国产喷头大业已启！
——专访锐发打印技术有限公司总经理谢永林
潜心研发喷头已超20载
《时尚印花》：谢总您好，您是怎么涉足喷头研发领域的？
谢永林：我当年是在北京大学念本科，学的是物理专业。那时候，杨振宁、李振道刚获得了诺贝尔奖，正是他们最热门的时候。我本科毕业以后又在北大继续读硕士，硕士毕业以后留校教书两年，然后到国外读博士，博士毕业以后直接到施乐公司，做喷墨打印技术产品的研究。后来离开施乐到专门做喷头的Trident公司。在Trident那儿做了几年新技术开发部门的经理，几年以后我又来到柯达，参与了热气泡式办公打印机和高速商业打印机这两大项目，之后在2013年回国。
我从事喷头研发已长达二十多年，除了在柯达做连续喷墨，在施乐、Trident做的都是DOD（按需喷墨），压电、热气泡DOD都做过。回国后接着做，不过用处不一样了，像以前美国做的都是打印在纸上的喷墨技术和产品，但我现在研发的喷墨技术主要用在数码制造应用上，包括纺织数码印花和3D打印。
我觉得纺织数码印花是很大一个市场，据市场调查报告统计，中国2014年有200亿平米印花产量，但是现在真正用数码来印的，可能也就只有几亿或是十几亿。如果能把这个200亿的20%或50%实现数码印花，那将是很大的一个商业的机会。
但现在数码印花成本还是比较高，这样就制约了数码印花进一步发展。我觉得这个成本可以再降低，需要降到和传统的印花成本差不多才可以。
《时尚印花》：您回到中国后，潜心喷头研发有几年时间？
谢永林：已经有三年了，第一年主要是在建团队，建实验室，接下来就是真正在做研发。这两年我基本没有休息过，节假日几乎都是在实验室度过。刚开始压力比较大，那个阶段问题相当多，团队也不是很成熟，现在好多了，一切都步入正轨。我现在主要精力放在市场方面，包括喷头未来应用方向、如何与设备商合作、终端用户对于质量和成本的需求，另外还要开始喷头从样品到大规模量产之间的生产线建设。
《时尚印花》：现在很多人会质疑中国能否制造出精密度极高的喷头？因为喷头这种高精技术产业，对加工能力要求太高了。
谢永林：是的，的确喷头对于制造过程要求极高。我们接下去的主要任务就是解决喷头量产的良品率问题，还有最后产品的质量问题。
《时尚印花》：国内的几家喷头开发商，你接触过吗？
谢永林：有接触，实际上他们做喷头好多年了，他们主要做的是压电喷头。目前还没有生产销售可能有两方面原因，一方面是它们质量和良率可能还没达到生产的要求，另一方面是成本还太高。
一开始很多客户希望我们先开发压电喷头，但经过仔细分析后我们意识到开发压电喷头会有一系列技术上和成本上的局限性，这个局限让我要在较短时间内能够研发出与日本压电喷头匹敌的国产喷头成功概率极为渺茫。但热发泡喷头就不一样了，日本人没有，美国人不外售，我们就努力把这个做好，并且从速度和成本上，让印花行业能够把它用起来。这就是我们可以做到的，也是可以做成功的。
《时尚印花》：您即将发布的中国第一款工业级喷头，有哪些亮点？
谢永林：我们即将发布的这一款工业级高速喷头，是一款热发泡喷头，主要用于Single-Pass打印，这款喷头打印宽度102毫米，分辨率1200dpi，最小墨滴4PL。喷头价格暂时未定，主要决定于喷头的使用寿命。另外同期我们会发布一款小型4色喷头，主要用于扫描式打印机，分辨率相同。
接下来我们会考虑出一个6PL喷头，因为考虑到印花需要大一点的墨量，这样颜色的饱和度会更好一些。
《时尚印花》：但是现在大家很少用热发泡技术？
谢永林：这是因为市场上很少有人研发热发泡喷头。现在全球的热发泡基本上集中在3家公司：HP、Canon还有Memjet这三家。HP、Canon这两家不单独提供喷头，Memjet可以单独提供喷头，但是它必须和墨水绑定，它的墨水非常贵，而且还不能用在印花上，此外，它的喷头还有个很大的问题，就是它的寿命非常短，只有一般的喷头寿命的十分之一。我们的热发泡喷头，寿命则得到很大提高，是HP、Canon的喷头寿命的10倍。
《时尚印花》：您开发的这款喷头，喷射频率可以做到多少？
谢永林：现在可以做到20K。我以前在实验室甚至做过一款频率高达500K的喷头，但并没有做成产品。
