CN117545635A - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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CN117545635A CN202180099808.8A CN202180099808A CN117545635A CN 117545635 A CN117545635 A CN 117545635A CN 202180099808 A CN202180099808 A CN 202180099808A CN 117545635 A CN117545635 A CN 117545635A
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Abstract

本发明涉及一种用于连续喷墨打印机的流体部件(20),该流体部件包括:至少两个管道(22,24,26,28,30),每个管道具有内表面,并且每个管道在第一端部与第二端部之间延伸,至少一个流体入口和至少一个流体出口,以及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的至少一个流体连接区域(38、40、42),所述流体部件是由化学上耐受至少一种有机溶剂的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5微米的粗糙度(Ra),至少一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)。

Description

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
技术领域
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
发明内容
本发明首先涉及一种连续喷墨(CIJ)打印机,包括:
-墨供应系统,所述墨供应系统包括墨回路,
-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;
-至少一个流体部件,所述至少一个流体部件包括:
*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,
*至少一个流体入口和至少一个流体出口,以及
*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,
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)。
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)。
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)。
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。
在根据本发明的连续喷墨(CIJ)打印机中,所述流体部件:
-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;
-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。
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。
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。
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:
-沿着非平行方向延伸和/或彼此相交;
-和/或,在同一平面或不同平面中延伸;
-和/或,利用机械连杆联接在一起。
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。
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。
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。
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。
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:
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,
至少一个流体入口和至少一个流体出口,以及
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,
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。
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)。
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。
优选地:
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
本发明还涉及一种连续喷墨(CIJ)打印机,包括:
-墨供应系统,所述墨供应系统包括墨回路,
-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。
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。
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:
-所述至少一个管道,
-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。
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。
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。
优选地:
-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);
-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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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:
-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;
-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。
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)。
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。
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。
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。
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。
附图说明
-图1是根据本发明的实施例的流体歧管的视图;
-图2A至图2B是根据本发明的实施例的图1的流体歧管的其他视图;
-图2C和图2D是根据本发明的流体歧管(图2C)和通过现有技术方法制成的相同流体歧管(图2D)的横截面;
-图3是根据图1至图2C的装置中的流体连接的示意图;
-图4A和图4B是根据本发明的实施例的另一流体歧管的不同视图;
-图4C是根据图4A至图4B的装置中的流体连接的示意图;
-图5A至图15C是根据本发明的实施例的流体分配器的不同示例;
-图16A至图16D是用于根据本发明的实施例的流体分配器的主体的不同示例;
-图17是根据图16A至图16D的装置中的流体连接的示意图;
-图18至图19B是根据本发明的实施例的包括流体歧管的打印头的不同视图;
-图20A示出了根据本发明的实施例的流体连接器,图20B至图20D示出了包括所述流体连接器的泵模块;
-图21A至图21B是根据本发明的实施例的激励主体的不同视图;
-图22A至图26B是根据本发明的不同实施例的阻尼器的不同视图;
-图27示出了两个阻尼器的组合;
-图28A至图28E示出了各种3D打印工艺的方面;
-图29示出了CIJ打印机,其中可以实施根据本发明的一个或多个部件。
具体实施方式
根据本发明的流体部件或零件的第一示例是流体歧管20,并且在图1至图2A、图2B和图2C中示出。
该流体歧管包括多个导管或管道22、24、26、28、30;这些导管或管道22、24、26、28、30中的一个或多个可以用于使墨和/或溶剂流通;如从这些图中可以理解,多个管道可以不在同一方向和/或同一平面中延伸;特别地,如在图1至图2C中可以看出,一些管道26、28彼此不平行和/或甚至可能彼此相交;这些管道26、28中的一些可以包括第一部分261和第二部分262,该第一部分261和第二部分262不沿着直线方向彼此对准。
每个管道具有形成一个或多个流体入口的至少一个端部和/或形成一个或多个流体出口29、31、33、35的至少一个端部;所述流体入口和/或流体出口中的一个或多个可以被适配成连接所述管道中的一个或多个,例如,所述流体入口和/或流体出口中的一个或多个可以具有枞树连接件的形状,该枞树连接件的形状可以被引入另一管道(例如柔性管道)中。流体歧管20包括一个或多个端部零件或部件38a、40a、42a,该一个或多个端部零件或部件38a、40a、42a包括一个或多个流体连接区域或表面38、40(参见图1)、42(参见图2A),以将歧管连接至墨供应回路的一个或多个其他零件和/或连接至一个或多个流体部件,例如至少一个阀或至少一个泵或至少一个过滤器或至少一个阻尼器或至少一个连接装置,如套管(例如图4B的套管63或65)。所述另一流体部件中的每一个包括至少一个流体入口和至少一个流体出口,该部件被定位成抵靠部件20的流体连接区域中的一个,使得流体可以从所述另一流体部件流至所述流体歧管20,反之亦然。所述端部零件也有助于整个歧管的刚度。
一些管道可以通过连接装置41(参见图2A至图2C)机械地连接在一起,该连接装置41包括例如一个或多个从所述管道中的一个延伸到所述管道中的另一个的连接连杆或梁或壁。这有助于整个歧管的刚度,并避免流体部件20在使用期间变形。
一个或多个管道可以是笔直的;一个或多个管道在包含流体流动方向或流体路径或者包含所述流体流动方向或所述路径的切线的平面中可以具有至少0.5毫米的曲率半径,这提供了如下所述的多个优点。
一个或多个管道可以具有介于1毫米至5毫米之间的内直径,例如介于2毫米至5毫米之间或介于0.5毫米至3毫米之间的内直径。在图1至图2C、图3E所示的实施例中,每个管道的壁的厚度介于1毫米至10毫米之间,例如介于3毫米至5毫米之间,这取决于部件的材料(例如塑料或金属)和部件所需的机械刚度。
一个或多个管道可用于使墨流通,墨包括溶剂,也包括颜料和粘合剂。所述管道的与墨接触的内壁或内部壁优选地尽可能地光滑,所述内壁或内部壁的粗糙度优选地小于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。
优选地,所述一个或多个流体连接区域或表面38、40(参见图1)、42(参见图2B)足够光滑,使得密封装置(例如垫圈)可以施加并压靠在其上,以与所述另一流体部件或元件形成密封组件;这意味着该区域优选地具有小于10微米或小于5微米的粗糙度。
