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研发国家首款工业级喷头,成就喷墨数码打印中国梦

2018-06-08 编辑:


印染的家

走进锐发


喷墨数码印花发展日新月异,在数码印花生产设备中,喷头处于“心脏”的位置,喷头成本占整个设备成本的一半左右,而世界上70%喷头却被日本垄断,中国在喷头领域依然空白,这给喷墨数码印花的应用带来了巨大阻力。

 

谢永林博士作为领域内权威专家之一,致力于研发国家第一款具有自主知识产权的喷墨喷头,填补国内空白,助力成就国家喷墨数码打印中国梦。




七彩云印染的家特别走进苏州锐发,邀请谢永林博士讲述他与喷墨喷头的渊源,一睹国家首款工业级喷头的风采。


 

二十余年, 从未离开过喷墨领域

 

谢永林,博士、研究员、博士生导师,中组部“千人计划”特聘专家、江苏省三维打印产业技术创新战略联盟理事、中科院苏州纳米所喷墨打印技术研究中心主任,苏州锐发打印技术有限公司创始人、董事长。

 

80年代,谢永林在北京大学物理系先后获得物理学士、硕士学位。 留校执教两年后,远赴美国波士顿大学攻读物理学博士学位。

 

1995年博士毕业时,曾面临研究院所和工业企业之间的抉择;为了更近距离的接触与服务消费人群,他最终选择工业界,进入大名鼎鼎的施乐公司工作,这打开了谢永林博士探索喷墨喷头的大门。 



当时施乐公司已经研发喷墨打印十几年,推出了300dpi单色打印产品,谢永林博士入职后,开始参与600dpi彩色打印机的研发。施乐专注办公打印领域,公司内部具有自主研发和生产喷头、桌面打印机、和墨水的完整技术产业链,谢永林博士对热发泡喷头的研发经历随之开始。

 

2002年,谢永林博士受邀到美国TRIDENT-ITW公司担任开发部经理,研发压电式喷头。3年时间,他带领团队完成了一个项目的产品开发和技术开发,把压电式喷头里里外外通了一遍。


 

2005年,柯达公司向喷墨打印领域进军,谢永林博士受邀进入柯达。

 

据介绍,财大气粗的柯达,曾经被戏称印胶卷比印钱还快,他们不息花重金聘任各个领域的人才,并且给予充分自由的发展空间,50%时间规定工作,50%时间自由支配。

 

谢永林博士在柯达领导和参与过8项产品开发项目,为公司创造了十多亿美元的产值,并荣获美国柯达公司杰出发明家奖;申请了158项美国及其他国际专利,其中87项已授权。


2011年,他回国探亲,路过苏州时与纳米所所长一起聊天,受邀回国创业。满腔爱国情怀一拍即合,能够为祖国喷墨领域做出贡献,正是无尚的荣誉与幸福。

 

2012年,谢永林博士成功入选中组部第八批“千人计划”特聘专家。2013年正式回国,当年入选苏州工业园区“金鸡湖双百人才计划”海外高层次领军人才。



2013年在中科院纳米所建立喷墨打印技术研究中心,为了加速科技成果产业化,当年注册苏州锐发,主要研发产品包括数码打印芯片和数码打印喷头,以及3D打印设备。数码打印喷头包括热发泡打印喷头和压电打印喷头。上述产品主要应用于高速办公打印、广告喷绘、商业印刷、纺织数码印花、砂型3D打印、全彩色3D打印等。


谢永林博士给锐发定的小目标是三年做出产品,但由于国内喷墨领域的困难重重,目标被迫延期。最大的困难莫过于设施与人才的匮乏。据介绍,当年锐发关于喷墨技术人员的招聘,竟然没有一人来应聘。


遇山开路遇水架桥,对于喷墨打印喷头的责任感和使命感,驱使谢永林博士不屈不挠推进各项进展,人才没有就自主培养,他从零开始带新人,几乎没有休息过,节假日都是在实验室度过。



