配制墨水是一項極其復雜的化學反應過程實驗,了解這些化學品在不同環境和噴碼過程中如何相互作用及其表現方式,是確保打碼質量持續可靠的關鍵。
在本文中,依瑪項目總監Josie Harries博士揭示了如何通過詳細研究CIJ噴碼機噴射過程,幫助解決這一困擾賦碼標識行業數十年的難題。
1、依瑪的研發工作
依瑪不斷尋求改進產品、解決方案和服務的新方法。我們的研發工作包括大力開發可靠的新型墨水配方,并探究如何針對不同生產環境優化墨水性能。
要在飲料罐生產線上噴出干凈、清晰的代碼,所用墨水類型與在電纜或水泥袋上噴碼等嚴苛工業環境中所用墨水大不相同。因此,為確保可靠性,必須考慮墨水在不同條件下的表現方式,以及對噴碼機性能的任何后續影響。
我們的研究包括一個正在進行的項目,以更好地了解CIJ噴碼機的噴射過程。我們通過研究噴墨配方在高溫、低溫、潮濕和多塵等各種環境中的表現,以反映客戶工廠可能存在的所有不確定因素,這樣就可以找出能生產可靠墨水的配方。
噴頭積墨是我們已著手研究的一個特定領域,包括 CIJ 噴頭內偏轉板上出現少量墨水沉積。噴頭積墨會給使用CIJ噴碼機的制造商帶來麻煩,因為這需要增加清洗頻率。如果長期積聚,還可能導致停機。
噴頭積墨是CIJ噴碼機的普遍現象。多年來,內業的技術人員們不斷精進改良,以盡量減少此問題。
現在依瑪有所突破。
由于噴頭積墨生成物非常微小,這在過去難以看到。作為研究的一部分,我們試圖通過仔細研究這種現象來揭示其根本原因。為此,我們與劍橋大學制造學院(IfM)合作,在微觀層面研究噴射過程,更清晰地了解精確的發生過程。
2、成功合作
在與IfM的合作中,我們進行了一系列高速微觀可視化研究,觀察噴頭內發生的積聚現象。實驗使用了照明激光和煙霧來對噴墨射流中的顆粒進行詳細成像。微觀可視化研究顯示,噴頭積墨源于外圍小墨滴(“衛星”墨滴),這些墨滴從主噴墨流中脫落,隨后因偏轉板產生的靜電場而帶電。帶電顆粒積聚在噴頭內,為確保噴碼機持續工作,就要提高定期沖洗頻率。
微觀可視化技術使我們能觀察到這種現象,監控“衛星”墨滴在不同配方中的行為,并改變用于運行噴頭的設置,因此我們可以更好地了解導致噴頭積墨的因素。
我們與IfM的合作提供了理解噴頭積墨的一種途徑,并進一步讓我們掌握了墨水配方對噴墨可靠性的作用。這使得我們能夠優化墨水設計,避免使用容易導致此問題的化學品,從而防止噴頭積墨。我們可以在開發過程的早期使用這些技術來篩選材料,而不是在項目后期才發現問題。
這項成果還讓我們探索公司內部哪些方面具有開發潛力,比如類似于IfM采用的微觀可視化技術,從而可以開展進一步研究,并將其納入新型墨水的開發過程。這樣一來,當未來出現新生產工藝時,我們就可以繼續為客戶提供可靠的解決方案。
這項研究具有雙重優勢:不僅有助于業界更好地了解如何設計延長正常運行時間的噴碼機;而且對于墨水配方工藝而言,研發團隊能夠開發出在特定噴碼機和生產環境中可靠運行的墨水,從而減少停機時間和浪費。
3、持續探索
探索CIJ噴碼機噴頭積墨的起因是我們最新的研發成功案例之一,這將繼續造福于客戶和賦碼標識行業。這項研究也是依瑪正在開展的大量研究工作的一小部分,我們致力于更好地了解噴碼機的工作方式,發現各種新型和改良方法,快速有效地開發出可靠解決方案。
合作也是依瑪核心業務價值之一,單個企業在知識、經驗和技術能力方面的限制,孤立地研究問題或想法,只會取得某些較小的進展。通過與IfM合作,我們不僅能夠擴展現有的測試能力,而且還受益于更廣泛的知識體系。
在特定行業或組織之外的合作能激發創造性創新,因為每個人都能提供獨特的技能組合。因此,您會看到依瑪研發團隊與客戶、行業協會、大學和其他教育機構密切合作,豐富我們的知識,讓我們更深入地理解影響行業的多種因素以及客戶運營中遇到的難題。