图2C和图2D是根据本发明的装置和利用已知技术制成的相同装置的横截面。
由于已知的制造工艺(图2D),管道以直角或锐角相互交叉,这形成了尖锐边缘43、43’,墨或墨颜料可以在该尖锐边缘43、43’处沉积并在墨流上形成残余固体生长。清除这种沉积物是困难的,并且需要停止打印操作并用流体对回路进行清洁。此外,这种角度会导致压力损失。
优选地,根据本发明的歧管的管道中的一个或多个(图2C)具有弯曲部段或部分241、263、301,从而避免了锐角和上述问题。这种弯曲部段或部分241、263、301在包含流动方向或流动切线的至少一个平面中具有非零但有限的曲率半径;这种弯曲部段或部分241、263、301允许液体流动,而不会因锐角而造成压力损失。优选地,根据本发明的歧管的管道不具有锐角。由于不具有尖锐边缘,因此弯曲部段或部分241、263、301使得更多的管道能够相交,因此有助于紧凑的装置,具有较小的压力损失,并且墨或墨颜料不可能在墨流上形成残余固体生长。
歧管还可以包括具有较大直径的部分,例如腔室(诸如腔室44或腔室72(两者都在下面描述)),以形成例如传感器腔室(腔室44)或压力调节器或阻尼部分(腔室72)。在喷墨打印机中,压力变化可能是由于例如泵循环而引起的,该泵循环优选地被阻尼部分限制或阻尼。
该歧管可以包括用于传感器(例如压力传感器775(参见图3))的一个或多个腔室44。流体从一个管道或者一个或多个孔401a至401c(在该示例中,孔401b)流入所述腔室,然后通过另一管道(在该示例中,管道22)流出所述腔室。
歧管可以包括管道,用于使流体流入所述腔室44中的一个和使流体流出所述腔室,例如在通过所述腔室中的传感器进行测量之后。
该歧管还可以具有一个或多个管道,用于使流体直接从一个流体连接区域流至另一个流体连接区域,或者从一个流体连接区域直接流至管道出口,或者从管道入口直接流至流体连接区域,所述流体不流经腔室44或阀。这是对墨回路的不同零件进行连接的管道的情况,由此流体部件或歧管被用作所述不同零件之间的流体连接件(也参见下面参照图3的解释)。
例如,入口37(相应地,30)直接在流体连接区域42(相应地,31,也参见图2C)中连接至出口31。
图1至图2C所示的歧管包括多个流体入口和多个出口。每个流体连接区域或表面38、40、42包括所述流体入口和出口中的至少一个。
在该示例中,所述流体连接区域中的每一个可以包括形成流体入口或出口的一个或多个开口401a、401b、401c(也参见图2C中的402a和402b)和一个或多个孔402、403(参见图2A),一个或多个孔402、403用于将阀固定或紧固在所述连接区域38、40、42上。优选地,区域38、40、42本身足够光滑,使得密封装置(例如垫圈)可以施加在其上。例如,该区域38、40、42可以具有小于10微米或小于5微米或小于3微米(例如1.6微米)的粗糙度。这可能是如下所述的制造工艺(3D打印工艺)造成的;但是,流体歧管可以在3D打印之后进行另一处理步骤,例如对该流体歧管进行机加工或抛光或光滑化或研磨,以达到所需的粗糙度和/或进行化学处理(参见下文)。
在实施例中,密封装置(例如垫圈)与歧管的其余部分一体地制成。所述密封装置可以例如由可压缩材料制成。可以对两种不同的材料进行3D打印,例如利用两个不同的喷嘴。
多个管道可以连接至相同的端部部件,从而在所述管道之间形成机械连杆;例如,管道22、24连接至端部部件42a,该端部部件42a保持这些管道22、24的端部。两个管道22、24也与装置41连接,并且这两个管道22、24的另一端部连接至腔室44。
图3是图1至图2C的歧管20内部的流体流动的示意图。入口、出口、管道带有图1至图2C的附图标记。
阀776施加在接触区域40(图2A)上,传感器775位于腔室44(参见图2A)中。该阀使得流体能够从入口402b(参见图2C)流至出口401a或401c,或者从入口401a或401c流至出口402b(取决于阀的位置和流动方向)。
如从该图可以理解,一个或多个管道用于使流体直接从一个流体连接区域流至另一个流体连接区域,或者从一个流体连接区域直接流至管道出口,或者从管道入口直接流至流体连接区域,所述流体不流经腔室44或阀。这是连接入口27和出口31或入口25和出口33的管道的情况:因此,流体部件或歧管20也被用作集成有该流体部件或歧管的打印机的不同零件之间的流体连接件。歧管20可在连续喷墨打印机中使用,例如如图29所示:传感器775容纳在腔室44中,三通阀776固定在歧管20的流体连接区域40上。
图2A至图2C所示的歧管包括多个流体连接区域或表面38、40、42。每个流体连接区域或表面38、40、42在不同于另外两个流体连接区域或表面的平面中延伸,从而使得每个区域上的歧管能够连接至打印机的不同零件或部件,如图29所示,在图29中歧管也带有附图标记20。
例如,多个流体连接区域或表面38、40、42使得能够连接至阀776(区域40,图1)和墨回路的其他部分,例如连接至流体回收模块750(参见下面图29的描述)、连接至流体回路的一部分(参见图29中的管道703、704的连接)、以及连接至与打印头800连接的管道。
一个或多个管道的端部29、31、33、35可以被配置成连接至柔性管道或软管,因此可以被成形为枞树形连接件。
枞树形连接件由直径略高于其必须连接的软管内部直径的管制成,该管配备有同心倒钩,这些同心倒钩在软管的插入方向上具有低角度(软管的柔性允许容易插入)和在抽出方向上具有锐角(因此软管在抽出期间被保持)。
枞树形连接件可以由通过3D打印(参见下面的进一步解释)沉积的材料圆柱体机加工(例如,通过铣削工艺)而成,或者可以通过3D打印直接制造。
根据本发明的歧管(或者更一般地,流体部件)是或者包括由单一材料(例如不锈钢)制成的单个块体或单个部件,不同部件和不同材料之间不存在接口。因此,在这种接口处不存在泄漏问题。
在实施例中,图1至图2C的部件的管道可以嵌入在单个材料片或材料块中。
在另一实施例中,如图1至图2C所示,部件或歧管在拓扑上是优化的,因为在管道之间不存在无用的物质:只制造功能零件。在这种情况下,管道壁的厚度例如介于1毫米至10毫米之间,或者介于3毫米至5毫米之间,这节省了通常位于管道之间的所有材料。管道的壁的厚度可以根据材料和部件所需的刚度来选择,特别是关于流体压力(例如高达10巴)。
因此,根据本发明的该实施例的歧管(或者更一般地,流体部件)可以节省大量材料,并且比已知的歧管或流体部件轻得多。在变型中,歧管或流体部件可以包括管道之间的材料,如图4A至图4B的实施例,在这种情况下,歧管或流体部件仍然是单个部件或块体,但比图1至图2C的实施例更重。
图4A和图4B示出了根据本发明的流体部件50的另一示例。
该流体部件包括主体,该主体具有彼此平行的前侧51和后侧68;优选地,与前侧和后侧的宽度W(例如,基于100毫米至200毫米之间)和高度H相比,主体的厚度e(例如,介于5毫米至15毫米之间)更小。
主体包括平行于前侧51和后侧68延伸的多个导管或管道52、54、56。所述管道中的一些可以不在同一方向上延伸:如在图4B中可以看出,一些管道54、56彼此不平行;这些管道中的一些可以包括第一部分561和第二部分562,该第一部分561和第二部分562不沿着直线方向彼此对准。
一个或多个导管或管道可以具有介于1毫米至5毫米之间的内直径,例如介于2毫米至5毫米之间或介于0.5毫米至3毫米之间的内直径。
一些导管或管道52、54、56可以经由另外的内部管道52a、52b、54a、54b、56a、56b连接至流体入口或出口62、64、66,该流体入口或出口62、64、66位于例如垂直于前侧51和后侧68两者的流体连接区域70上。所述流体入口或出口62、64、66可以设置有用于垫圈的扩孔62a、64a、66a。
一些导管或管道52、54、56可以经由基本上垂直于另一流体连接区域68(例如后侧68(参见图4A))的另外的内部管道(图中未示出)连接至位于所述另一流体连接区域中的入口或出口。所述流体连接区域68设置有流体入口和出口681、683、685、689、691,以将一个或多个流体部件与歧管的所述导管或管道52、54、56进行连接,所述部件包括例如一个或多个阀和/或一个或多个泵。可以提供其他孔687来对这些部件与歧管进行固定和紧固,例如利用螺钉。
图4A和图4B所示的装置50的管道52、53、54嵌入在主体的材料中,该主体的材料围绕这些管道52、53、54并且在增材制造工艺期间沉积。
可替代地,可以制造与图1至图2C、图3E的装置相同的管道,没有材料接合管道的壁,在这种情况下,不存在完整的前后平行侧,而是如图1和图2A所示的由端部部件形成的流体连接区域,薄的壁或连接构件在必要时接合和连接管道,以实现所需的机械稳定性。该实施例还实现了更大的柔性,从而使得部件的形状和/或比例能够相对于原始形状(如图4A和图4B所示)变化。在该实施例中,每个管道的壁的厚度介于1毫米至10毫米之间,例如介于3毫米至5毫米之间,这取决于部件的材料(例如塑料或金属)和部件所需的机械刚度,特别是关于流体压力(例如高达10巴)。
图4A和图4B所示的歧管的管道中的一个或多个可以是笔直的,而该歧管的管道中的一个或多个可以具有弯曲部段或部分561、562,从而避免了锐角和上述问题。这种弯曲部段或部分561、562在包含流动方向或流动切线的至少一个平面中具有非零但有限的曲率半径(例如,至少0.5毫米);这种弯曲部段或部分561、562允许液体流动,而不会因锐角而造成压力损失。优选地,根据本发明的歧管的导管不具有锐角。由于不具有尖锐边缘,因此弯曲部段或部分使得更多的管道能够相交,因此有助于紧凑的装置,具有较小的压力损失,并且墨或墨颜料不可能在墨流上形成残余固体生长。
另外的流体连接器可以连接至装置50的一些管道,例如连接器63、65包括一个或多个套管以插入盒。在图4B的示例中,所述连接器63、65连接至装置的前侧51,但是可以不通过与歧管相同的3D打印工艺来制造。所述连接器63、65用于连接流体盒,特别是CIJ打印机的溶剂盒和墨盒,例如如图29所示。
图4A和图4B所示的歧管50可以包括其他部件,例如用于阻尼器的腔室或空腔72,所述空腔通过管道72a连接至装置的内部管道中的一个或多个。
图4C是图4A至图4B的歧管的示意图。入口、出口、管道带有图4A和图4B的附图标记。
多个三通阀6931至6934、699施加在接触区域68上(参见图4B和图29)。两个泵694、692可以连接至所述阀,以分别从墨盒682泵送墨和从溶剂盒684泵送溶剂。然后,墨从与连接器65连接的墨盒682流至阀6931;541对应于阀6931中部的出口;531对应于导管6991的端部,以使墨朝向泵694流通。
优选地,所述流体连接区域或表面68、70(参见图4A和图4B)足够光滑,使得密封装置(例如垫圈)可以施加并压靠在其上,以与另一流体部件或元件(例如三通阀)形成密封组件;这意味着该区域优选地具有小于10微米或者甚至小于5微米的粗糙度。
如已经结合图1至图2C解释的,一些管道用于使墨流通,墨包括溶剂,但也包括颜料和粘合剂。与墨接触的内部壁优选地尽可能地光滑,这些内部壁的粗糙度优选地小于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。
歧管50可在连续喷墨打印机中使用,例如如图29所示。
根据本发明的流体部件100的另一个示例是液压分配器,如图5A至图5E所示;图6A至图14C示出了另外的实施例。
图5A至图6B示出了根据本发明的这种液压分配器的实施例的第一示例。
该液压分配器包括:
-第一部分102,该第一部分102具有平坦表面104并且在该示例中包括通向所述表面104的三个贯通导管或管道106;
-第二部分108,该第二部分108具有平坦表面110并且包括在所述第二部分108内延伸的至少一个内部通道112(图5B)。
