TW201607783A - 流體介面 - Google Patents
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Abstract
一種流體介面可包含一第一聚合物為主的組成之流體針,及一主體壁係能支撐該流體針,該主體壁為一第二聚合物為主的組成,不同於該第一聚合物為主的組成。
Description
本發明係有關於流體介面。
流體噴射裝置譬如列印機係使用可更換的流體供應器來提供及再補充流體。該等流體噴射裝置可設具永久或半永久的列印頭。該等列印頭和可更換的流體供應器係透過一流體介面來機械地及流體地連接。該流體介面是該流體噴射裝置的一部份,而能容許該供應器安裝於該流體噴射裝置內。某些流體介面具有一中空的流體針,其當該供應器安裝於該介面時係插入該供應器出口中。該針必須堅固得足以在該流體噴射裝置的壽命期間能促成許多次後續與供應器的流體連接。
依據本發明之一實施例,係特地提出一種用於一流體噴射裝置的流體介面,包含:一流體針能被插入一流體供應器出口以在一流體供應器與一列印頭之間輸送流體;一主體包含一主體壁,其中:該針之一基部係被該主體壁扣持並支撐;及該針係由一第一聚合物為主的組成製
成,且該主體係由一不同於該第一聚合物為主的組成之第二聚合物為主的組成製成。
1、101‧‧‧流體介面
3、103‧‧‧針
5、105‧‧‧主體
7、107‧‧‧壁
9‧‧‧流體供應器
10‧‧‧出口
11、111‧‧‧流體通道
12、112‧‧‧插入端
13‧‧‧針基部
113‧‧‧基部
115‧‧‧軌條
116‧‧‧轉換部
117‧‧‧插入部
118‧‧‧安裝結構
119‧‧‧柱突
121‧‧‧凸肋
125‧‧‧腳表面
127‧‧‧凸緣
131‧‧‧穿孔
133‧‧‧流體腔室
135‧‧‧下游段
136‧‧‧環狀結構
137‧‧‧上游段
139‧‧‧前表面
200、210、300、310、320、330‧‧‧製造步驟
C‧‧‧中心軸線
L‧‧‧針長度
L2‧‧‧插入部長度
為了說明之目的,某些依據本揭露構成之例現將參照所附圖式來被描述,其中:圖1示出一流體介面之一例的略圖;圖2示出一流體介面之一例的立體圖;圖3示出一流體介面之一例的截面圖;圖4示出圖3的流體介面例之一細部的截面側視圖;圖5示出製造一流體介面之一例的流程圖;及圖6示出製造一流體介面之另一例的流程圖。
在以下詳細說明中,係參照所附圖式。在該等描述和圖式中的範例應被視為舉例說明,而非意要限制於所述的特定例或元件。許多範例能從以下的說明和圖式中,藉由不同元件的修正、組合或變化而被獲得。
在本說明中,流體介面會被揭露。一流體介面為一流體噴射裝置的一部份。該流體介面係能流體地連接於流體供應器來由該等供應器接收流體。該流體噴射裝置可為一高精確度的配佈裝置,譬如一列印機或一數位滴定裝置。該列印機可為一二維或三維的列印機。例如,該流體可為一墨水,一三維列印劑或一實驗室流體。該流體噴射
裝置包含一列印頭及多數流體腔室和通道等,其會將該流體由該供應器輸送至該列印頭。該列印頭包含一陣列的噴嘴,例如具有一每吋至少大約300個噴嘴的解析度。該列印頭可包含致動器等能由該等噴嘴噴出該流體,例如為熱電阻器或壓電電阻器等。
圖1示出一流體噴射裝置之一流體介面1之一例的截面之一略圖,其可經由一可更換的流體供應器9之一出口10來連接於該供應器9。一可更換的流體供應器9係以虛線示出以供說明之用。該流體介面1包含一流體針3及一主體5會支撐該針3。於此該主體5係由一壁7所構成。該針3有一中心軸線C。該針3具有一內流體通道11能將來自該供應器9之一內貯槽的流體朝向該流體噴射裝置的另外流體通道輸送。該流體會被輸送至該流體噴射裝置之一列印頭。
該針3係被該主體壁7扣持並支撐在其基部13。於所示之例中,該主體壁7會包圍該針3的基部13,而可扣持並支撐著該針3。該針3的基部13係相反於該針3之一插入端12。該插入端12係會被插入該流體供應器的出口10中來引出流體。
該流體介面1可包含聚合物為主的組成。例如該聚合物為主的組成包含一塑膠樹脂,具有某些強化或充填添加物。在該流體介面1中,該針3係由一第一聚合物為主的組成製成,而該主體5係由一第二聚合物為主的組成製成,其係不同於該第一聚合物為主的組成。該各組成皆能被選擇來匹配該特定部件的需求。
