压电喷墨技术作为一种先进微纳制造技术，包含超精密制造、半导体工艺、先进材料、流体力学、电子技术等跨多学科，多领域技术。这一技术可以使喷墨印刷行业由传统的纸张印刷向增材制造、半导体、电子印刷、智能制造等新兴高科技行业拓展，推动印刷行业迈进高科技泛印刷时代。
山东中康激宏科技开发有限公司总工程师郑冬琛介绍，压电喷墨技术正在以前所未有的发展速度影响着传统印刷业，也将对生物医疗、建材、纺织、电子、新能源、3D打印、物联网以及高端制造业等产生变革性影响。然而，压电喷墨打印头作为喷墨印刷技术的核心部件，长期处于少数发达国家厂商垄断的状态。攻克压电喷墨打印头的关键制造技术瓶颈，打破西方国家的技术垄断，实现喷墨印刷装备和应用技术的自主可控及国产化替代，成为必须解决的重要课题。
为了推动压电喷墨核心技术实现国产替代，郑冬琛等技术专家努力攻关，拓展了喷墨技术在多种工业领域的应用，助力从 “中国制造”向 “中国智造”的转变。
立足我国泛印刷业的市场发展现状及需求，郑冬琛带领团队，自2006年起与清华大学、中科院化学所等国内知名高校、科研院所展开合作，攻关喷墨打印头核心技术。突破日本、欧美等国外的技术壁垒，实现了打印分辨率从180dpi到1200dpi，液滴体积从60pl到3.5pl的质的飞跃。从喷印墨滴体积精准可控、高密度阵列喷嘴数目、打印图像的锐利度、喷射速度、喷射频率、稳定性等方面进行深入研究，自主研发压电喷墨头生产制造及工艺流程，建立了国内第一条压电喷墨打印头工艺线。
郑冬琛表示，快速响应，快速迭代，是推动国产自主数字喷墨设备赢得并贴合国内外市场的优势所在。据介绍，郑冬琛参与研发的授权专利共45件，参加了多项国家及省级重大专项研发项目并担任负责人。推出高精度高性能的喷墨打印核心装置，推动了我国国产压电喷墨头技术创新发展。目前，已先后推出了覆盖多个领域的压电喷墨头打印头产品。
比如，针对纺织行业的印染工艺，郑冬琛带领技术团队开发出长寿命、超大液滴的压电驱动低给液染整技术，针对薄厚不同纺织品采取多脉冲液滴喷射方案，达到了均匀染色，改变了纺织品染整的生产工艺，实现了数字化生产。使用该技术的产品是传统压电喷墨头寿命的15倍以上，可以实现3000亿次喷射次数，解决了纺织品在印染环节的色彩一致性问题，实现了少水无水印染，做到了节能减排绿色生产。
微小液滴压电驱动结构可以应用于OLED的压电喷墨打印核心装置。OLED喷墨印刷技术与传统OLED面板蒸镀技术相比，由于其具有按需打印，材料利用率高 （蒸镀工艺材料利用率<15%，喷墨打印可提高到85%以上），无需高精度掩膜版、无需真空环境等优点，是制作大尺寸OLED面板最具潜力的发光层成形方法，正成为新型显示产业的一次重大技术革命，被誉为目前OLED电子显示行业由 “蒸镀工艺”向 “喷墨打印”技术转变的颠覆性技术。历时多年，郑冬琛团队先后突破可用于OLED喷墨打印的压电驱动结构设计及关键材料配方、固定空间多物理场高稳定性可控技术、高精密对位系统、高精度循环供墨系统等多项关键核心技术，形成了独特的喷墨OLED技术方案。
技术的进步离不开标准的规范和引领。郑冬琛介绍，其参与制定的《微机电系统 （MEMS）技术MEMS压电薄膜机电转换特性的测量方法》和 《微机电系统 （MEMS）技术层状MEMS材料界面结合能的四点弯曲试验方法》两项国家标准，为喷墨印刷技术行业应用MEMS制造工艺规范了质量要求，引导了我国未来喷墨技术的发展方向。
“喷墨打印技术有着非常广阔的发展空间，互联网的普及加速了泛印刷数字化时代的来临。”郑冬琛表示，网络与喷墨技术的结合将会给人们带来更多的实惠和惊喜，为工业领域实现智能制造带来更多的新思路。（陶姝娜）
转自：中国工业报
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