噴墨列印頭介紹
噴墨印表機噴頭(即噴墨列印頭)是指能夠將油墨、染液、金屬分散劑及高分子材料等列印介質以一定速度從噴孔噴射到承印物,從而實現圖文信息輸出的裝置。
全球主要噴墨印表機噴頭製造商包括惠普、佳能、愛普生、富士膠片、賽爾、柯尼卡美能達、日本精工、TRIDENT、京瓷、東芝和理光等。從噴墨印表機噴頭主要供應商的市場佔有率來看,惠普在這一領域遙遙領先,是全球最大供應商。
從產品類型來看,噴墨印表機噴頭主要分為壓電式和熱動式(熱泡式)兩種,熱動式噴墨列印頭主要用於消費級及辦公應用市場,而壓電式噴墨頭在工業應用市場居於絕對的主導地位。由於科技的不斷進步以及噴墨列印技術應用成本的逐步降低,工業噴墨列印技術的應用也日益廣泛。當前壓電式噴墨列印頭在工商業中的應用已經不再局限於中高端戶外廣告噴繪,而是逐步拓展至紡織印染、陶瓷建材、電子、3D列印等工業領域。
目前,國內需求有不斷擴大的趨勢。一方面,我國正處於產業轉型升級、提升國家戰略性新興行業的關鍵時期,紡織印染、廣告傳媒、陶瓷建材、電子工業等國民經濟領域的技術改造以及3D列印及其他新興行業的發展將引發對先進工業噴墨列印設備的巨大市場需求,從而拉動對工業噴墨列印頭的需求;另一方面,下遊行業的快速發展及不斷升級也為工業噴墨列印頭行業指明了改進的方向。
然而,我國工業噴墨列印頭市場目前仍為國外品牌生產商所壟斷,國內尚無發展成熟的工業噴墨列印頭的自主品牌生產商。為改變當前全部產品依賴進口,受制於人的局面,早在「十二五」期間,工信部就已經將「噴墨數字印刷機壓電式噴墨列印頭製造技術」列為我國需要集中突破的產業關鍵共性技術。在政策利好的情況下。國內企業需要奮發圖強,加大科研攻關力度以儘早開發出具有自主智慧財產權的噴墨列印頭產品。
噴墨列印頭市場
據相關資訊報告介紹,在過去三年裡面,印刷行業曾經已經很成熟的噴墨列印頭市場發生了幾項不小的變化,市場相繼出現了多筆較大投資。這讓OEM列印頭製造廠商面臨著激烈競爭,都想以利用噴墨列印頭獲得新的商機。噴墨列印頭的發展從熱氣泡列印頭到壓電式列印頭,從傳統技術到MEMS技術,從消費類印刷再到工業列印應用,這些主要市場的變化驅動因素正在重塑列印頭產業,擴大OEM製造商進行新的產品組合研發。
其中愛普生(Epson)投資20億日元(大約1.9億美元)用於投資新工廠建設,研發利用最新的MEMS壓電技術拓展其PrecisionCore技術及相關列印頭產品線市場,更好地為專業需求市場服務。首批產品已於去年2019年春季從愛普生新的潔淨室和全自動裝配線出貨。
柯尼卡美能達(Konica Minolta)公司則在MEMS技術投資競賽中於2018年中收購了松下(Panasonic)的列印頭資產組合,利用該公司最新的薄膜壓電技術,為下一代列印頭做好準備,將服務於紡織、包裝和用於功能列印等工業列印市場範圍。
自從Cellink以約3000萬歐元(約合3300萬美元)收購Cytena開始,標誌著生物列印市場應用也正在逐漸形成。Cellink是一家3D生物列印工具提供商,通過此次收購,意在通過Cytena的單細胞技術平臺涉及到製藥服務市場。
噴墨列印頭主要廠商技術分類