功夫不负有心人,截至2018年5月,谢永林博士培育了一只40多人的喷墨打印技术和产品研发生产团队。核心团队成员包括MEMS设计及制造工艺领域国际专家、喷墨打印芯片与系统领域国际专家、喷墨打印驱动控制与测试领域国际专家、MEMS喷墨打印芯片制造领域国际专家等多位国外专家。另外,其他关键技术问题都得到了突破,第一条生产线在安诺其出资的帮助下正式建立起来,今年下半年有望实现部分量产。


 

突破关键技术 国产喷头未来可期

 

据悉,对于数码打印芯片和数码打印喷头,我国安全诉求强烈,国家党政军、企事业单位的打印设备大多仍采用国外品牌,办公信息存在安全隐患,在打印机工作过程中,存储、芯片和网络都有可能造成信息泄露,攻克核心技术,实现自主生产的需求迫切。就数码打印芯片和数码打印喷头而言,仅在国内替代进口,市场已经足够大。



谢永林博士重任在肩,信心满满,他的目标不是取代进口而是超越进口。

 

据介绍,喷墨数码打印核心技术主要包括:高速高精度多喷孔阵列式喷墨打印头设计、MEMS制造工艺和CMOS芯片集成技术、多功能高速数码打印驱动ASIC和电路板设计、喷墨打印头MEMS封装集成技术、喷墨打印设备系统工程技术、喷墨打印系统软件技术等。

 

谢永林博士强调,工业打印最重要的是速度快,可靠性高,寿命长。锐发喷头研发解决的核心问题正是基于上述诉求,采用MEMS工艺,增加喷嘴密度,把喷嘴数大大提高的同时,需要面积更小,成本更低。



锐发即将发布的首款工业级高速喷头,打印宽度102毫米,分辨率1200dpi,最小墨滴4PL,喷射频率20K。喷头价格待定,但一定会比进口喷头低,也将相应带动打印机、耗材成本的下降,终极目标达到传统印花的制造成本。

 

锐发在后期服务也将全面提升用户体验。由于是本土企业,研发、生产、售后服务都在中国,对于企业的服务也会本质性改善。帮助大家提升喷头使用寿命,让使用效率更高。

 

此外,谢永林博士介绍,当前Single-Pass需要几百个喷头结合在一起,成本不菲,以后锐发喷头可以定制1.8米或者任何宽幅的喷头产品,实现无缝拼接。

 

锐发喷头在价格、速度、可靠性、寿命以及服务等各个维度共同优化,真正打造成行业转型升级的加速器。




 锐发的产品线规划:

 

2018年第一代热发泡喷头开始量产;计划年产1万个喷头;主要应用于高速办公打印、广告喷绘、商业印刷、纺织数码印花、砂型3D打印、全彩色3D打印。

 

2019年第一代压电喷头和第二代热发泡喷头开始量产,累计建成年产3万个喷头的生产线;数码打印喷头的新应用领域包括印刷电子、OLED显示、金属3D打印、包装打印。

 

2020年扩大喷头产能和应用,累计建成年产6万个喷头的生产线。

 

2021年丰富喷头产品,累计建成年产10万个喷头的生产线。




写到最后

 

对于普通百姓而言,提到喷头几乎被日本垄断,会感到匪夷所思。因为我们国家可以登月,可以有航母,而小小的喷头,却一直属于空白领域。

 

谢永林博士解释说,这与国家的重视程度有关,前几年国家没有专门支持喷墨打印头的研发项目,国家科技部2017年的重大研究计划里虽然有喷头研发项目, 但资金很少,杯水车薪,难以实现相关技术研发和产业化生产的重大突破。

 

谢永林博士认为,随着国家重视程度的日益提高,喷墨核心技术的掌握和人才团队的成熟,国产喷头和芯片自主生产可以做到,相信锐发必将助力成就国家喷墨数码打印中国梦!



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