当组装装置时,平坦表面104、110两者彼此摩擦接触:平坦表面104、110可以相对于彼此旋转,但在旋转期间保持接触。没有流体可以在两个表面之间流出装置:两个表面之间的接口处的接触是防水的。根据本发明的装置不需要任何垫圈。
平坦表面110是流体连接区域,并且包括一个流体入口1011以及一个流体出口1012。如从图5E中可以看出,第一管道112a在入口1011与所述内部通道112的入口之间延伸,第二管道112b在所述内部通道112的出口与出口1012之间延伸。
这些不同的管道通过在增材工艺期间沉积的材料连接在一起。
诸如为弹簧的装置130(图5A、图5B)可用于使两个表面压靠彼此。第一部分例如抵靠在支撑件111(图6B)上,该第一部分可以在该支撑件111上保持在固定位置;第一部分和支撑件中的每一个均可以包括装置113(图6B)、装置114(图5B),该装置113和装置114相互配合以将第一部分保持在固定位置。
在该示例中,部分102、108两者均具有圆柱形形状,但是其他形状也是可能的,如下文结合图14A至图14C描述的。
在实施例中,液压分配器包括轴120,该轴120沿着旋转轴线延伸以使部分108相对于部分102旋转。
图6A和图6B示出了手柄127,用于手动地控制所述轴。可替代地,所述轴可以由马达控制(如下文结合图15A至图15C解释的),该马达本身可以由打印机的控制器进行控制。
盖子125可以覆盖这两个部分(图6B):轴120的一个端部高出盖子的顶表面,使得该端部可以连接至手柄127或马达的任何传动机构。
图5C和图5D示出了根据本发明的液压分配器100’的变型。类似于图5A和图5B:
-第一部分102包括通向表面104的三个贯通导管或管道106;
-第二部分108包括内部通道112。
在该实施例中,第二部分的与表面110相对的表面110’包括多个孔121,这些孔121可以容纳工具或驱动部分的柱(参见图15A至图15B),以使第二部分108相对于第一部分102旋转。因此,不需要穿过第二部分的中心轴。
如图5E所示,第一部分和第二部分两者均可以在导向筒137中被旋转地引导,流体通过所述管道106中的一个管道(1061)进入分配器,然后在所述通道112中流动,并通过所述管道106中的另一个管道(1062)离开分配器。
图15A至图15C示出了被旋转地引导的部分的另一个示例,并在下文进行了注释。
如图5E所示,图5C和图5D的液压分配器可以插入在导向筒137中,该导向筒137使部分102、108两者相对于彼此被引导,部分102借助于图中未示出的装置(如上文描述的装置113、114)保持固定。
图5E中的箭头示出了流体如何通过管道1061流入分配器,然后流经入口1011,并且流入或流经管道112a、通道112、管道112b,并且通过出口1012和贯通管道1062流出分配器。在变型(图5E中未示出)中,部分102具有三个贯通管道,这三个贯通管道在部分102、108的某个相对位置连接在一起。
图7A和图7B示出了第一部分的表面104(其包括三个贯通管道1061至1063)和第二部分的表面110(其包括入口1011和出口1012并且通道112平行于该表面);如图7A和图7B所示(其中未示出孔114):
*在第一位置(图7A),第一对管道1061、1062通向所述通道112;第一流体可以通过所述通道112从管道1061流通至管道1062(或从所述第一对管道中的一个管道流通至另一个管道);没有流体能从管道1061流通至管道1063
*在第二位置(图7B),第二对管道1061、1063通向所述通道112;第二流体可以通过所述通道112从管道1061流通至管道1063(或从所述第二对管道中的一个管道流通至另一个管道),但是第一流体不能再从管道1061流通至管道1062
在根据本发明的液压分配器的任何实施例中,弹簧130可用于使所述第一部分102压靠所述第二部分108。
图8示出了根据本发明的液压分配器(实际上是液压翻板)的简单示例,第一部分102包括两个贯通管道1061、1062,第二部分108具有一个通道112。在第二部分的第一位置,通道112将管道1061、1062两者连接,流体可以从所述管道中的一个管道流通至另一个管道。在第二部分的第二位置(未示出),通道112不将管道1061、1062连接在一起,并且流体流通停止。
图9A和图9B示出了根据本发明的液压分配器100”的另一示例,第一部分102包括六个贯通管道1061至1066,第二部分108具有两个通道1121、1122
图10A(相应地,图11A、图12A、图13A)示出了第二部分108的与表面110相对的表面110’;如上所述,该表面110’可以包括多个孔121,以相对于第一部分驱动第二部分。
图10B(相应地,图11B、图12B、图13B)示出了第二部分108的包括两个通道1121、1122的表面110。
图10A至图13B示出了两个部分的四个不同的相对位置,以连接不同对或系列的贯通管道1061至1066;图10B、图11B、图12B、图13B示出了两个通道1121、1122的不同位置以及管道1061至1066的位置在表面110上的投影:
-在图10A和图10B中,通道1122将贯通管道1063和1066连接,通道1121将贯通管道1062和1061连接;
-在图11A和图11B中,通道1121将贯通管道1061、1065和1064连接(从而实现从所述三个管道1061、1065和1064中的一个管道流至另外两个管道,或者从所述管道中的两个管道流至第三个管道),通道1122将贯通管道1062和1066连接;
-在图12A和图12B中,通道1121将贯通管道1063和1064连接,通道1122将贯通管道1061、1065和1066连接(从而实现从所述三个管道1061、1065和1066中的一个管道流至另外两个管道,或者从所述管道中的两个管道流至第三个管道);
-在图13A和图13B中,通道1121将贯通管道1063和1062连接,通道1122将贯通管道1064和1066连接。
图9A和图9B的上述示例以及图11A至图11B和图12A至图12B的示例表明,在两个部分的一个或多个相对位置,根据本发明的液压分配器可以将两个以上的管道连接在一起。
结合图14A至图14C公开了根据本发明的线性液压分配器200;正如上文公开的圆形装置一样,该线性液压分配器200可以具有任意数量的贯通管道206和任意数量的合适的通道,以在两个部分202、208的不同相对位置、在贯通管道之间建立所需的连接。
如图14A和图14B所示,根据本发明的线性液压分配器200实现了两个部分的相对平移,而不是旋转。
这两个部分可以通过侧向导向壁247来保持,该侧向导向壁247引导所述液压分配器的一部分相对于另一部分的平移;该平移可以由与部分208、202之一联接的致动连杆或按钮或马达(例如电动马达或液压马达或气动马达)致动。
弹簧可以用在一个导向壁之间,平行于平移方向,以使所述液压分配器的所述两个部分压靠彼此。
在上述示例中:
-两个部分优选地由化学上耐受至少一种有机溶剂(例如适用于CIJ打印机的溶剂,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;
-和/或,表面104、110(相应地,204、210)可以具有介于0.4微米至0.8微米之间的粗糙度,这有利于系统在相对于彼此移动的表面之间的水密性。
在上述示例中,一个或多个内部通道112、1121、1122、2121至2123平行于表面110延伸并且形成在所述第二部分的内部(其不出现在所述第二部分的表面110中)。
根据本发明的分配器100、100’、100”、200中的所述一个或多个内部通道提供了避免与装置的第一部分102的表面104接触的表面上的任何边缘的优点;事实上,污垢和/或墨会沉积在这些边缘处并变干,这会造成两个接触表面104、110的密封性问题。内部通道可以通过溶剂流来清洁。
在上述示例中,管道106、1061至1065、206、2061至2064和/或通道112、1121至1122、2121至2123中的任一个可以具有高达2毫米或更大的直径,从而实现高达10升/小时或15升/小时或者甚至更大(例如,20升/小时或100升/小时)的重要流速。一些电磁阀与这样的流速兼容,但是这些电磁阀体积大、重且昂贵。
在上述示例中,装置的第二部分108包括平行于表面110或110’的至少一个内部通道,流体可以在该内部通道中流动。
图15A至图15B示出了根据本发明的液压分配器与主体或歧管150的组装步骤。
驱动部分140具有两个平行的表面140’和140”。该驱动部分140包括分布在所述表面中的一个表面140’上的柱141,以穿透到第二部分108的孔121中。
所述驱动部分140的另一主表面140”包括驱动轴143s。
当装置被组装并容纳在主体或歧管150的孔151中时(图15C),压力弹簧131压在液压分配器的驱动部分上,所述弹簧被压缩在所述驱动部分143与主体150的端板152之间,该端板152封闭孔151。驱动轴143s通过中心孔152h穿过板152。马达(图中未示出),例如电动马达或液压马达或气动马达,可以旋转地驱动轴143s和第二部分108,以改变通道112相对于第一部分的位置,从而改变分配器的流体连通,例如如图7A和图7B所示。
从上文的描述可以理解,根据本发明的液压分配器(特别是用于喷墨打印机的液压分配器)可以包括:
-包括至少一个第一平面表面104、204的第一部分102、202,包括至少一个第二平面表面110、210的第二部分108、208,两个平面表面彼此摩擦接触;
-位于所述第一部分中的至少一个第一导管106、1061至1066,每个第一导管在所述第一平面表面中包括第一开口;
-至少一个通道1121至1124、2121至2123,所述至少一个通道在所述第二部分108、208中延伸,以在基本上平行于所述第二平面表面的方向上引导流体;
-位于所述部分之一中的至少一个第二导管,所述第二导管在所述第一平面表面或所述第二平面表面或所述至少一个通道中包括第二开口。
该液压分配器还可以包括装置122、127,该装置122、127用于使两个部分相对于彼此移动,使得:
*在第一位置,至少第一开口和第二开口两者通向所述至少一个通道,并且通过所述至少一个通道进行连接;
*以及,在第二位置,所述第一开口和第二开口中的一个不通向所述至少一个通道,并且不通过所述至少一个通道进行连接。
用于使所述液压分配器的两个部分相对于彼此移动的所述装置(例如马达)可以实现下述移动:
-沿着平行于所述第一平面表面和所述第二平面表面的轴线平移;
-或者围绕垂直于所述第一平面表面和所述第二平面表面两者的轴线圆形地移动;例如,所述装置包括沿着所述轴线延伸的旋转轴。所述轴的一个端部可插入在所述第二部分的孔中;在特定实施例中,所述轴和所述孔中的每一个均可以包括平坦表面,该平坦表面平行于所述轴线延伸,并且彼此配合以使所述轴和所述第二部分两者旋转。
在圆形实施例和平移实施例中,可以使用例如为弹簧的装置来使所述第一平面表面和所述第二平面表面压靠彼此。
所述第一部分可以例如包括n个导管,例如至少2个或3个导管,每个导管在所述第一平面表面中包括开口;对于n=3,所述第二部分中的至少一个通道可以在相对于第一部分的第一位置将所述至少三个导管中的第一对导管连接,并且在相对于第一部分的第二位置将所述至少三个导管中的另一对导管连接。
所述第二部分可以包括多个通道,该多个通道平行于所述第二平面表面延伸,以在基本上平行于所述第二平面表面的至少两个不同方向上引导流体。
根据本发明的用于操作液压分配器的方法可以包括使两个部分在所述第一位置与所述第二位置之间相对于彼此移动,使得:
*在所述第一位置,第一开口和第二开口通向所述至少一个通道,并且流体(例如墨和/或溶剂)从所述开口中的一个开口流至通道,然后流至所述开口中的另一个开口;
*以及,在所述第二位置,所述第一开口和第二开口中的一个不通向所述至少一个通道,并且没有流体从所述开口中的一个开口流至另一个开口。
根据本发明的液压分配器适用于包括单喷嘴或多喷嘴喷墨打印头的打印机,如EP17186002的图1和图17所示。