在一方面,一流體針3典型係相對地長且細,可容許用以插入該流體供應器出口10中。另一方面,該針3必須能在該流體噴射的壽命期間,至少在每一次插入一供應器9中時,會反覆地吸收衝震和負荷。例如,一相對於該第二組成具有較高硬度的第一組成會被選擇來用於該針3。例如,該主體5為單一鑄造結構,其通常係比該流體針3更大。例如一相對較低成本的第二組成可被用於該主體5。
使用一共同的樹脂作為該針3及該主體5可有助於獲得適當的接合。例如該體樹脂為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或回收的PET。在一例中,該第一組成的添加物包含碳纖維,例如用以增加該針3的硬度。第二組成的添加物可包含玻璃纖維。例如,該等玻璃纖維可給予該主體5某些成本優勢或電隔離性質。
圖2示出一流體介面101之一例。該流體介面101係會被永久地安裝於一流體噴射裝置。該流體介面101包含一主體105及四支流體針103,可插入各別的流體供應器中。例如,每一針103係會被連接於一各別顏色的一個墨水供應器中,而每一種墨水係會經由該針103下游之一些配置的腔室和通道等被輸送至對應的列印頭噴嘴。在其它例中,該主體105可支撐不同數目的針103,例如一、二、三或多於四支的針。每一該等針103會由該主體105之一各別的壁107突出。該主體105可包含另外的介面元件譬如一軌條115來將一供應器導向該針103。每一針103可被提供一軌條115,平行於該針103之一中心軸線。
該主體105可為單一鑄造一體模製的結構。該針103可為一不同的單一鑄造一體模製結構。該等針103係由一第一聚合物為主的組成製成。該主體105係由一不同於該第一聚合物為主的組成之第二聚合物為主的組成製成。
圖3示出該舉例的流體介面101之一截面圖。圖4示出圖3的截面圖之一細部,其中該針103已被截頂。該截面的平面係平行於該針103的中心軸線C,例如該截面平面在該流體介面101之一垂直朝上方向,垂直地穿過該各針103的中心軸線C。該主體105和針103係與圖2之例的主體105和針103為相同設計。
該針103之一長度L,當由該主體壁107之一前表面與該插入端112之間測量時,可為大約8至40mm之間,例如在大約12至28mm之間,例如在大約18至25mm之間。
該針103包含一細插入部117,用以將該針103插入一流體供應器出口,來由該供應器引出流體。例如,該插入部117的外徑係在大約1.2至3.5mm之間。例如,該插入部117之一長度L2係在大約5至約20mm之間,例如在大約7至14mm之間,當於該插入端112與一柱突119之間測量。例如,該插入部117係會被完全地或幾乎完全地插入一供應器中。該插入部117之一圓筒形外表面可具有一稍呈圓錐形狀,其會朝向該針103之一插入端112會聚,例如相對於該中心軸線C歷經一小於5°或小於3°的角度。
該針103包含一柱突119在該插入部117的下游,其會造成該直徑之一實質的加寬。該柱突119之一最大的外
徑可為大約4至約10mm之間。該柱突119一般可強化該針103。凸肋121等可被提供於該柱突119中及其周圍,而平行於該中心軸線C,例如用以添加強化,如最好在圖2中可見。該柱突119亦可適於在插入時與一供應器的出口周圍之一對應的中空細構配接,而能釋消來自該插入部17的一些負荷。
該針103之一內流體通道111會沿該中心軸線C延伸,由該插入端112之一孔口至該針103之一基部113。在該針103的插入部117中,該流體通道111可為實質上筆直且較細,例如具有一直徑為大約0.3至2mm之間。在一例中,該流體通道111於該插入部117內會朝向該插入端112稍微地加寬。於該柱突119內,該流體通道111可在另一方向具有一更顯著的圓錐形狀,例如朝向該基部113之一腳表面125加寬,而可容許更佳的流體流通。該主體105的壁107具有一穿孔131,該流體通道111會開口於其中。在該穿孔131的下游,該主體105包含一流體腔室133能接收該流體,該流體可由該處流向一列印頭。
