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派和科技高精度皮升打印系統(tǒng)簡介-北京派和科技股份有限公司
派和科技高精度皮升打印系統(tǒng)簡介
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派和科技高精度皮升打印系統(tǒng)簡介
時間:2023-02-27 14:32:33 2834

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1、 摘要


噴墨打印是一種非接觸式沉積技術(shù),因其液滴控制能力強(qiáng)、定位準(zhǔn)確、易圖案化、材料利用率高和無污染等優(yōu)點(diǎn),在電子印刷、生物醫(yī)療、砂型打印、3D打印等領(lǐng)域具有極大的商業(yè)應(yīng)用前景。

國內(nèi)噴墨打印作為應(yīng)用端,大部分設(shè)備來自于國外,國產(chǎn)設(shè)備未應(yīng)用,噴墨打印的技術(shù)在行業(yè)應(yīng)用里屬于嘗試階段,未完全投入量產(chǎn)。噴墨打印設(shè)備最核心部分為噴頭與算法。本公司利用在壓電材料開發(fā)上的技術(shù)優(yōu)勢,攻克了高性能精密壓電陶瓷、微尺度流道制備與封裝等關(guān)鍵技術(shù),開發(fā)出了PJ100高精度皮升級打印系統(tǒng),為客戶提供全流程壓電噴墨打印解決方案。

2、 研究現(xiàn)狀

我國在噴墨技術(shù)方面的研究起步較晚,使得該領(lǐng)域的大量專利和關(guān)鍵技術(shù)被西方國家壟斷,國內(nèi)噴墨印刷裝備的關(guān)鍵部件、核心軟件及高端墨水等主要依賴國外進(jìn)口,未來存在著被西方國家“卡脖子”的潛在風(fēng)險。根據(jù)《印刷業(yè)“十四五”時期發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃》提出,從當(dāng)前急迫需要和長遠(yuǎn)需求出發(fā),集中優(yōu)勢資源突破噴墨數(shù)字印刷噴頭、高端印刷裝備器材等關(guān)鍵核心技術(shù)裝備,實(shí)施關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)工程,解決一批“卡脖子”問題。2015年國務(wù)院印發(fā)的《中國制造2025》通知中也明確提出攻克增材制造的核心元器件和關(guān)鍵工藝技術(shù),對促進(jìn)傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級,支持我國高端制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重大意義。

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壓電噴墨打印頭作為噴墨打印技術(shù)中的核心器件,時至今日,其依賴國外進(jìn)口的現(xiàn)狀仍未改變。在傳統(tǒng)噴墨打印、增材制造、砂型打印等領(lǐng)域,多使用陣列式打印頭以提高生產(chǎn)效率,被以HP、Epson、Fujifilm、KYOCERA、Ricoh等為代表的國外廠商牢牢把握相關(guān)技術(shù)與市場份額,并筑起了專利壁壘,國內(nèi)部分企業(yè)如愛司凱、銳發(fā)、奧潤等據(jù)報道已有相關(guān)產(chǎn)品布局,但推廣難度較大,成熟應(yīng)用案例較少;在生物醫(yī)療、生物點(diǎn)樣等領(lǐng)域,單孔噴頭因其可噴射粘度范圍更廣等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用,常見品牌國外代表廠家有Gesim、Microfab、Biodot等,國內(nèi)該類型噴頭產(chǎn)品相關(guān)報道較少。

國內(nèi)對打印頭的研究以產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用為主,即采用國外廠家的打印頭硬件系統(tǒng),通過對打印頭進(jìn)行外圍控制系統(tǒng)的開發(fā),使其部分適用于噴繪市場或增材制造等領(lǐng)域的技術(shù)需求。這種關(guān)鍵核心技術(shù)被國外公司把持、國內(nèi)企業(yè)作為應(yīng)用端開發(fā)的現(xiàn)狀,不但使噴墨打印設(shè)備“空心化”現(xiàn)象明顯,也限制了國內(nèi)高品質(zhì)噴墨打印技術(shù)應(yīng)用端的創(chuàng)新進(jìn)程。

3、PJ100高精度皮升打印系統(tǒng)

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PJ100打印系統(tǒng)由PJ-NL單孔壓電式噴墨打印頭、PC100精密氣壓控制系統(tǒng)和JC100S智能驅(qū)動控制系統(tǒng)三部分組成,適用于粘度20cPs以下不同類型的材料打印,可用于生物醫(yī)療、生物點(diǎn)樣等精細(xì)化噴墨打印場景;

技術(shù)參數(shù):

  • 壓電式單孔噴頭,孔徑20-120um,最高頻率30kHz;

  • 電驅(qū)動器工作電壓范用(-140V+140V),電壓波形包括: 單、雙極波、多極波、正弦波;最高工作頻率30kHz;有外部觸發(fā)接口;