根据本发明的液压分配器可以在CIJ打印机(例如图29所示并在下文进行评述的CIJ打印机)的流体回路的任何零件中实施,以替换任何已知的阀,特别是任何电磁阀。
特别地,根据本发明的液压分配器可以位于任何泵(例如图29的泵324h)的上游,该泵从墨罐680或从墨盒682或从溶剂罐或溶剂盒684泵送墨或溶剂,该墨或溶剂将被输送至CIJ打印机的主罐或打印头800。
可替代地,根据本发明的液压分配器可以位于泵送墨或溶剂的任何泵的下游,在所述泵中流通的流体的压力高达数巴,例如3巴或5巴。
根据本发明的液压分配器可以被操作以引导流体(例如喷墨打印机的墨和/或溶剂)的下述流动:
-从至少一个管道或入口管道,
-然后可能通过类似于通道112、212的通道,从而部分平行于表面110或110’流动;
-然后至少通过另一个管道或出口管道。
流体流速可以介于1升/小时或5升/小时至10升/小时或15升/小时之间或者甚至更高,例如20升/小时或100升/小时。
在根据本发明的液压分配器中流通的流体的压力可以高于1巴或2巴,并且高达数巴,例如小于3巴或5巴或者甚至10巴。
所述流体可以由CIJ打印机的墨回路的泵来泵送。
根据本发明的液压分配器的部分108、208通过根据本发明的工艺制造。部分102、202可以通过根据本发明的工艺制造。
平坦表面110、210是流体连接区域,并且包括一个流体入口1011以及一个流体出口1012。如从图5E中可以看出,第一管道112a在入口1011与所述内部通道112、212的入口之间延伸,第二管道112b在所述内部通道112的出口与出口1012之间延伸。
如下所述,根据本发明的液压分配器的至少一部分108、208的制造工艺可以包括3D打印工艺。
优选地:
-表面110、210具有小于1微米或者甚至介于0.4微米至0.8微米之间的粗糙度;
-和/或,管道和内部通道112、112a、112b、212中的一个或多个的至少一部分的内表面具有小于10微米或小于5微米的粗糙度。
如果3D打印工艺没有获得所需的粗糙度,则可以实施另外的光滑化步骤(机械和/或化学)。
图15A至图15C所示的主体或歧管150本身可以根据本发明来制造。图16A至图16D示出了该主体或歧管,图17示出了流经所述主体或歧管的流体的示意图。
液压分配器、例如根据图5A至图13B中任一个的旋转分配器(在图16A至图16D中未示出)可以使流体入口155(相应地,157)通过出口159(相应地,161)连接至流体出口154。三个入口159、160、161中的每一个对应于出口106中的一个(参见图5C),管道112将这些出口106中的两个连接至所述三个入口中的两个,这取决于第二部分108的位置。
流体入口153’连接至流体出口153,因为在主体150中设置贯通管道比通过柔性管道连接墨回路的相应入口/出口更方便。
在此,针对三个入口159至161来表示主体150。在变型中,主体150在表面164上具有两个入口,或者具有三个以上的入口,这些入口连接至主体150内部的合适的管道和相应的出口。
由于其沿着ZZ’轴线的细长形状,该主体可以将位于基本上垂直于所述轴线的表面164上的一个或多个流体入口连接至侧向地定位在例如装置的面或侧部164’(基本上平行于所述轴线)上的出口。所述主体的一个或多个导管可以具有弯曲形状,以引导流体从基本上平行(相应地,垂直)于所述轴线ZZ’的方向流至基本上垂直(相应地,平行)于所述轴线ZZ’的方向。
主体150通过如下所述的增材工艺制造。
根据图5A至图13B中任一个的液压分配器的第二部分施加到接触表面164上,该接触表面164的粗糙度优选地小于10微米,更优选地小于5微米。优选地,与该主体150的入口和出口连接的每个管道具有小于10微米的内部粗糙度。
主体或分配器150包括多个流体连接区域或表面164、164’等,这些流体连接区域或表面164、164’在不同的平面中延伸,从而能够将每个区域上的主体或歧管连接至CIJ打印机的墨回路的不同零件或部件,例如图29所示的零件或部件。
例如,多个流体连接区域或表面164、164’使得能够连接至液压分配器100和墨回路的其他部分,例如连接至泵模块350(参见下文的图29的描述)、连接至流体回路的一部分(参见图29中的管道710、711的连接)、以及连接至另一模块731(如下文描述)。
优选地:
-区域或表面164、164’等(其是流体连接区域)足够光滑,使得密封装置(例如垫圈)可以施加并压靠在这些区域或表面164、164’中的任何一个上,以与另一流体部件或元件(例如液压分配器100)形成密封组件;这意味着这些区域优选地具有小于10微米或者甚至小于5微米的粗糙度;
-和/或,主体或分配器150内部的管道和通道中的一个或多个的至少一部分的内表面的粗糙度小于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。
如果3D打印工艺(参见下文)没有获得所需的粗糙度,则可以实施另外的光滑化步骤(机械和/或化学),如下文解释的。
图16A至图17中所示的主体或歧管150的管道中的一个或多个可以是笔直的,而该歧管的管道中的一个或多个可以具有弯曲部段或部分,从而避免了锐角和上述问题。这种弯曲部段或部分在包含流动方向或流动切线的至少一个平面中具有非零的曲率半径(例如,至少0.5毫米);这种弯曲部段或部分允许液体流动,而不会因锐角而造成压力损失。优选地,根据本发明的主体或歧管150的管道不具有锐角。由于不具有尖锐边缘,因此弯曲部段或部分使得更多的管道能够相交,因此有助于紧凑的装置,具有较小的压力损失,并且墨或墨颜料不可能在墨流上形成残余固体生长。
图16A至图17所示的管道嵌入在形成部件或流体歧管150的材料块或材料片中。可替代地,部件或流体歧管150可以如图1至图2C、图3的装置那样制成,没有材料接合管道的壁,在这种情况下,不存在完整的前后平行侧,而是如图1和图2A所示的由端部部件形成的流体连接区域。一个或多个薄壁或连接构件(诸如梁或连杆)可以在必要时连接管道,以实现所需的机械稳定性。在该实施例中,每个管道的壁的厚度介于1毫米至10毫米之间,例如介于3毫米至5毫米之间,这取决于部件的材料(例如塑料或金属)和部件所需的机械刚度,特别是关于流体压力(例如高达10巴)。
在至少两个零件(例如两个管道)之间不存在材料的该部件的实施例特别令人感兴趣,这是因为与它们相关联的优点,特别是制造它们所需的有限量的原材料、以及部件和它们结合在其中的打印机的有限重量。如上文已经解释的,不同零件之间不存在无用的物质,并且只制造功能零件,这节省了通常位于管道之间的所有材料。
CIJ打印机的打印头可以包括一个或多个根据本发明的零件。
图18和图19A至图19B示出了根据本发明的打印头800的实施例的示例。
该打印头包括支撑基座220,该支撑基座220结合了根据本发明的歧管,或者所述歧管嵌入在该支撑基座220中。
所述支撑基座可以支撑一个或多个单独的部件,如电磁阀单元224、墨滴生成单元228、以及带电和偏转电极230。墨滴生成单元228包括激励主体和喷嘴,墨滴通过喷嘴进行喷射。
电磁阀单元224可以安装在电磁阀支撑件222上。墨滴生成单元以及带电和偏转电极两者均可以安装在墨滴生成器和电极支撑件226上。电磁阀支撑件222以及墨滴生成器和电极支撑件226两者均可以例如通过拧紧而固定或紧固在打印头的支撑基座220的上表面或前表面221上。电磁阀支撑件以及墨滴生成器和电极支撑件两者均位于支撑基座220的侧向边缘220a、220b之间。可替代地,支撑基座220和电磁阀支撑件222和/或墨滴生成器和电极支撑件226形成单个块体(或者整体式或一体式结构),并通过增材打印形成在一起。
通常,打印头被罩部(图中未示出)覆盖,使得用户无法容易地接近电极和高压部分。
基座220在所述上表面或前表面221与下表面或后表面223之间延伸。该基座包括流体导管网络,用于使流体(墨和/或溶剂)流通至墨滴生成器,并使流体从墨回收檐槽返回。
所述网络包括至少一个或多个用于使墨流通的导管、一个或多个用于使溶剂流通的导管、以及一个或多个用于使从所述打印头回收的墨流通回到CIJ打印机的墨回路的导管。
如从图19A中可以看出,基座220包括:
-用于流体连接的多个通孔243、245,用于将一种或多种流体从上表面或前表面221引入基座内部的网络的所述导管中的一个或多个中,并用于从导管的所述网络中回收一种或多种流体;这些孔243、245所位于的上表面或前表面221的区域257形成流体连接区域:实际上,柔性电缆向打印头提供流体(墨和溶剂)和电力,并回收在回路中再循环的墨,并且区域257用于将该电缆流体连接至打印头;
-多个通孔249、253,用于将一种或多种流体从所述网络的一个或多个导管(位于或嵌入所述主体220的内部)引入一个或多个阀(位于上表面或前表面221上)中,并从所述一个或多个阀引入所述导管中的一个或多个中。形成这些孔的区域也是流体连接区域;
-至少一个孔226a,用于回收下述墨:所述墨不用于打印,并在所述网络的一个导管(也位于或嵌入所述主体220的内部)中再循环,可能进入一个或多个阀(位于上表面或前表面221上)中,并从所述一个或多个阀进入所述导管中的一个,返回到打印机的墨回路。形成该孔226a的区域也是流体连接区域。
图19A示出了:
-用于使溶剂从入口243中的一个开口(图19)流通至一个或多个阀(位于上表面或前表面221上)的导管225;另一个导管227用于使流体(特别是所述溶剂)从所述阀流通至墨滴生成单元228;
-用于使墨从入口243中的一个入口(图19)流通至所述阀中的一个或多个阀的导管229,所述墨通过导管227从所述阀的一个或多个阀流通至墨滴生成单元228;
-用于使墨从回收檐槽返回至所述阀中的一个或多个阀的导管239、以及用于使所述墨从所述阀中的一个或多个阀返回至出口245中的一个出口的导管235。
管道的网络还可以包括:
-用于使空气从入口243中的一个入口流通至打印头的导管241;
-和/或,一个或多个导管233、237,用于使墨从墨滴生成单元228回收回到出口245中的一个出口(可能通过一个或多个阀);这使得能够对墨回路进行进一步清洁。
图19B示出了基座220与支撑件222和226的组件。附图标记226a至226d是与所述基座220的通孔相对应的开口,至少用于从檐槽(开口226a)回收墨,并用于将墨和溶剂(226d)从导管227注入墨滴生成单元228;可以包括开口,用于注入空气(226b)和/或用于将墨(226c)从墨滴生成单元228回收回到导管237。
贯通连接器220a(图18)用于电连接,以向激励主体、带电电极和偏转电极供电。
根据本发明,通过增材制造技术制造所述支撑基座220。在特定实施例中,所述基板和所述电磁阀支撑件主体和/或墨滴发生器主体通过相同的增材制造技术制造,区域257仍为流体连接区域,以将打印机的柔性供应电缆连接至打印头。
基座内部的网络的管道位于同一平面中。打印头,特别是所述管道,可以具有上文已经结合其他实施例描述的特征中的一个或多个。特别地:
-流体连接区域257优选地足够光滑,使得柔性电缆的端部可以流体密封地连接至该区域:例如,密封装置(例如垫圈)可以施加并压靠在所述区域上,以与柔性电缆形成密封组件;这意味着这些区域优选地具有小于10微米或者甚至小于5微米的粗糙度;
-和/或,基座220内部的网络的管道和通道中的一个或多个的至少一部分的内表面的粗糙度小于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。
如果3D打印工艺(参见下文)没有获得所需的粗糙度,则可以实施另外的光滑化步骤(机械和/或化学),如下文解释的。
图18中所示的基座220的网络的管道中的一个或多个可以是笔直的,而该歧管的管道中的一个或多个可以具有弯曲部段或部分,从而避免了锐角和上述问题。这种弯曲部段或部分在网络的平面中具有非零的曲率半径(例如至少0.5毫米),这允许液体流动,而不会因锐角而造成压力损失。优选地,所述管道不具有锐角。弯曲部段或部分有助于紧凑的装置,具有较小的压力损失,并且墨或墨颜料不可能在墨流上形成残余固体生长。