《时尚印花》：其实20K以后还可以往上提升？
谢永林：当然可以。只是现在很多扫描机打印速度不能太高，担心会造成机器都不稳定了。Single-Pass数码印花一般也就做到每分钟70米、100米，所以频率来说，我们这个每分钟100米已经绰绰有余。当然，300米/分钟的高速我们喷头也可以支持，所以频率不是问题。
MEMS技术在中国已经比较成熟
《时尚印花》：新喷头对制造技术要求很高吗？
谢永林：要求很高，我们的喷头全部用MEMS工艺制造。这种喷头加工工艺有两个优势：一是我可以增加喷嘴密度，把喷嘴数大大提高；二是我做同一个喷头，需要的面积更小，成本就更低。所以为什么我们的喷头喷嘴数多，成本还低，占的面积也小，就是因为我用MEMS技术做的喷头。我们热发泡喷头做出来的每一个喷嘴，面积比压电喷头的每一个喷嘴要小20倍。我可以把热发泡喷头性价比做的比压电喷头高8倍甚至更多。
《时尚印花》：MEMS技术到底是一种什么样的技术？
谢永林：中国在以前是没有MEMS技术。这五年来，随着中国制造能力不断提高，MEMS技术在中国（尤其是苏州）已经比较成熟了。MEMS技术一般是以硅作为基础进行加工，它可以实现更高精度，更高效率，更低成本。MEMS芯片是喷头最核心的部分，因为采用批量化的生产方式，使我们可以用很低的成本生产出大量芯片，这是和压电相比的一个巨大的优势。
《时尚印花》：为什么说MEMS芯片是喷头最核心的部分？
谢永林：芯片里面有喷嘴，有驱动器，有控制，有墨水通道，有集成电路，所有这一切都是集成在这个芯片里的。适合的墨水类别、墨滴大小、墨滴发射频率、喷嘴的发射控制都是由芯片来决定的。
由于压电驱动器制造工艺的局限，压电喷头的驱动部分只能放在喷头外面的驱动电路板上，驱动电路和芯片无法集成在一起，但我们的驱动集成电路（IC）可以和芯片集成在一起。
《时尚印花》：如果驱动电路和芯片不能集成，会带来哪些弊端？
谢永林：会造成很多弊端，包括成本比较高，控制的灵活性比较小。压电因为没法把集成电路做到芯片上，所以就不可能把喷嘴密度做得很高，这也就是为何压电喷头无法突破更多喷嘴数的原因。像我们这个芯片上的电路里面，除了控制驱动和喷头发射以外，还可以测量并控制它的温度，做各种各样的补偿（比如说我打印的不均匀性，包括有的喷嘴大，有的喷嘴小，我可以通过我的芯片电路可以把这些补偿），这些功能都可以做。
我们喷头的喷嘴数比压电喷头多得多，但喷头尺寸却比压电喷头小。小喷头装到机器里面会有一个好处，就是集成、安装比较方便，同时可以把机器做得比较小。
喷头主要与国产机进行配套
《时尚印花》：新喷头从开始设计到现在已经两年过去了，都做了哪些工作？
谢永林：我们花了一年的时间做工艺开发和设计，这个设计主要就是想看用怎么样的工艺能够做得比较好，第二年主要是做工业级喷头的设计，现在基本上两步都做完了，做完以后我觉得还是比较满意，速度从每秒钟两米到每秒五米都是可以实现的。
《时尚印花》：但是数码印花没有这么快，每秒一米左右。
谢永林：对，所以我们实际上就是超过数码印花的需求了。
《时尚印花》：新喷头试用没有？
谢永林：还没有，我们这两个月就开始做喷头的集成和初步测试，接下来我们会和一些印花设备商进行合作，在真实的印花机上面进行实际打印实验。我们现在已经开始考虑将来用什么商业模式和下游企业合作才能最好地满足终端客户的需求。
《时尚印花》：你销售是不是直接跟设备商进行合作呢？
谢永林：肯定要跟设备商合作。可以是OEM或者是其他方式。
《时尚印花》：喷头叫什么名字？
谢永林：目前暂定SUREjet，意思是高速、高均匀度、高可靠性。
《时尚印花》：喷头主要与国产机进行配套？
谢永林：是的。我想联合国产设备商单独开发一个机型，我们提供喷头驱动板，设备商的主控制板只需向我们的喷头驱动板传输打印图像数据和简单同步信号。
墨水很关键
《时尚印花》：现在墨水进展如何，已经在测试中了吗？
谢永林：现在我们两种墨水在开发，一种是颜料墨水，还有一种是热转印墨水，这两种墨水都已经在测试中。
《时尚印花》：新开发的颜料墨水，是否需要喷头具有内循环功能？
