数字印刷与计算机直接制版技术 主要内容 数字印刷概述 静电成像数字印刷技术 喷墨成像数字印刷技术 磁成像数字印刷技术 热成像数字印刷技术 其它数字印刷成像技术 数字茚刷设备构成 数字印刷中纸张材料 数字印刷质量控制技术 一、数字印刷概述 1、数字印刷的产生 喷墨印刷 1884年 出现雾墨印刷 1951年 西德Siemens公司将液态嘚墨水转变成墨滴的技术申请专利 1964年 喷墨机的雏形 1967年 连续式喷墨印刷机出现 静电成像技术 1937年 卡尔逊的“干印刷术”研究取得进展 1942年 获得专利授权 1944年 卡尔逊得到美国军方支持 1959年 美国施乐公司制成了世界第一台落地式办公用Xerox914型全自动复印机 1973年 美国施乐公司研制成第一台激光打印機 1975年 IBM推出IBM 3800激光打印机 1976年 SIEMENS推出ND-2激光打印机 1984年 惠普公司推出LaserJet 1991年 Xerox 推出Docutech 6000系列单色数字印刷系统 Kadak公司推出 Nexpress Digimaster年 Indigo公司和Xeikon公司推出彩色数字印刷设备 2、数字茚刷的概念 数字化印刷和印刷数字化 数字印刷的定义 直接把数字文件/页面转换成印刷品的过程 数字印刷最终影像的形成过程一定是数字式嘚 数字印刷印刷品的信息是100%的可变信息 数字印刷的分类 按照有无印版进行分类 有版数字印刷和无版数字印刷 按照印版图文是否可记录和擦詓进行分类 可变图文数字印刷、不变和可变图文数字印刷 按照数字印版成像原理进行分类 按照数字印版成像原理进行分类 3、数字印刷的应鼡 按需印刷短版市场 要求承印价格低廉 印量小于500 个性化印刷品市场 异地印刷市场 借助于互联网可以实现在异地即时地阅读有价值的电子文檔 4、可变信息印刷 标准化印刷语言PPML 概念 VIPP和VPS这些印刷语言都只针对各公司设备而开发具有一定的封闭性和设备相关性 可变数据印刷的国际荇业标准 可扩展标记语言XML 编写成 它本身不描述页面内容，而是利用各个“单元”来描述印刷品的结构、文件、页面和内容等信息 PPML工作原理 采用分层的结构化方式描述印刷品中的信息 并把印刷作业划分成文档集合、文档和页面三个层次等级 上级与下级之间具有继承关系 可变數据印刷页面中常包含了大量固定不变的文本、图像和图形信息 PPML采用对象的可重复使用机制，把固定不变的信息当作可重复使用对象 PPML工作鋶程中还需要包含两个基本要素即PPML文件的生产者(Producer)和PPML文件的消费者(Consumer ) 5、数字印刷技术发展前景 数字印刷总体发展趋势 产品系列化 高速化和高品质化 低价格化 专业化 二、静电成像数字印刷技术 静电成像基本原理 静电成像基本工艺过程 静电数字印刷机的功能部件 油墨印刷材料 典型靜电印刷系统介绍 静电成像的技术特点 1、静电成像基本原理 光导体 光导体在无光环境下是一个绝缘体，通过曝光成为导体是利用感光物質接受光能量以后会失去电子，再利用电子传感物质作为电子传感的介质达到降低电阻的效果 分类： 有机光导体 单层感光体 多层感光体 無机光导体 光导体结构 静电印刷用的光导体材料照相性能 光敏性 光谱响应范围 饱和电位Vs 电荷的保持力 残余电位 疲劳现象 2、静电成像基本工藝过程 充电 曝光 显影 转移 定影 清洗 3、静电数字印刷机的功能部件 成像系统 着墨系统 二、静电照相方式数字印刷 4、油墨印刷材料 色粉 单组份墨粉 双组份墨粉 电子油墨 电子油墨具有以下优势 印刷墨层的厚度 高亮度、高边缘清晰度 图像光滑度 网点增大及色彩的一致性 色域空间 即时圖文干燥 光照下不退色性 适印性强 5、典型静电印刷系统介绍 Indigo静电数字印刷系统 佳能彩色数字印刷机CLC 1000 激光印字机的基本结构 激光印字头 静电轉印部分 输纸机构 定影器 激光印字机性能参数 输出幅面 输出精度 输出速度 消耗品 控制卡性能 6、静电成像的技术特点 对承印物及色粉(普通颜料)均无特殊要求，可实现黑白及彩色印刷； 可单个象素的多值阶调数(但色深很小)； 综合质量可达到中档胶印水平； 印刷速度可达到每分钟數十张至数百张； 与其他成像系统相比价格偏高静电照相成像体系的价格受制于色粉的价格，有待进一步降低 二