根据本发明的打印头可以与CIJ打印机结合使用,例如如图29所示。
从上文的描述可以理解,根据本发明的歧管(特别是用于喷墨打印机的打印头的歧管)可以位于或者可以嵌入所述打印头的基座或后壁中,并且包括多个管道,例如:
-用于向打印头(特别是向至少一个墨滴生成器)供应墨和/或溶剂的至少一个管道;
-以及用于从檐槽中回收未打印的墨的至少一个管道。
所述歧管还可以包括上文结合图18至图19B所解释的特征。
根据本发明的流体部件的另一示例是流体连接器300,如图20A所示,也在图20B至图20D的泵模块350的应用中解释。
该流体连接器300包括:
-两个彼此平行的导管或管道302、304,每个导管或管道302、304将入口(诸如入口322、324)和相应的出口(诸如出口322a、324a)连接;
-一个或多个连接装置303、305,用于将相对于彼此固定的两个导管302、304连接;
-两个端部部件321、323,每个端部部件具有形成流体连接区域的端部表面,入口322(相应地,324)和出口324a(相应地,322a)通向该流体连接区域。
每个导管可以具有弯曲部,以在流体从连接器的入口322(相应地,324)流至出口322a(相应地,324a)时引导该流体;导管302可用于引导从CIJ打印机的流体回路流入所述流体回路的另一流体部件(例如泵)的流体,所述流体从入口322流通至出口322a,然后进入另一流体部件;导管304可用于引导流出所述另一流体部件(例如所述泵)的流体,所述流体从入口324流通至出口324a,然后进入CIJ打印机的流体回路。
如从图20A中可以看出,每个入口/出口表面具有一个或多个凹部,以接收一个或多个密封装置,例如一个或多个垫圈。
所述流体连接器还可以包括一个或多个对准构件325(例如,一个或多个销或杆或嵌片),该一个或多个对准构件325被适配成装配到相应的槽或孔中,以相对于其集成的模块定位连接器,例如如图20B至图20D所示(在变型中,一个或多个对准构件325位于模块中,并且相应的槽或孔位于连接器中)。
连接器300及其导管或管道可以具有上文已经结合其他实施例描述的特征中的一个或多个。特别地:
-入口322、324和出口324a、322a中的一个或多个优选地足够光滑,使得密封装置(例如一个或多个垫圈)可以施加并压靠在其上,以与另一个部件或管道形成一个或多个密封组件;这意味着这些区域优选地具有小于10微米或者甚至小于5微米的粗糙度;
-和/或,管道302、304的至少一部分的内表面的粗糙度小于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所述内表面,在所述内表面,这些颜料可以在墨流上形成残余固体生长。
如果3D打印工艺(参见下文)没有获得所需的粗糙度,则可以实施另外的光滑化步骤(机械和/或化学),如下文解释的。
如图20A所示,管道302、304中的一个或多个可以是笔直的,而该歧管的所述管道中的一个或多个可以具有弯曲部段或部分,从而避免了锐角和上述问题。这种弯曲部段或部分在网络的平面中具有非零的曲率半径(例如至少0.5毫米),这允许液体流动,而不会因锐角而造成压力损失。优选地,所述管道不具有锐角。弯曲部段或部分有助于紧凑的装置,具有较小的压力损失,并且墨或墨颜料不可能在墨流上形成残余固体生长。
图20B示出了泵模块(或墨压力泵模块)350的示例。该泵模块包括外壳或支撑件332,可能包括前侧或盖子333;所述模块包括流体入口334和流体出口336;在模块或其外壳的内部,至少泵342的液压部分342h连接至所述流体入口和所述流体出口。如图20B所示:
-泵342的马达321可以位于泵模块的外部,因为该马达是鲁棒且坚固的;在这种情况下,泵的将马达和液压部分连接的轴345延伸穿过泵模块350的盖子333,只有泵的液压部分被包含在外壳332中;在变型中,包括其液压部分和其马达的泵完全容纳在泵模块中;
-泵入口343和泵出口340可以通过管道344、326直接连接至流体入口334和流体出口336,流体从所述流体入口334流通至所述泵340,然后从所述泵340流通至所述流体出口326;优选地,在流体入口334与泵入口343之间以及在流体出口336与泵出口340之间不存在其他流体元件。
图20B所示的泵包括液压部分342h、马达327、以及将所述液压部分342h和所述马达342联接的轴345;泵可以是磁性类型的。这种磁力泵包括壳部(该壳部的一部分在图20D中以342m标记),该壳部包含液压部分或叶轮,该液压部分或叶轮联接至带有内磁环的轴;在壳部的外部,外磁环安装在驱动轴上,并通过壳部磁耦合至内磁环。马达可以旋转地驱动该驱动轴和外磁环;反过来,由于磁耦合,外磁环旋转地驱动内磁环和叶轮。在磁力泵的情况下,图20B的轴345是驱动轴,叶轮及其轴被容纳在外壳332中。
CIJ打印机(例如图29的CIJ打印机)的墨回路可以具有接收部分或区或接口,以接收泵模块并将该泵模块连接至打印机的液压回路。所述接收部分或区或接口具有对应于流体出口336的至少一个流体入口以及对应于所述泵单块组件的流体入口334的至少一个流体出口,使得流体可以从所述接口出口流入所述第一单块组件,然后从所述第一单块组件流出至所述接口入口。
图20B至图20D示出了泵模块(或墨压力泵模块)350的实施例,其中,泵342的马达327位于泵模块的外部。泵的液压部分342h保持在前盖333与后盖333’之间,该后盖333’可以拆卸,如图20D所示。在拆卸后盖333’之后,可以容易地移除泵的液压部分342h。附图标记342m例如是泵的外磁部,该外磁部位于外壳332的外部。
如图20C所示,泵模块的外壳的后侧没有完全封闭,使得泵342(或泵的被包含在外壳332中的部分)可以被周围大气中的空气冷却。
外壳可以设置有槽或开口360,以促进泵周围的空气流通。
墨回路具有接收部分或区或接口,以接收该模块,该模块可以例如通过一个或多个螺钉、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安装在所述接收部分或区或接口上并从所述接收部分或区或接口上拆卸。孔332h1、332h2、332h3在图20D中可见,以容纳螺钉332s1、332s2、332s3,一个螺钉头332s’3在图20C中可见。
如从图20D可以理解,图20A所示的流体连接器300可用于将图20B的泵的入口/出口343/340连接至外壳的入口/出口334/336。
泵模块350可在连续喷墨打印机中使用,例如如图29所示。
根据本发明的流体部件的另一示例是激励主体400,如图21A至图21B所示。
该激励主体可与压电部件或致动器结合使用,以生成墨滴或射流。
该激励主体包括两个侧向壁402、404、后壁406和底壁408。
底壁包括凹部410,以接收压电部件或致动器(图中未示出)。
该示例的激励主体包括多个管道412、413、414、415,其中,流体可以从流体供应网络流通至激励室421,并且从所述激励室流通回到所述流体供应网络。流体流动由图21A和图21B中的箭头表示。管道412、414位于底壁408中,或者可以从所述壁突出。
后壁406的外表面形成流体连接表面,该流体连接表面包括两个孔411、417,流体可以流经这两个孔,并且这两个孔可以连接至流体歧管(例如上文结合图18至图19B公开的类型的流体歧管)。
激励主体400可在结合图18至图19B公开的打印头800的墨滴生成单元228中使用。
激励主体400(包括其导管或管道)可以具有上文已经结合其他实施例描述的特征中的一个或多个。特别地:
-入口411和/或出口417优选地足够光滑,使得其可以施加并压靠在另一流体部件上,例如墨滴生成器和电极支支撑件226的顶表面或支撑件220的上表面221(参见图18至图19B),以形成密封组件(可能借助于密封装置,例如一个或多个垫圈);这意味着这些区域优选地具有小于10微米或者甚至小于5微米的粗糙度;
-和/或,管道412、413、414、415的至少一部分的内表面的粗糙度小于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所述内表面,在所述内表面,这些颜料可以在墨流上形成残余固体生长。
如果3D打印工艺(参见下文)没有获得所需的粗糙度,则可以实施另外的光滑化步骤(机械和/或化学),如下文解释的。
如图21A所示,管道412、413、414、415中的一个或多个可以是笔直的,而该歧管的所述管道中的一个或多个可以具有弯曲部段或部分,从而避免了锐角和上述问题。这种弯曲部段或部分在网络的平面中具有非零(且有限)的曲率半径(例如至少0.5毫米),这允许液体流动,而不会因锐角而造成压力损失。优选地,所述管道不具有锐角。弯曲部段或部分有助于紧凑的装置,具有较小的压力损失,并且墨或墨颜料不可能在墨流上形成残余固体生长。
根据本发明的流体部件的另一示例是阻尼器500,图22A至图27示出了该阻尼器500的各种实施例。
图22A和图22B是根据本发明的阻尼器510的第一实施例的截面。
该阻尼器包括由第一侧向壁522和上壁524界定的腔室506,并且在形成流体连接区域的表面513中还包括流体入口511和流体出口512。流体连接器511c和513c被定位成抵靠所述流体连接区域513并位于相应的管道中。所述流体连接区域和/或一个或两个管道的至少一部分可以具有根据本发明的部件的粗糙度(这也适用于下述阻尼器的其他实施例):
-流体连接区域优选地具有小于10微米或者甚至小于5微米的粗糙度;
-和/或,管道中的至少一个管道的至少一部分的内表面的粗糙度小于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。所述腔室506具有由侧向壁522限定的内直径。第一部分或上部部分521形成帽或盖子,该第一部分或上部部分521的内壁形成侧向壁522和上壁524;在本说明书的其余部分中,装置的这一部分也可以被称为“第一部分521”。界定所述腔室的壁的至少一部分可以具有上述管道的粗糙度(Ra),这也适用于下述阻尼器的其他实施例。
该阻尼器还可以包括由第二侧向壁526和底壁528界定的第二腔室508;所述第二腔室508可以填充有空气(或任何其他气体)或者与阻尼器外部的大气连通,例如通过形成帽或盖子541的第二部分或下部部分中的一个或多个孔545;在本说明书的其余部分中,装置的这一部分也可以被称为“第二部分541”。
阻尼元件包括柔性膜514;该柔性膜的尺寸(特别是膜与腔室506中的流体接触的表面)根据在CIJ打印机中必须阻尼的压力变化来计算。膜可以具有可变的不同外观和/或厚度。该膜的厚度例如介于0.5毫米至2毫米或3毫米之间。根据一个示例,膜是平坦的。
膜与阻尼器的其余部分通过增材打印形成;该膜将两个腔室506、508分开。
根据本发明的阻尼器优选地围绕轴线XX’旋转对称,当膜静止时,轴线XX’基本上垂直于膜。特别地,所述流体接收腔室和/或其上部部分521,和/或膜和/或所述第二腔室和/或其下部部分541优选地围绕所述轴线XX’旋转对称。
由于阻尼器是通过增材打印制造的,因此阻尼器内部不存在密封构件来确保不同部分之间以及流体接收部分506与阻尼器外部之间的密封。
图22B示出了在第一流体接收部分506中的压力变化(例如数巴)的影响下,图22A所示的装置的膜524在第二腔室508中变形,在该第二腔室508中,该膜524不与底壁528接触。膜524的变形优选地基于弯矩是线性和弹性的,恢复力由弯矩提供(相对于EP2484527的差异,在EP2484527中,恢复力由张力产生)。
如图22C所示,图22A的结构的变型类似于图22A,但是不包括第二部分541。膜514和第一部分521形成腔室506。图22A和图22B的第二腔室508的优点是,如果膜爆炸或撕裂,则该第二腔室508保护膜和外部大气。
图23A是根据本发明的阻尼器520的第二实施例的截面,图23B示出了该第二实施例的阻尼元件。
阻尼器520具有与第一实施例相同的总体结构。
