在一个示例中，不同的化合物具有 相同的块体聚合物基材料，而添加剂不同。已经发现使用相同的块体 材料(bulk material)可以增强针103和主体105之间的结合。一种示 例性块体聚合物是PET，例如再生PET。其他示例性块体材料包括LCP (液晶聚合物)、PPS(聚苯硫醚)、聚碳酸酯、ABS(丙烯腈丁二 烯苯乙烯)、甲基丙烯酸甲酯丙烯腈丁二烯苯乙烯、PBT(聚对苯二 甲酸丁二醇酯)以及共聚酯。用作块体树脂的聚合物可以是不纯的， 例如循环使用的。
用于针103的示例性添加剂是碳纤维。碳纤维可以使针103硬化。 针103中碳纤维的合适的重量百分比的示例在针103的重量的大约12 ％和大约26％之间，或在针103的重量的大约15％和大约21％之间， 或者为针103的重量的大约18％。代替碳纤维或除碳纤维之外，也可 以将其他合适的硬化或加强添加剂用于针的化合物。
用于主体105的一种示例性添加剂是玻璃纤维。玻璃纤维可以为 主体105提供电隔离性能。在一个示例中，实现这些电隔离性能可以 抑制流体腔133中的电极131的功能受损。主体105中玻璃纤维的合 适的重量百分比的示例在主体105的重量的大约8％和大约22％之 间，或在主体105的重量的大约12％和大约18％之间，或者为主体 105的重量的大约15％。此外，代替玻璃纤维或除玻璃纤维之外，其 他合适的电隔离或更经济的添加剂也可以被用于主体的化合物。
图5图示了制造流体接口的方法的一个示例的流程图。该方法包 括模制包括块体树脂和第一添加剂的第一聚合物基化合物的流体针 (框200)。该方法还包括围绕针的基部模制壁，该壁具有相同块体 树脂的第二化合物，同时包含不同于第一添加剂的第二添加剂(框 210)。所述添加剂可以是纤维。在一个示例中，第一添加剂可以是 硬化或强化纤维，并且第二添加剂可以是可改善第二化合物的电隔离 性能的一般比第一添加剂或纤维便宜的纤维。
图6图示了制造流体接口的方法的另一示例的流程图。该方法包 括模制包括块体树脂和第一添加剂的第一聚合物基化合物的流体针 (框300)。该方法还包括围绕针的基部模制壁，该壁具有相同块体 树脂的第二化合物，同时包含不同于第一添加剂的第二添加剂(框 310)。在一个示例中，壁与针在相同的模具中围绕针来模制。该过 程可以是包覆模制过程。在包覆模制过程中，两种材料在单模具内模 制，该单模具被设计成处理两种连续类型的树脂。例如，一旦针被模 制，内部模具壁和夹持针的夹具就可以移动，以允许主体壁在相同的 模具内围绕针来模制。在另一示例中，主体壁在稍后的时间在单独的 模具中围绕针模制。这种过程可以被称为二次过程(two-shot process)。
图6的示例性方法还包括在所述模制之后冷却壁(框320)。该 方法还包括壁围绕针的基部压缩针的基部(330)。所述压缩可能是 由于因冷却而发生的收缩效应。壁可以压缩针，使得圆筒压缩圆筒， 该圆筒(后者)又抵抗压缩。由此，可以实现针在主体中的紧密耦接。

Claims (14)

1.一种用于流体喷射装置的流体接口，包括：
流体针，其将被插入流体供应出口中，以在流体供应装置和打印头之间输送流体，
包括主体壁的主体，其中，
所述流体针的基部通过所述主体壁来保持和支撑，以及
所述流体针由第一聚合物基化合物制成，并且所述主体由不同于所述第一聚合物基化合物的第二聚合物基化合物制成；
其中，所述流体针包括至少三段，包括：
插入部分，其将被插入流体供应出口中，
处于所述插入部分的下游的凸起部，所述凸起部比所述插入部分具有更宽的直径，
处于所述凸起部的下游的凸缘，所述凸缘比所述凸起部具有更宽的直径；
其中，在所述插入部分内的流体通道朝向所述流体针的插入端变宽。
2.如权利要求1所述的流体接口，其特征在于，所述流体针的基部被所述主体壁围绕。
3.如权利要求1所述的流体接口，其特征在于，所述基部包括凸缘。
4.如权利要求1所述的流体接口，其特征在于，垂直于所述流体针的中心轴线测量，所述基部在所述主体壁内的部段比所述基部在所述主体壁的前表面处的部段具有更大的直径。
5.如权利要求1所述的流体接口，其特征在于，所述流体针和所述主体之间的整个接口没有干燥的粘合剂或焊缝边缘。
6.如权利要求1所述的流体接口，其特征在于，在所述第一聚合物基化合物和所述第二聚合物基化合物中使用的块体树脂是相同的。
7.如权利要求6所述的流体接口，其特征在于，所述第一聚合物基化合物包括第一添加剂，并且所述第二聚合物基化合物包括不同于所述第一添加剂的第二添加剂。
8.如权利要求7所述的流体接口，其特征在于，所述第一添加剂是碳纤维。
9.如权利要求8所述的流体接口，其特征在于，所述第一聚合物基化合物具有重量百分比为12％至26％之间的碳纤维。
10.如权利要求7所述的流体接口，其特征在于，所述第二添加剂是玻璃纤维。
11.如权利要求10所述的流体接口，其特征在于，所述第二聚合物基化合物具有重量百分比为8％至22％之间的玻璃纤维。
12.如权利要求1所述的流体接口，包括：
通过所述主体壁来支撑的多个流体针，所述多个流体针将被插入到墨盒中用于输送墨，
所述主体包括多个墨通道，以将墨输送到打印头，每个墨通道流体连接到相应的流体针。
13.一种制造如权利要求7所述的流体接口的方法，包括：
模制包含所述第一添加剂的块体树脂的所述第一聚合物基化合物的流体针，以及
模制围绕所述流体针的基部的壁，所述壁具有相同的块体树脂的所述第二聚合物基化合物，所述第二聚合物基化合物包含所述第二添加剂。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，在冷却期间，所述壁围绕所述流体针的基部压缩，从而将所述流体针固定到所述壁。
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