谢永林：不需要，以前办公打印都是用的颜料墨水，也没有配套内循环。我们自行研发的颜料墨水，采用进口色浆配置，颜色也不错，非常稳定，即使放很长时间，也不会沉淀，但会成本偏高。我们接下来会考虑国产颜料色浆，但性能还在测试和调整中，如果国产色浆墨水测试成功后，墨水成本可以更低一点，这样市场才会有突破。
《时尚印花》：喷嘴直径是什么单位？
谢永林：微米级。一般是10微米到几十微米。
《时尚印花》：之前听说过“六倍规模效应”，意思就是说喷嘴至少要做到墨滴的六倍尺寸才不至于被堵住。
谢永林：不是墨滴，是墨水里面的颗粒。喷嘴大小必须是墨水颗粒的很多倍。有的人说是6倍，有的人说是10倍，但是不能太小，10倍以下可能会有问题。造成堵头的原因很多，可能是由于墨水颗粒的团聚而造成，也可能是由于墨水在喷嘴里快速挥发干燥。因此关键是墨水配方的问题，配方好，就不会团聚，挥发也慢。配方不好，就会有团聚，或挥发太快。配方配得好，哪怕喷嘴细微，只有墨水颗粒的很小倍数也能通过去。
墨水其实是一个非常敏感的一个化学物，里面有各种各样的成分，有些成分很少但作用非常大，一旦缺少它就会导致墨水完全不能用，所以墨水配方很重要。尤其是热发泡喷头对墨水的配方更为敏感。为什么HP会把它们的喷头和墨水能够做成一套系统？只有这样才能保证它的墨水配方稳定不团聚，也能让它不堵不干。
2017年工业级喷头可进入生产，计划年产量一万只喷头
《时尚印花》：热发泡喷头何时可以面世？
谢永林：热发泡喷头今年就可以进入集成和试用，明年开始做批量生产和销售。相关配套墨水也会及时推出。
《时尚印花》：热发泡喷头用的墨水和压电喷头的墨水是否有很大区别？
谢永林：是的，有很大区别。压电喷头对墨水的兼容性更强，墨水的选择更多一些。但热发泡喷头必须用水性墨水，而且是低沸点的墨水。墨水配方不一样，它使用的效果和使用的寿命不一样，所以为什么我们自己必须花时间和精力开发墨水，就是我们需要提高它的质量，延长它的寿命。当然，我们会努力把墨水做到非常低的一个成本，这样让我们终端用户能够接受，也能够有很好的利润空间。
《时尚印花》：你有没有算过通过喷头国产化之后，每个喷嘴的成本在多少？是在1美元左右吗？
谢永林：压电喷头的单个喷嘴报价现在大约是两三美元，但我们热气泡喷头的喷嘴要便宜很多，一块钱人民币都不到。生产初期热发泡喷头的寿命可能比压电要短，所以更换可能会更频繁一些。但是热发泡喷头会显著降低成本，只有压电喷头的一半甚至更低成本。这样对于印花厂把机器升级换代，就比较容易，因为起始投资会低很多。
《时尚印花》：热发泡因为喷头寿命比较短，对于Single-Pass而言本身换喷头就是一项较为浩大的工程，你有什么比较好的解决方案？
谢永林：我们把喷头设计成一个可拼接的模式，客户不是买一个喷头，而是买的一个喷头组合，这样可以大大提高喷头更换的效率，保证对位精度。
《时尚印花》：以后会不会开发一些压电喷头？
谢永林：压电喷头已经在开发，并且工艺基本开发完成，从3PL到20PL以上的喷嘴都有。接下来我们目标就是如何把这些喷嘴集成为工业级喷头。因为难度比较高，如果按现在的进度，我估计压电工业级喷头要等到2017年才能研发完成，可能2018年才能进入生产。
《时尚印花》：今年德国德鲁巴展，我看到施乐负责松下喷头之间的拼接单元，这种喷头拼接是否很难？
谢永林：喷头拼接是很复杂的，难度很高。比如说我们这个喷头是由十个芯片拼起来，十个芯片之间的误差不能超过正负五个微米。
《时尚印花》：未来喷头能实现批量生产吗？
谢永林：可以，我们明年计划是年产量一万个。
《时尚印花》：之前是否找过国家进行一些支持？
谢永林：最近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有喷头研发项目，我们现在正在组织申报。
我们经过三年的努力，成果渐渐显现，喷头研发出来了，墨水也做好了，接下来就要努力实现产业化，并为下一步新产品开发做准备，总之，一切都让我们觉得很有希望。
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