该阻尼器520包括阻尼元件544,该阻尼元件544包括平坦部分或膜532;例如,该平坦部分或膜532的厚度介于2毫米至5毫米或10毫米之间。厚度低于2毫米以塑造后表面通常与高达3巴或4巴的压力不兼容,这在连续喷墨打印机的领域中是常见的。
阻尼元件544还包括阻尼环或阻尼柱536、538、540,这些阻尼环或阻尼柱536、538、540从所述平坦部分或膜532突出,并且可以支承在下表面528上,从而在不损害膜的柔性的情况下阻尼压力变化。这些阻尼环或阻尼柱沿着以膜532的中心为中心的圆设置。在图23A和图23B中,示出了两个环和一个中心柱,但是其他实施例可以仅包括两个环534、536或一个环(例如环536)和一个中心柱540;可替代地,一个或多个环可以由一系列按照圆对准的柱代替;这种变型在图23D中示出,图23D是从包括阻尼柱的阻尼器表面上方观察的视图:该阻尼器包括两个系列的柱561、541,每个系列沿着以膜532的中心为中心的圆设置。
阻尼构件544形成流体接收部分506和第二腔室528的密封分隔部。
正如在前面的实施例中一样,在流体接收部分506与第二腔室508之间以及在流体接收部分506与阻尼器外部之间不需要任何密封。密封是由膜本身形成的。
图23C示出了第一流体接收腔室506中的压力变化(例如数巴)使图23A和图23B所示的装置的阻尼膜544以及支承在下表面528上的阻尼环或阻尼柱536、538、540变形,从而确保了压力变化的阻尼效果。对于根据图23D的阻尼构件544,获得了相同或相似的效果。
根据本发明的阻尼器不需要任何夹持或紧固装置。
在另一实施例中,如图24和图25所示,两个部分521、541中的一个比另一个大,两个部分都以相同的3D打印工艺制造。
在图24中,第二部分504具有延伸到第一部分521外部的侧向壁410。第二部分还可以包括环形冠部543,该环形冠部界定出腔室508并支撑膜514的侧向侧。该实施例还可以用结合图23A至图23D公开的阻尼元件来实施(第二部分不包括内部环形冠部543)。
可替代地,如图25所示,第一部分521具有延伸到第二部分504外部的侧向壁210。该实施例也可以用结合图23A至图23D公开的阻尼元件来实施。
根据本发明的阻尼器具有高达10%或者甚至1%的阻尼系数:例如,可以将3巴的压力变化阻尼至0.3巴或者甚至0.03巴。根据本发明的阻尼器的流体接收腔室可以具有小的高度(膜514的上表面与上壁524之间的距离),例如介于1毫米至5毫米之间,从而导致流体接收部分506具有小的体积,例如介于50立方毫米至104立方毫米之间。阻尼器的效率不受这种小的体积的影响,阻尼效率由膜与流体接收部分接触的表面产生,而不是由流体接收部分的体积产生。但是,流体接收部分可以被优化以使流体压降(所谓的液压阻力)最小化。例如介于50立方毫米至104立方毫米之间的体积实现这种优化,因为入口510与出口512之间的流动横截面仍然重要,因此流体流和液压阻力可以足够小。
可替代地,根据本发明的阻尼器的另一变型如图26A所示,并且包括两个彼此平行的圆形平板膜5141、5142(或柔性板),从而界定出流体接收部分或腔室506。阻尼器设置有流体入口510和流体出口520。每个膜5141、5142
-具有例如介于10毫米或20毫米至40毫米或50毫米之间的直径;
-和/或,具有例如介于0.5毫米至2毫米或3毫米之间的厚度。
流体接收部分506具有:
-小的高度(静止的两个膜之间的距离),例如介于1毫米至5毫米之间;
-和/或,小的体积,例如介于50立方毫米至104立方毫米之间。
每个膜5141、5142将接收部分506与第二腔室508、508’分开,该第二腔室508、508’由与上文已经结合图22A或图22B描述的盖部分541相似或相同的盖部分541、541’界定。
图26A的结构的变型不包括盖部分541、541’。流体接收腔室由膜5141、5142封闭,装置可以在不具有第二腔室508、508’的情况下工作。图26A的每个第二腔室508、508’的优点在于,如果其中一个膜爆炸或撕裂,则该第二腔室508、508’保护膜和外部大气。
由于3D制造工艺,因此装置的不同零件不需要组装和夹持或紧固在一起。
图26B示出了图26A所示的装置的每个阻尼膜5141、5142在流体接收腔室506中的压力变化(例如数巴)下变形;这种变形确保了压力变化的阻尼效果。
可替代地,该实施例可以用结合图23A至图23D公开的阻尼元件来实施,每个阻尼元件包括阻尼环或阻尼柱536、538、540,这些阻尼环或阻尼柱536、538、540可以支承在表面528、528’上,并且用于阻尼压力变化。该阻尼元件形成流体接收部分506与第二腔室508、508’之一的分隔部。每个膜的直径和/或厚度可以是上文已经结合图22A至图25提到的直径和/或厚度。
通过串联地实施根据本发明的两个阻尼器5101、5102可以加强阻尼效果,如图27所示,在流至打印头之前,流体流通通过第一阻尼器5101,然后通过第二阻尼器5102(两个阻尼器通过管道525进行连接)。每个阻尼器5101、5102可以是根据本发明的任何实施例的阻尼器。附图标记551和552表示进入第一阻尼器和第二阻尼器的入口管道,附图标记553是离开所述第二阻尼器的出口管道。
根据本发明的阻尼器的任何实施例均可以在CIJ打印机的墨回路中实施,该CIJ打印机包括用于泵送墨的齿轮泵;这种泵的压力变化在2巴至5巴或者3巴至4巴的范围内;可替代地,可以实施隔膜泵,该隔膜泵的压力变化在100毫巴至500毫巴的范围内。这两种压力变化都可以通过根据本发明的阻尼器有效地阻尼,压力变化被阻尼至介于上述范围的1%至10%之间的系数。
根据本发明并如上所述的用于连续喷墨打印机的阻尼器包括:流体接收腔室506,该流体接收腔室506至少包括侧向壁522、流体入口511c和流体出口512c;以及至少一个膜514、5141、5142、532、540,所述膜在压力变化的影响下变形。
在特定实施例中,该阻尼器可以包括第二腔室508、508’、528,所述膜位于所述流体接收腔室与所述第二腔室之间。
如上所述,膜的两侧可以是平坦的,或者可以具有厚度可变的复杂形状。可替代地,如果阻尼器包括第二腔室,则所述膜朝向所述第二腔室的一侧还可以包括从所述膜突出的阻尼装置534、536、541、561。
根据本发明的阻尼器可以是圆柱形的,沿着轴线XX’延伸。
在特定实施例中,根据本发明的阻尼器可以包括:
-第二膜5142,所述侧向壁和所述流体接收腔室506设置在两个膜之间;
-或,上壁524,所述流体接收腔室506设置在所述上壁与所述膜之间。
连续喷墨打印机的流体回路可以包括第一导管551、第二导管552以及至少一个根据本发明的阻尼器,所述第一导管连接至所述流体入口,所述第二导管连接至所述至少一个阻尼器的所述流体出口。所述流体回路可以包括例如也根据本发明的第二阻尼器5102,所述第二导管连接至所述第二阻尼器的流体入口,第三导管553连接至所述第二阻尼器的流体出口。
连续喷墨打印机的流体回路还可以包括储存器和泵(例如齿轮泵或隔膜泵),该泵连接至所述第一导管的入口,所述第二导管连接至打印头。
用于阻尼连续单喷墨打印机的流体回路中的压力变化(例如介于2巴至5巴之间)的方法可以包括使所述流体在根据本发明的至少一个阻尼器中流通,所述压力变化使所述至少一个膜变形,从而阻尼所述压力变化。
根据本发明的阻尼器适用于包括单喷嘴或多喷嘴喷墨打印头的连续喷墨(CIJ)打印机,如EP 17186002的图1和图17所示。
根据本发明的阻尼器连接在CIJ打印机的流体回路(例如连接储存器和打印头的回路)的入口导管与出口导管之间。所述回路还包括用于从储存器泵送流体的泵。该流体的压力变化由根据本发明的阻尼器阻尼。
根据上述实施例之一的阻尼器可以在如图29所示的连续喷墨打印机中实施,例如在用于泵送溶剂的泵694的出口处实施。
例如,该阻尼器可以连接至图4B所示的装置的腔室72。该阻尼器可以在相同的3D打印工艺期间与所述装置一起制造。
根据本发明的任何部件或装置或零件的流体连接区域(该区域用于接收流体装置或部件,例如阀)可以具有扩孔,密封装置(例如一个或多个垫圈)可以定位在该扩孔中。优选地,该区域的粗糙度Ra优选地小于10微米或小于5微米或3微米,更优选地小于2微米,例如1.6微米,使得密封装置可以压靠在所述表面上并有效地密封根据本发明的装置和另一流体装置或部件的组件。
如上所述,根据本发明的任何部件或装置或零件的一个或多个管道的内表面或内部表面也可以具有期望的粗糙度,例如小于10微米或小于5微米或3微米,更优选地小于2微米,例如1.6微米。
如下所述,根据本发明的任何部件或装置的管道的任何流体连接区域和/或任何内部表面的粗糙度可以通过选择和准备适当的材料以及部件或装置的制造工艺来获得。
根据本发明的任何部件或装置或零件优选地通过3D打印技术制造,例如以下技术之一:挤出、材料喷射、光聚合和粉末床熔融。这些技术例如在N.Shahrubudina等人的下述文章中描述:“3D打印技术概述:技术、材料、应用”,第二届可持续材料加工与制造国际会议(SMPM 2019),Procedia Manufacturing 35(2019)1286-1296。
粉末床熔融是目前的优选解决方案,因为它适合工业需求。
在本发明的框架中还可以实施多种其他技术:上述引用的出版物中描述的选择性激光烧结(Selective Laser Sintering,SLS)、选择性热烧结(Selective HeatSintering,SHS)和电子束熔化(Electron Beam Melting,EBM)或其他技术,诸如类似于选择性激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)的直接金属激光烧结(Direct MetalLaser Sintering,DMLS)。混合技术也是可用的;这些混合技术结合了粉末床熔融和粘合剂喷射,诸如由2D印刷技术辅助的粉末床选择性吸热。
3D打印技术利用待制造部件的计算机辅助设计模型的数据,其生成部件的3D模型的文件580(图28A),或者所述部件的3D模型的已经存在的数据文件580已经是可用的。所述文件580的所述数据由计算机582读取,该计算机582适于相应地控制3D打印机584。
在计算机582的控制下,所选的材料通过3D打印机的一个或多个喷嘴585在支撑件586上由所述3D打印机584逐层5881至588n(图28B,n为任意整数)地沉积。每层5881、5882、……、588n具有例如介于5微米或20微米至300微米或500微米之间的厚度,以实现所需的粗糙度;可替代地,所述3D打印工艺可以用使一个或多个管道的至少一个流体连接区域和/或内表面的至少一部分光滑化的附加步骤来补充。图28A至图28C的3D打印工艺在基材586上执行,该基材586可以相对于材料流587或多或少倾斜:在图28A中,基材286是水平的,但是该基材286可以倾斜至相对于水平位置形成角度α(例如:0°<α<45°)的另一个位置586’,尽管打印仍然是“水平地”执行的,如从图28C可以理解的,在该另一个位置586’,沉积的层置于支撑件593上。
在这两种情况下,一个表面(例如通过3D打印沉积的一系列层5881至588n或588’1至588’n的顶表面590(特别是通过挤出工艺)或底表面590’)具有比侧部的其它表面好得多(小得多)的粗糙度,例如比层的堆叠的侧向侧5901、5902、590’1更好的粗糙度。根据基材286的上表面的质量(特别是粗糙度Ra),可以在与所述上表面直接接触的底表面590’处获得最佳的粗糙度Ra。
因此,进行打印时考虑到部件的区域或表面必须比其他零件具有更好的粗糙度。这可以是例如部件20(图2A)的区域40或者部件50(图4A)的区域28或者图5A至图14B的部件的区域110或210或者图23A的部件520的区域513,这些区域或表面中的每一个形成根据本发明的装置的流体连接区域;这种区域优选地足够光滑,使得密封装置(例如垫圈)可以施加在其上,并有效地对该密封装置所在的区域进行密封。所述区域的粗糙度优选地小于10微米或小于5微米或小于3微米,例如1.6微米。