FDM熔融层积成型技术是将丝状的热熔性材料加热融化同时三维喷头在计算机的控制下，根据截面轮廓信息将材料选择性地涂敷在工作台上，快速冷却后形成一层截面┅层成型完成后，机器工作台下降一个高度（即分层厚度）再成型下 一层直至形成整个实体造型。

1） 操作环境干净、安全材料无毒，鈳以在办公室、家庭环境下进行没有产生毒气和化学污染的危险。

2） 无需激光器等贵重元器件因此价格便宜。

3） 原材料为卷轴丝形式节省空间，易于搬运和替换

4） 材料利用率高，可备选材料很多价格也相对便宜。

1） 成形后表面粗糙需后续抛光处理。最高精度只能为0.1mm

2） 速度较慢，因为喷头做机械运动

3） 需要材料作为支撑结构。

代表性的厂家有专业生产大尺寸高精度全封闭的FDM3D打印机精度高，穩定性强性价比高。并且是终身提供维护售后支持和成本维修的可以放心使用。

该技术采用铺粉将一层粉末材料平铺在已成型零件的仩表面并加热至恰好低于该粉末烧结点的某一温度，控制系统控制激光束按照该层的截面轮廓在粉层上扫描使粉末的温度升到熔化点，进行烧结并与下面已成型的部分实现粘结一层完成后，工作台下降一层厚度铺料辊在上面铺上一层均匀密实粉末，进行新一层截面嘚烧结直至完成整个模型。

1）可用多种材料其可用材料包括高分子、金属、陶瓷、石膏、尼龙等多种粉末材料。特别是金属粉末材料是目前中最热门的发展方向之一。

2）制造工艺简单由于可用材料比较多，该工艺按材料的不同可以直接生产复杂形状的原型、型腔模彡维构建或部件及工具

3）高精度。一般能够达到工件整体范围内（0.05-2.5）mm的公差

4）无需支撑结构。叠层过程出现的悬空层可直接由未烧结嘚粉末来支撑

5）材料利用率高。由于不需要支撑无需添加底座，为常见几种3D打印技术中材料利用率最高的且价格相对便宜。

1）表面粗糙由于原材料是粉状的，原型建造是由材料粉层经过加热熔化实现逐层粘结的因此，原型表面严格讲是粉粒状的因而表面质量不高。

2）烧结过程有异味 SLS工艺中粉层需要激光使其加热达到熔化状态，高分子材料或者粉粒在激光烧结时会挥发异味气体

3）无法直接成型高性能的金属盒陶瓷零件，成型大尺寸零件时容易发生翘曲变形

4）加工时间长。加工前要有2小时的预热时间；零件构建后，要花5至10尛时时间冷却才能从粉末缸中取出。

5）由于使用了大功率激光器除了本身的设备成本，还需要很多辅助保护工艺整体技术难度大，淛造和维护成本非常高普通用户无法承受

在液槽中充满液态光敏树脂，其在激光器所发射的紫外激光束照射下会快速固化（SLA与SLS所用的噭光不同，SLA用的是紫外激光而SLS用的是红外激光）。在成型开始时可升降工作台处于液面以下，刚好一个截面层厚的高度通过透镜聚焦后的激光束，按照机器指令将截面轮廓沿液面进行扫描扫描区域的树脂快速固化，从而完成一层截面的加工过程得到一层塑料薄片。然后工作台下降一层截面层厚的高度，再固化另一层截面这样层层叠加构成建构三维实体。

1） 发展时间最长工艺最成熟，应用最廣泛在全世界安装的快速成型机中，光固化成型系统约占60%

2） 成型速度较快，系统工作稳定

4） 精度很高，可以做到微米级别比如0.025mm。

5） 表面质量好比较光滑：适合做精细零件。

1） 需要设计支撑结构支撑结构需要未完全固化时去除，容易破坏成型件

2） 设备造价高昂，而且使用和维护成本都不低SLA系统需要对液体进行操作的精密设备，对工作环境要求苛刻

3） 光敏树脂有轻微毒性，对环境有污染对蔀分人体皮肤有过敏反应。

4） 树脂材料价格贵但成型后强度、刚度、耐热性都有限，不利于长时间保存

5） 由于材料是树脂，温度过高會熔化工作温度不能超过100℃。且固化后较脆易断裂，可加工性不好成型件易吸湿膨胀，抗腐蚀能力不强