在所示之例中,該針103的基部113具有一凸緣127的形式。該凸緣127形成該針103靠近該基部113處之一相對於該柱突119的陡峭加寬部。例如該凸緣127的直徑可比該柱突119的最大直徑更寬至少1mm,或至少2mm,或至少3mm。該凸緣127會在該主體105的壁107內延伸。該凸緣127係被該壁107中的穿孔131包圍並扣持。在其它例中,該基部113不必為凸緣形狀。
在圖3中該主體105係安裝於一安裝結構118。例如該安裝結構118係為一流體噴射裝置框的一部份,且/或會促成該主體105安裝於一流體噴射裝置中。該流體腔室133可被該主體105和該安裝結構118定形及定界。在所示之例中該安裝結構118會界定該流體腔室133之一後壁,且該主體105會界定該流體腔室133之其它的壁。二電極131會被提供,其由該安裝結構118突出伸入該流體腔室133中,例如用以感測墨水標度及/或其它的流體性質。
最好如圖4中所示,該針103可更包含推拔的(例如錐狀或圓形的)轉換部116等介於上述各段之間,即在該插入部117與柱突119之間,及該柱突119與凸緣127之間,以容許有一適當的模製製程和模具釋離而得避免變形,譬如裂縫等。
如所示,在該壁107內之該凸緣狀的基部113之一較寬的下游段135,比該凸緣狀的基部113在該壁107的前表面139處之一較窄的上游段137具有一較大的直徑,其中該各段135、137的直徑係垂直於一中心軸線C所測得。該下游段135可包含一階部或其它的加寬細構。對應地該主體壁107包含一環狀結構136,其會扣持該加寬段135並固定及/或壓縮該凸緣127的其餘部份。該環狀結構136係整合於該壁107的其餘部份。在該基部113的腳處之該較寬的下游段135可被提供來使該針103於該流體噴射裝置的壽命期間當反覆地插入一流體供應器中時能可靠地定位在該壁107中。在另一未示出之例中該基部113可為圓錐形,而朝該腳
表面125加寬,故亦可在該壁107內提供一較加寬段。
該針103的基部113係套合於該壁107中。在一例中,該壁107係被模製包圍該針103,而在冷卻後該環狀結構136會壓縮該針103的基部113。因此,一圓筒壓縮另一圓筒其會對抗該壓縮,而能使該針103適當地固定於該主體105。該較寬段135和該壁107對該基部113的壓縮可提供該針103之一長期的扣持定位。例如,無需有額外的焊接或黏著被施加於該主體105與針103互相交接之處。因此,靠近該二部件之介面處,該針103和該主體105係沒有乾燥的黏劑或焊接緣等。
如前所述,該針103可為一第一聚合物為主的組成,而該主體105可為一不同的第二聚合物為主的組成。在一例中該等不同的組成具有相同的體聚合物為主的材料,而其添加物不同。已發現使用相同的體材料可加強該針103與主體105之間的接合。一舉例的體聚合物為PET,例如回收的PET。其它舉例的體材料包括液晶聚合物(LCP),聚苯硫化物(PPS),聚碳酸酯,丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS),甲基丙烯酸甲酯丙烯腈丁二烯苯乙烯,聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)及共聚酯。被用作體樹脂的聚合物可為不純的,例如回收的。
一用於該針103的舉例添加物是碳纖維。該碳纖維可以硬化該針103。該針103中的碳纖維之一適當的重量百分比之例係為該針103的大約12至26wt%之間,或為該針103的大約15至21wt%之間,或為該針103的大約18wt%。
其它適當的硬化或強化添加物亦可被用於該針的組成,來取代或添加於該等碳纖維。
一用於該主體105的舉例添加物是玻璃纖維。該玻璃纖維可以提供該主體105電隔離性質。在一例中,利用此等電隔離性質可抑制該流體腔室133中的電極131之一功能被折損。該主體105中的玻璃纖維之一適當的重量百分比之例係為該主體105的大約8至12wt%之間,或為該主體105的大約12至18wt%之間,或為該主體105的大約15wt%。其它適當的電隔離或更經濟的添加物亦可被用於該主體組成,來取代或添加於玻璃纖維。