此外,上海安諾其集團(Anoky Group)子公司蘇州銳發(RealFast Print Technology)也相繼傳來喜訊。與大約十年前MEMJET的興起類似,這家國內新的OEM列印頭製造商在2018年末發布了其工業級熱氣泡MEMS噴墨列印頭產品,同時還宣布其公司已經開發了新的壓電列印頭。
2018年~19年列印頭領域的重要事件
2024年市場營收預計可達33億美元
據市場諮詢報導預估,噴墨列印頭市場2024年的營收預計可達33億美元,從2018年~2024年期間的複合年增長率(CAGR)超過4.7%,同期,工業列印頭市場的複合年增長率(同比)可達13.26%。終端用戶需求、定製和需求的變化激發了工業列印市場,促進了對噴墨列印技術有巨大興趣的數字列印發展。
壓電式噴墨列印頭在工業列印應用中佔據主導地位,超過85%的列印頭出貨量基於傳統技術(非MEMS)。另一方面,消費類市場預計將繼續下滑(儘管惠普HP在2018年的時候出現了小幅反彈),部分原因在於其墨水忠誠度問題。
儘管三大頂級廠商——HP、佳能(Canon)和Epson都推出了全頁面列印頭模塊印表機,但由於辦公列印市場還無法完全補償消費類應用的下滑,到2024年,預計消費類和辦公列印市場將保持年同比下降1.1%。
噴墨列印頭細分市場及價格區間
HP以32%的市場份額將繼續領導消費類和辦公列印市場應用,並仍會繼續採用熱氣泡式噴墨列印頭。HP最新一代噴墨列印頭採用高清晰度噴嘴結構(HDNA),通過提供每英寸2400個噴嘴以及為每種顏色提供「雙墨滴重量」支持,可實現更平滑的過渡和顏色填充,增強陰影細節,使膚色更均勻。
本報告則重點介紹了噴墨列印頭器件的主要市場趨勢,其從消費類應用到功能列印,再到圖形、工業和3D噴墨列印。Yole公司還概述了MEMS及傳統列印頭市場的發展,並為主要應用提供了2018年~2024年期間的滲透率預測。
2018年~24年噴墨列印頭主要市場預測
從噴射彩色墨水的圖形列印開始,列印頭產品正在變得越來越像一種製造工具。隨著技術的成熟和品質的提高,噴墨列印頭能夠噴射有顏料或二氧化鈦的特種墨水、有挑戰性的白墨、以及導電金屬墨水和介電墨水等功能性墨水。此外,在應用使用方案上 例如:包裝應用、印刷電子、顯示和生物列印等工業市場的增長機會,也極大地推動了技術的改進發展。
事實上,為了提高圖像質量的高解析度列印,已經使大多數服務於工業市場的壓電列印頭廠商,採用MEMS薄膜PZT列印頭擴展其產品組合。Fujifilm Dimatix、Xaar和Océ-Canon已經為MEMS薄膜壓電列印頭鋪平了道路,而理光(Ricoh)和Konica Minolta(通過收購Panasonic)也將很快相繼推出新的MEMS列印頭。
MEMS噴墨列印頭供應鏈
薄膜PZT沉積工藝極具挑戰,需要大量的經驗積累。部分OEM列印頭製造商正通過MEMS代工廠的支持外包這一特定的製造工藝,而其他廠商則選擇自己內部進行MEMS生產。
本報告重點關注了MEMS壓電薄膜技術,特別是產業鏈生態系統、MEMS代工廠和OEM MEMS列印頭市場。本報告還討論了傳統列印頭製造商如何在這一領域進行創新,例如京瓷(Kyocera)對其塊體PZT技術的改進。
新的挑戰伴隨著新的市場機遇:避免堵塞的循環墨水列印頭,提高生產率的單通(single-pass)列印頭模塊,使用生物液體的熱氣泡生物列印工具等等。毫無疑問,隨著工業化市場的應用範圍不斷創新,噴墨列印頭的市場前景將會越來越好。