图28D和图28E示出了3D打印工艺的另一示例:该示例实施了构建罐594,在该构建罐中,逐层地收集必须由其制造部件的材料595,例如粉末。激光束597被引导至床595的表面599,以在所述表面上和紧接在所述表面下方的沉积层中产生材料的熔融:如果材料是金属,则这一技术尤其可以实施。可替代地,将粘合剂喷射到所述表面上以组装颗粒:这一技术可以尤其针对塑料材料实施。
当表面599及其紧接下一层中的材料通过激光或粘合剂转化时,另一层材料被添加到床595上,所述另一层材料也被处理。部件按顺序进行制造,该顺序取决于所选的打印技术在特定表面或区域上产生所需粗糙度的能力。例如,图28D所示的工艺能够生成具有特定取向的所述部件的表面,例如具有所需粗糙度的表面596’:在这种情况下,部件被制造成使得表面596’具有图28D所示的取向。根据打印条件,当最终部件如图28E所示般进行定向时,表面596’可以具有更好的粗糙度。如图28D和图28E所示,这些取向中的任一个取向均可以不是水平的。为了使特定区域具有所需的粗糙度Ra,应该为该特定区域选择哪种取向可以通过试错法来测试。
如果通过3D打印获得的部件的区域的粗糙度过高,则可以在3D打印之后对该区域进行进一步处理;例如,该区域可以被机加工或光滑化或研磨,或抛光;替代地或附加地,该区域也可以被化学处理(特别是针对塑料材料),例如在磨料或腐蚀性流体(例如包含刚玉或金刚石颗粒或酸(HCl)的液体)的浴中被化学处理。
在一些情况下,在3D打印工艺之后,一个区域(例如顶表面590或底表面590’)具有期望的粗糙度,但是另一个区域的粗糙度仍然太高;在这种情况下,可以进一步对除区域590、590’以外的一个或多个其它区域进行处理,例如,对这一个或多个其他区域进行机加工或光滑化或研磨、或者抛光。对于如图4A和图4B所示的部件而言,这可能是下述情况:该部件可以被3D打印,使得主要的流体连接区域68(多个电磁阀可以连接在其上)是具有最佳粗糙度的层的堆叠的表面,例如图28A的层590’的底部;如果部件的表面70也必须具有期望的粗糙度,但是条件对该表面不如对表面68有利,则该表面70在3D打印之后的粗糙度可能太高:在这种情况下,可以根据上述方法之一对表面70进行进一步处理。
如下所述,根据本发明的歧管优选地由金属制成,例如不锈钢或陶瓷或塑料。根据材料,可以选择合适的3D打印方法,例如从上述方法列表中选择。对于粉末床3D打印,该材料是在3D打印工艺期间沉积和/或加热的粉末。
为了利用所选择的3D打印技术提供的能力,还考虑了部件的设计。特别地,应该通过流体连接区域中的连接件的数量及其位置来优化流体连接,以便于获得合适的粗糙度。这样,在增材制造期间应当直接获得合适的粗糙度;或者,部件应当被放置或具有使其可以在后处理期间被光滑化的取向。
根据本发明的部件或零件的管道和流体连接区域,或者根据本发明的CIJ打印机的部件或零件的管道和流体连接区域,优选地通过相同的3D打印或增材制造工艺制成。但是,所述整个部件或零件(例如两个管道之间的任何机械连杆)也通过所述工艺制成。
粗糙度可以通过粗糙度测量系统或粗糙度计(实施例如机械触针或光学类型方法)来测量。粗糙度可以用Ra来定义,Ra是沿着长度为Lr的直线的表面轮廓z(x)的算术平均值:
关于粗糙度Ra的定义和可能的测量技术的更多信息可以在下述文献中找到:《现代摩擦学手册》的第二章(“表面粗糙度分析和测量技术”,作者Bharat Bhushan,俄亥俄州立大学),两卷装,第一版本,2000年,CRC出版社,电子书ISBN 9780429126727。
通过任何3D打印工艺获得的粗糙度介于用于3D打印的粉末颗粒的平均直径的1/30至1/2之间。
使用颗粒具有不同直径的金属粉末,本发明人利用粉末床熔融工艺和厚度介于10微米至50微米之间的层获得了以下结果:
-利用介于5微米至15微米之间的平均粒径,获得了粗糙度Ra=10μm的3D打印部件的表面;
-利用介于15微米至63微米之间的平均粒径,获得了粗糙度Ra满足:18μm<Ra<23μm的3D打印部件的表面。
显然,更严格地选择平均粒径,或者选择合适的表面(例如在玻璃基材上接触的较低层)将给出更好的结果以及满足本发明要求的粗糙度。
这同样适用于除金属以外的其他材料。例如,使用平均粒径为50微米的塑料粉末,通过3D打印沉积厚度为80微米的层;在任何另外的抛光步骤之前,所有表面的粗糙度Ra为:18μm<Ra<23μm。
因此,可以根据所需的粗糙度来调整所选的粉末,特别是颗粒的尺寸,特别是为了获得根据本发明的流体连接区域和/或管道内表面的粗糙度。
粉末的密度也可以起作用:致密的粉末更有利于获得较小的粗糙度,特别是在金属粉末的情况下,例如利用粉末床熔融金属技术;因此,建议在3D打印之前对粉末进行致密化。
一个或多个管道592(图28C)也可以在3D打印期间制成:事实上,从上面的描述可以理解,根据本发明的部件可以具有一个或多个管道,一种或多种流体(例如适用于CIJ打印机的墨和/或溶剂)可以在该一个或多个管道中流通。
根据本发明的部件的一个或多个管道可用于使墨流通,该墨包括溶剂,但也包括颜料和粘合剂。流体沿其流通并与墨和/或溶剂接触的内部壁优选地尽可能光滑,这些内部壁的粗糙度优选地小于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。
所需的或要求的粗糙度可以通过3D打印来实现。如果通过3D打印获得的粗糙度过大,则可以在3D打印之后执行另外的步骤;例如,可以通过在3D打印之后使磨料或腐蚀性流体(例如包含刚玉或金刚石颗粒或酸(HCl)的液体)在装置中流通来实现管道的光滑化。
可替代地,如果同一部件的流体连接区域和管道内部均必须被进一步处理,则可以在3D打印之后将部件浸入装置中的磨料或腐蚀性流体的浴中。
用于制造根据本发明的任何装置或部件的材料提供了对墨/溶剂的耐化学性,定义为在至少40℃或45℃的温度下,在至少一种有机溶剂(例如至少一种适用于CIJ打印的溶剂(例如至少MEK,和/或C5酮(戊酮),诸如MIPK(甲基异丙基酮)和/或MPK(甲基丙基酮)和/或乙醇))中,或在基于任何所述溶剂的墨中,浸泡(或浸入)至少1周、2周或3周之后装置的稳定性,该稳定性由小于5%、优选地小于3%、更优选地小于1%的重量和/或至少一个尺寸的变化决定。
提供这种耐受性的材料的示例是塑料材料,如“尼龙”(PA11或PA12)、聚酰胺、PEEK、聚苯硫醚(polyphenylene sulphide,PPS)、不锈钢。但是,可以实施其他材料,例如金属;或陶瓷。除了具有耐化学性之外,所选的材料优选地提供了机械鲁棒性,并且优选地阻燃。
多个部件可以用最少量的材料形成,例如结合图1至图2C所示。
这种部件(也称为拓扑优化部件)具有非常轻的重量、低成本,并且可以完成与原始部件相同的功能,同时使材料消耗最小化。这种部件可以包括一个或多个机械增强元件,例如至少一个壁41(图2A、图2B)或至少一个梁,使得部件保持鲁棒和机械强度。包括流体连接表面的端部部件也有助于部件的强度。
在这种拓扑优化部件中,管道的壁的厚度例如介于1毫米至10毫米之间,或者介于3毫米至5毫米之间,这节省了通常位于管道之间的所有材料。管道的壁的厚度优选地基于材料和部件所需的刚度来选择,特别是关于流体压力(例如高达10巴)。
根据本发明的一个或多个流体部件适用于包括单喷嘴或多喷嘴喷墨打印头的连续喷墨(CIJ)打印机,例如EP 17186002的图1和图17所示并在同一文献中所描述的。
可替代地,如图29所示,根据本发明的一个或多个流体部件可以结合在CIJ打印机中。
如该图所示,该打印机包括用于接收墨盒682的墨盒接收部分682a、用于接收溶剂(或有机溶剂)盒684(两个盒都可以从回路中移除)的溶剂盒接收部分684a、以及包括墨回路的墨供应系统,该墨回路可以包括主储存器680。接收部分使得流体(墨和/或溶剂)能够从每个盒流通或流动至所述墨回路,所述墨回路包括流体导管或管道。因此,可以向打印头800供应墨。
在图29所示的示例中,所述墨回路可以包括模块50(或歧管)和多个管道,以将接收部分682a和684a连接至回路,该回路包括主储存器680和不同的模块350、730、750。
已经在上文描述了模块50的示例(参见图4A至图4C):该模块50可以包括墨部分和溶剂部分,该墨部分包括所述墨盒接收部分,该溶剂部分包括所述溶剂盒接收部分,墨部分用于连接至用于从墨盒682泵送墨的墨泵692,溶剂部分用于连接至用于从溶剂盒684泵送溶剂的泵694。溶剂泵694的出口(在管线147上)可以设置有阻尼器510,以阻尼由泵694产生的溶剂的振荡;所述阻尼器例如如上文结合图22A至图27所描述的。
模块50还可以包括多个三通阀6931、6932、6933、699,以将合适的流体输送至墨回路,例如输送至合适的模块350、730、750和/或输送至储存器680。
下文描述了模块730、750的示例,上文已经描述了模块350的示例(参见图20B)。
管道696至698可以对液压模块50的墨部分和溶剂部分与主储存器680进行连接;如图29所示,管道702至704可以对液压模块50的墨部分和溶剂部分与不同的模块350-750进行连接。
模块350、730、750中的每一个可以通过合适的紧固或固定装置(例如一个或多个螺钉、或螺母、或螺栓、或夹子、或夹持件、或钩子或任何其他固定或紧固装置)保持在回路中,使得每个模块可以安装在回路上并从所述回路中拆卸或移除。
主储存器680可以例如是包括如EP 3466697中公开的两个隔室的类型,上部隔室6801用于储存墨,下部隔室6802用于储存溶剂:
-上部部分6801可以通过所述阀6931、6932、6933中的一个或多个和所述管道696中的一个或多个从盒682供应墨;墨可以由模块350的泵通过一个或多个管道710从该上部部分泵出;
-下部部分6802可以通过所述阀699中的一个或多个和所述管道697中的一个或多个从盒684供应溶剂;溶剂可以由泵694通过一个或多个管道698从该下部部分泵出。
在示例中,过滤器模块730包括外壳732,可能包括盖子733;所述模块包括一个或多个流体入口736、742和一个或多个流体出口738、744;在模块或其外壳的内部,一个或两个过滤器734(所谓的“网格过滤器”)或740(所谓的“主墨过滤器”)连接至相应的一组流体入口736和流体出口738。
另一过滤器746(在该示例中:过滤网格)可以连接在主过滤器出口747与流体出口744之间。
墨回路可以具有接收部分或区或接口,以接收过滤器模块并将该过滤器模块连接至打印机的液压回路。所述接收部分或区或接口具有至少两个对应于流体出口738和744的流体入口以及至少两个对应于所述过滤器模块的流体入口736和742的流体出口,使得流体可以从所述接口出口流入所述过滤器模块,然后从所述过滤器模块流出至所述接口入口。过滤器模块可以安装在墨回路中或墨回路上,或者安装在所述接收部分或区或接口上;该过滤器模块可以从所述回路或从墨回路的所述接收部分或区或接口拆卸。例如,一个或多个螺钉、或螺母、或螺栓、或夹子、或夹持件、或钩子、或任何其他固定或紧固装置可用于安装和移除所述过滤器模块。
回收模块750可以包括外壳752,可能包括盖子753;所述模块包括一个或多个流体入口755、759、761以及一个或多个流体出口757、763;在外壳的内部,回收装置(例如文丘里管或隔膜泵754)用于从打印头中回收不用于打印的墨,回收装置出口连接至流体出口757、763中的一个;过滤器756可以连接在流体入口755与回收装置之间,以过滤从打印头回收的所述墨;至少一个三通阀766也可以连接在过滤器756与泵754之间,以从入口755(通常是从打印头返回的墨)或入口759(通常是溶剂或空气)选择流体。
墨回路可以具有接收部分或区或接口751,以接收回收模块并将该回收模块连接至打印机的液压回路。回收模块可以安装在墨回路中或墨回路上,或者安装在所述接收部分或区或接口上;该回收模块可以从所述回路或从墨回路的所述接收部分或区或接口拆卸。例如,一个或多个螺钉、或螺母、或螺栓、或夹子、或夹持件、或钩子、或任何其他固定装置可用于安装和移除所述模块。