圖5示出一製造一流體介面的方法之一例的流程圖。該方法包含模製一第一聚合物為主的組成之流體針,其包含一體樹脂和第一添加物(方塊200)。該方法更包含模製一壁圍繞該針之一基部,該壁係為一第二組成其為該相同的體樹脂而含有第二添加物不同於該第一添加物(方塊210)。該等添加物可為纖維。在一例中,該第一添加物可為硬化或強化纖維,且該第二添加物可為某種纖維其通常係比該第一添加物更便宜,或某種纖維其可改良該第二組成的電隔離性質。
圖6示出一製造一流體介面的方法之另一例的流程圖。該方法包含模製一第一聚合物為主的組成之流體針,其包含一體樹脂和第一添加物(方塊300)。該方法更包含模製一壁圍繞該針之一基部,該壁係為一第二組成其為該相同的體樹脂而含有第二添加物不同於該第一添加物
(方塊310)。在一例中該壁係在與該針同一模中被模製於該針周圍。如此製法可為一覆模製法。在該覆模製法中,兩種材料可被模製於單一模內,其係被設計成能處理兩種連續的樹脂。例如當該針被模製後,內模壁及一夾住該針的抓持件可移動以容許該主體壁能在該同一模內被模製於該針周圍。在另一例中,該主體壁係於一稍後時間在一分開的模中被模製於該針周圍。此製法可被稱為二次射出製法。
圖6的舉例方法更包含在模製之後冷卻該壁(方塊320)。該方法更包含該壁壓縮該針基部,包圍該針基部(330)。該壓縮可為由於一收縮效果所致,其會因該冷卻而發生。該壁可壓縮該針,而使一圓筒壓縮一圓筒,其則會阻抗該壓縮。故該針之一緊密耦合於該主體中能被達成。
101‧‧‧流體介面
103‧‧‧針
107‧‧‧壁
111‧‧‧流體通道
112‧‧‧插入端
113‧‧‧基部
117‧‧‧插入部
118‧‧‧安裝結構
119‧‧‧柱突
125‧‧‧腳表面
127‧‧‧凸緣
131‧‧‧穿孔
133‧‧‧流體腔室
C‧‧‧中心軸線
L‧‧‧針長度
L2‧‧‧插入部長度
Claims (15)
- 一種用於一流體噴射裝置的流體介面,包含:一流體針能被插入一流體供應器出口以在一流體供應器與一列印頭之間輸送流體;一主體包含一主體壁,其中:該針之一基部係被該主體壁扣持並支撐;及該針係由一第一聚合物為主的組成製成,且該主體係由一不同於該第一聚合物為主的組成之第二聚合物為主的組成製成。
- 如請求項1的流體介面,其中該針之一基部係被該主體壁包圍。
- 如請求項1的流體介面,其中該基部包含一凸緣。
- 如請求項1的流體介面,其中該基部在該主體壁內的一段比該基部在該主體壁之一前表面的一段,當垂直於該針之一中心軸線測量時,具有一較大的直徑。
- 如請求項1的流體介面,其中該針與主體間之一整個介面係沒有乾燥的黏劑或焊接緣。
- 如請求項1的流體介面,其中該針包含至少三段其包括:一插入部能被插入一流體供應器出口中;一柱突在該插入部的下游,該柱突具有一比該插入部更寬的直徑;一凸緣在該柱突的下游,該凸緣具有一比該柱突更寬的直徑。
- 如請求項1的流體介面,其中一被使用於該第一和第二組成中的主要樹脂係為相同。
- 如請求項7的流體介面,其中該第一組成包含一第一添加物,且該第二組成包含一第二添加物不同於該第一添加物。
- 如請求項8的流體介面,其中該第一添加物是一碳纖維。
- 如請求項9的流體介面,其中該第一組成具有大約12至大約26重量百分比之間的碳纖維。
- 如請求項8的流體介面,其中該第二添加物是玻璃纖維。
- 如請求項11的流體介面,其中該第二組成具有大約8至大約22重量百分比之間的玻璃纖維。
- 如請求項1的流體介面,包含:多數支針被該主體壁支撐能被插入墨水匣中來輸送墨水;該主體包含多數個墨水通道能輸送墨水至一列印頭,每一墨水通道流體地連接於一各別的針。
- 一種製造一流體介面的方法,包含:將一第一組成模製成一流體針,該第一組成含有一種體樹脂和一第一添加物;及模製一壁圍繞該針之一基部,該壁係由一第二組成所構成,而該第二組成含有該同一種體樹脂以及一不同於該第一添加物的第二添加物。
- 如請求項14的方法,其中當冷卻該壁時會壓縮圍繞該針的基部,而將該針固定於該壁。
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