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​A cabeça de impressão é a parte de um sistema de impressão que contém bocais que expelem tinta. As cabeças de impressão piezoelétricas são compostas por um componente ativo chamado de 'atuador', uma série de tubos e canais coletivamente chamados de 'trajeto do fluido' e alguns componentes eletrônicos para controlar os canais individuais. O atuador contém uma série de paredes paralelas que formam os canais, que são feitos de um material cerâmico piezoelétrico que se deforma ao se aplicar uma tensão (o efeito piezoelétrico reverso). Nas cabeças de impressão da Xaar, a movimentação das paredes dos canais individuais cria ondas de pressão acústicas que, por sua vez, ejetam tinta dos bocais na extremidade ou na lateral de cada um dos canais.

O efeito piezoelétrico reverso causa a deformação do material cerâmico de uma de duas formas, que são usadas para criar dois modos de operação diferentes para a cabeça de impressão: o modo de ‘curvatura’ e o modo de ‘cisalhamento’.

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Cabeças de impressão no modo de curvatura

Nas cabeças de impressão no modo de curvatura, um pedaço de material piezoelétrico é colado ao topo da câmara de tinta. Quando se aplica um campo elétrico na mesma direção em que o material é polarizado, o pedaço de material se expande ou contrai. Se um lado do material ficar colado ao topo de uma câmara de tinta, a expansão faz com que o topo se curve (tecnicamente, isso se chama atuação transversal). Isso cria uma variação de pressão que desloca um volume de tinta, fazendo com que as gotas sejam expelidas do bocal.​

Cabeças de impressão no modo de cisalhamento

​In shear mode printheads the electric field is applied perpendicular to the direction in which the material is poled. The deformation creates a shear effect (trapezoid shape) as can be seen in the Nas cabeças de impressão no modo de cisalhamento, o campo elétrico é aplicado perpendicularmente à direção em que o material é polarizado. A deformação cria um efeito de cisalhamento (formato trapezoidal), como pode ser visto na animação das paredes dos canais abaixo. Um único pedaço do material polarizado cria o que é chamado de escoramento monolítico – a parede é fixa no fundo e flexiona em torna deste ponto.​

A animação mostra as paredes do canal rompendo de um lado ao outro.​

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Formato dentado

Todas as cabeças de impressão Xaar 1003 possuem um atuador feito de 2 pedaços de material piezoelétrico opostamente polarizados e fundidos. Quando o campo elétrico é aplicada, as 2 seções das paredes do canal defletem na união, criando um formato 'dentado'. Isso ocorre a uma frequência muito alta dentro da cabeça de impressão, a animação é desacelerada para mostrar a atuação do formato dentado em três paredes de canais adjacentes.

O modelo dentado usado pela Xaar é muito eficiente em termos de energia, reduzindo a tensão de alimentação necessário e, assim, o consumo de energia. Ele também oferece:

  • Desempenho mais consistente que um material de uma só polarização (escoramento monolítico)
  • Melhor uniformidade na formação das gotas 
  • Melhor precisão no posicionamento das gotas
  • Melhor qualidade de impressão como resultado
  • Menor tensão mecânico, prolongando a vida útil do atuador

 

Onda acústica

Quando as paredes dos canais são flexionadas (acionadas) na forma dentada a uma alta frequência, cria-se uma onda acústica. Essa onda de pressão força as gotículas de tinta para fora dos bocais.

A animação mostra ondas acústicas subindo e descendo pelo canal. Esse método de ejeção das gotas é muito eficiente. As paredes vibram a cerca de 150 kHz

 

Parede compartilhada

O design de parede compartilhada da Xaar é uma técnica de aumentar a resolução original ou a densidade do canal. Cada canal tem 2 paredes feitas de material piezoelétrico. Assim, essas paredes são compartilhadas entre os canais adjacentes e podem ser usadas para disparar os dois canais adjacentes, independentemente. A estrutura faz uso eficiente do material piezoelétrico, criando cabeças de impressão econômicas com alta densidade de bocais.

 

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Arquitetura end shooter

O design convencional de cabeças de impressão a jato de tinta utiliza a arquitetura end shooter. Isso significa que essas cabeças de impressão possuem orifícios de bocais na extremidade de cada canal pelo qual a tinta é ejetada. ​​

Arquitetura Hybrid Side Shooter™​​

A arquitetura Hybrid Side Shooter™ da Xaar possui uma entrada e uma saída para a tinta, bem como um bocal separado em cada canal. O bocal fica na lateral do canal de tinta, e as gotas são ejetadas perpendicularmente ao fluxo da tinta.