  • 氣壓控制器調(diào)節(jié)精度為±0.1kPa;表顯精度0.2kPa,配有三狀態(tài)氣壓開關(guān),可對噴頭做沖洗和倒抽;內(nèi)置壓力發(fā)生器,無需外接氣源;

  • 控制軟件可設(shè)置可種電壓參數(shù)及波形,可軟件控制產(chǎn)生連續(xù)噴射、單點(diǎn)噴射和定量噴射,同時配備墨滴觀測功能。


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此外,本系統(tǒng)支持外部加熱功能,最高可達(dá)150℃,可將噴射溶液粘度范圍提升至500cPs,材料適用性更廣,可擴(kuò)展應(yīng)用至3D打印、電子封裝等領(lǐng)域。

4、 應(yīng)用場景

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皮升級壓電打印設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,涵蓋了生物科學(xué)、材料科學(xué)、微電子、醫(yī)療、食品工業(yè)和環(huán)境科學(xué)等多個領(lǐng)域。其高精度、微小液滴產(chǎn)生和墨水兼容性等特性使得它在這些領(lǐng)域中具有巨大的應(yīng)用潛力。

生物科學(xué)領(lǐng)域:可用于生物芯片的點(diǎn)樣,微陣列制作,以及單細(xì)胞分析等。此外,該技術(shù)還可以用于DNA、RNA和蛋白質(zhì)等生物分子的微量打印和操控。

材料科學(xué)研究:壓電噴墨打印技術(shù)由于其對墨水的精確控制,可以實(shí)現(xiàn)材料的高精度沉積和圖案化,可以用于制備和表征新型材料和納米結(jié)構(gòu)。

微電子和納米制造技術(shù):在微電子和納米制造領(lǐng)域有重要應(yīng)用,可以用于制造微電子器件、納米傳感器、納米電路等。

醫(yī)療和藥物輸送:可用于藥物輸送系統(tǒng)的制作,如微針、微膠囊等。此外,該技術(shù)還可以用于制造生物相容性材料,如組織工程支架和生物材料。

食品工業(yè):在食品工業(yè)中,可用于食品成分的微量添加和食品表面的精細(xì)打印,如食品標(biāo)簽、食品裝飾等。

環(huán)境科學(xué):在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域,該技術(shù)可用于制備環(huán)境友好型材料和納米結(jié)構(gòu),以及進(jìn)行環(huán)境污染物的微量分析和檢測。

光學(xué)和光子學(xué):這種打印技術(shù)的高分辨率和微小液滴產(chǎn)生能力使其在光學(xué)和光子學(xué)領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用價值。它可以用于制造微小光學(xué)元件、光子晶體和光學(xué)傳感器等,為光學(xué)技術(shù)的發(fā)展提供新的手段。

航空航天:壓電打印技術(shù)可用于制造微小而精確的部件和結(jié)構(gòu),如微型傳感器、執(zhí)行器和微型機(jī)械系統(tǒng)等。

5、市場展望

皮升級高精度打印設(shè)備市場具有較大的發(fā)展?jié)摿?,隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展,市場規(guī)模有望持續(xù)增長:同時,該設(shè)備具有較高的專業(yè)性和技術(shù)含量,目前市場現(xiàn)狀呈現(xiàn)出以下幾個特點(diǎn):

市場需求增長:隨著科技的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展,皮升級高精度打印設(shè)備在生物3D打印、柔性電子制備、顯示面板行業(yè)、生物芯片點(diǎn)樣、太陽能電池、藥物微球制備、納米金屬導(dǎo)體、醫(yī)療診斷學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛,市場需求不斷增長。

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技術(shù)不斷創(chuàng)新:皮升級高精度打印設(shè)備需要高精度的運(yùn)動控制、噴頭控制、液滴觀測等技術(shù)支持,技術(shù)不斷創(chuàng)新是推動市場發(fā)展的重要動力。目前,一些領(lǐng)先的生產(chǎn)公司已經(jīng)在這些方面取得了顯著的進(jìn)展,并推出了具有競爭力的產(chǎn)品。

競爭格局多元化:皮升級高精度打印設(shè)備市場競爭格局較為多元化,既有國際知名的大型企業(yè),也有國內(nèi)新興的科技公司。這些企業(yè)之間的競爭促進(jìn)了技術(shù)的不斷發(fā)展和市場的不斷拓展。

定制化需求增加:由于皮升級高精度打印設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,不同領(lǐng)域?qū)υO(shè)備的需求也各不相同。因此,定制化需求逐漸增加,生產(chǎn)公司需要根據(jù)客戶的具體需求進(jìn)行產(chǎn)品的定制和開發(fā)。


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