所述接收部分或区或接口具有至少两个对应于流体入口755、761、759的流体出口以及至少两个对应于流体出口757、763的流体入口,使得流体可以从所述接口出口流入所述模块750,然后从所述模块750流出至所述接口入口。
如从图29可以看出,阻尼器774可以在流体路径上连接至过滤器模块730的入口736(位于模块350的流体出口716与模块730的流体入口736之间),以在将墨输送至打印头之前阻尼墨的压力变化或振荡,这种压力变化或振荡由泵产生并降低打印质量。然后,流体流经过滤器734,然后通过流体回路的一部分(例如,通过如图29中的箭头801和803所示的流体歧管)、特别是通过过滤器740输送至打印头。
三通阀776可以连接至过滤器模块730的出口744。根据打印机的操作阶段,流出过滤器模块730的流体可以通过阀776输送至打印头800(可能通过附加的过滤器777)或回路的主储存器(通过回收模块750)。可以实施传感器775来测量流出过滤器模块730的流体的压力和/或温度。阀776和传感器775的组合结合模块20示出,图2A至图2C和图2E示出了该模块20的实施例。
三通阀100可以连接至泵模块350的入口334。根据打印机的操作阶段,流入泵模块350的流体可以来自储存器680或打印机歧管。阀100(上文结合图5A至图13B中的任一个进行描述)在主体或歧管150中示出,图16A至图16D示出了该主体或歧管150的实施例。
阻尼器774在模块731中示出,该模块731也可以通过根据本发明的增材打印制成,在3D打印之后,阻尼器抵靠该模块的流体连接区域定位。
模块350、730、750中的每一个也可以通过根据本发明的增材打印制成:
-模块350的泵324h在3D打印之后抵靠该模块的流体连接区域定位;
-和/或,模块730的过滤器734、740、746在3D打印之后抵靠该模块的一个或多个流体连接区域定位;
-和/或,模块750的过滤器756、泵754和阀786在3D打印之后抵靠该模块的一个或多个流体连接区域定位。
CIJ打印机(例如图29所示的CIJ打印机)与打印头800结合使用,该打印头800可以根据图18至图19B的实施例之一。
CIJ打印机可以包括一个或多个根据本发明的上述流体部件,该流体部件提供了如上所述的许多优点。

Claims (30)

1.一种连续喷墨(CIJ)打印机,包括:
-墨供应系统,所述墨供应系统包括墨回路,
-用于接收墨盒的部分(682a)和用于接收溶剂盒的部分(684a);
-至少一个流体部件,所述至少一个流体部件包括:
至少两个管道(22,24,26,28,30,52,54,56),每个管道具有内表面,并且每个管道在第一端部与第二端部之间延伸,
至少一个流体入口和至少一个流体出口,以及
至少一个流体连接区域(38,40,42,68,70),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,
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5微米的粗糙度(Ra),至少一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)。
2.根据权利要求1所述的连续喷墨(CIJ)打印机,其中,所述材料在化学上耐受乙醇、甲基异丙基酮(MIPK)和/或甲基乙基酮(MEK)。
3.根据权利要求1或2所述的连续喷墨(CIJ)打印机,其中,所述流体部件还包括用于传感器的腔室(44)和/或用于阻尼器的腔室(508)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的连续喷墨(CIJ)打印机,其中,所述化学上耐受材料包括不锈钢、或陶瓷材料、或塑料材料、或玻璃材料。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的连续喷墨(CIJ)打印机,其中,所述流体部件是流体歧管、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。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的连续喷墨(CIJ)打印机,其中,所述流体部件包括在不同平面中延伸的至少两个流体连接区域。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的连续喷墨(CIJ)打印机,其中,所述管道中的至少一个管道包括方向过渡,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。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的连续喷墨(CIJ)打印机,其中,所述连续喷墨打印机还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。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的连续喷墨(CIJ)打印机,其中,所述至少两个管道沿着非平行方向延伸和/或彼此相交。
10.根据权利要求1至9所述的连续喷墨(CIJ)打印机,其中,所述至少两个管道在同一平面中延伸。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的连续喷墨(CIJ)打印机,其中,所述至少两个管道通过机械连杆(41)联接在一起。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的连续喷墨(CIJ)打印机,其中,所述部件在所述化学上耐受材料中包括一系列层(5881至588n,588’1至588’n),每个层具有介于5微米至300微米之间的厚度。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的连续喷墨(CIJ)打印机,其中,至少一个管道的至少一部分具有厚度介于1毫米至10毫米之间的壁。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的连续喷墨(CIJ)打印机,其中,第一流体部件与第二流体部件组装,所述第二流体部件与所述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、泵、过滤器、阻尼器、流体连接器或液压分配器中的至少一个,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所述第一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,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。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的连续喷墨(CIJ)打印机,其中,所述连续喷墨打印机还包括打印头(800),所述打印头经由柔性脐带电缆(2)连接至所述墨回路,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所述墨回路带至所述打印头(800),并将待从所述打印头(800)回收的墨输送至所述墨回路。
16.一种用于连续喷墨打印机的流体部件(20,100,220,300,400,500),包括:
至少两个管道(22,24,26,28,30,52,54,56),每个管道具有内表面,并且每个管道在第一端部与第二端部之间延伸,
至少一个流体入口和至少一个流体出口,以及
至少一个流体连接区域(38,40,42,68,70),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,
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5微米的粗糙度(Ra),至少一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)。
17.根据权利要求16所述的流体部件,其中,所述流体部件是流体歧管、和/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。
18.根据权利要求16或17所述的流体部件,其中,所述流体部件包括在不同平面中延伸的至少两个流体连接区域。
19.根据权利要求16或18所述的流体部件,其中,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)。
20.根据权利要求16至19中任一项所述的流体部件,其中,所述管道中的至少一个管道包括方向过渡,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。
21.根据权利要求16至20中任一项所述的流体部件,其中,所述流体部件在所述化学上耐受材料中包括一系列层(5881至588n,588’1至588’n),每个层具有介于5微米至300微米之间的厚度。
22.一种用于由化学上耐受至少一种有机溶剂的化学上耐受材料来制造连续喷墨打印机的流体部件的方法,所述方法包括:形成用于使墨和溶剂中的至少一种流通的至少两个管道,每个管道具有至少一个流体入口和至少一个流体出口;以及形成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的至少一个流体连接区域,其中,所述流体部件通过对所述化学上耐受材料的连续层进行沉积来进行增材制造,每个层具有介于5微米至300微米之间的厚度,使得所述至少一个流体连接区域的至少一部分具有小于5微米的粗糙度(Ra),并且至少一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)。
23.根据权利要求22所述的方法,其中,所述材料至少在化学上耐受乙醇、和/或甲基异丙基酮(MIPK)、和/或甲基乙基酮(MEK)。
24.根据权利要求22或23所述的方法,其中,所述方法还包括使至少一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的内表面光滑化。
25.根据权利要求22至24中任一项所述的方法,其中,管道中的方向过渡形成有曲率半径。
26.根据权利要求22至25中任一项所述的方法,其中,所述方法还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形成至少一个O形环凹槽或扩孔。
27.根据权利要求22至26中任一项所述的方法,其中,所述方法还包括对用于传感器的至少一个腔室和/或用于阻尼器的至少一个腔室进行增材制造。
28.根据权利要求22至27中任一项所述的方法,其中,所述流体部件由不锈钢、陶瓷材料或塑料材料制成。
29.一种用于制造连续喷墨打印机的流体部件的方法,所述方法包括根据权利要求22至28中任一项所述的制造第一流体部件,并且还包括至少将第二流体部件与所述第一流体部件的所述至少一个流体连接区域进行连接,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至少一个流体入口和至少一个流体出口中的一个与所述第一流体部件的所述流体连接区域的所述至少一个流体入口和至少一个流体出口匹配,使得流体能够从所述第二流体部件流至所述第一流体部件,反之亦然。
30.根据权利要求22至29中任一项所述的方法,其中,所述方法包括在一个或多个管道的至少一个端部上形成至少一个枞树形连接件,或者所述方法还包括对一个或多个管道的至少一个端部进行机加工以形成一个或多个枞树形连接件。
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