印刷电子喷墨印刷设备 第一部分：基于成像的液滴喷射速度测量标准立项报告

印刷电子喷墨印刷设备第一部分：基于成像的液滴喷射速度测量标准立项报告EnglishTitlePrintedElectronics–InkjetPrintingEquipment–Part1:Imaging-BasedMeasurementofJettingSpeed摘要本报告围绕《印刷电子喷墨印刷设备第一部分：基于成像的液滴喷射速度测量》标准的立项背景、目的意义、技术范围及主要内容展开系统性分析。喷墨技术因其高精度液滴控制能力（体积可控制在0.1皮升以内，定位精度达微米级），已成为印刷电子、医疗分配及高精度工业制造中的关键技术。然而，目前国内外缺乏统一的液滴喷射速度测量标准，导致不同测量方法的结果存在显著差异，严重影响工艺可靠性与数据可比性。本标准提案旨在规范基于图像分析的液滴速度测量方法，推动我国印刷电子装备技术与IEC62899-302-1:2017国际标准接轨，提升行业测量一致性与产品质量。报告详细阐述了标准的技术框架，包括总则、四种具体测量方法（液滴输送速度、单闪模式速度、瞬时速度曲线及双闪光模式速度）及图像处理算法，为行业提供科学、可操作的测量规范。关键词喷墨印刷；液滴速度测量；图像处理；印刷电子；标准化；IEC62899；喷射特性分析InkjetPrinting;DropletVelocityMeasurement;ImageProcessing;PrintedElectronics;Standardization;IEC62899;JettingCharacterization正文一、立项目的与意义喷墨技术通过微型喷嘴实现液滴的精确喷射与图案化沉积，其液滴体积控制精度可达0.1皮升（pL）以下，位置精度达微米级，已成为家庭、商业及工业领域不可或缺的核心技术。在印刷电子领域，喷墨技术作为一种附加型制造工艺，具有无需去除底层材料、多图层高效堆叠、材料利用率高、环境友好等突出优势，广泛应用于柔性电路、传感器、显示器件等电子元件的图案化制造。随着喷墨技术应用场景的不断扩大，对液滴喷射行为的精确控制提出了更高要求。液滴喷射速度与体积是评估喷墨头性能的关键参数，直接影响图案分辨率、层厚均匀性及器件功能性。基于视觉图像的测量技术因其非接触、高时空分辨率的特性，成为获取液滴物理信息（如速度、形态、轨迹）的主流手段。然而，目前缺乏统一的测量标准，导致不同设备或实验室的测量结果差异显著，工艺工程师难以客观评估油墨或喷墨头性能数据，制约了技术推广与产业链协同。国际电工委员会印刷电子技术委员会（IEC/TC119）已于2017年发布IEC62899-302-1:2017标准，规范了基于成像的液滴速度测量方法，但我国尚未完成采标。本项目旨在制定与国际标准接轨的国家/行业标准，通过统一测试流程、算法规范及数据分析方法，提升我国喷墨装备制造与应用的技术水平，减少因测量偏差导致的生产风险，促进高端印刷电子装备的国产化与国际化。二、范围与主要技术内容范围本标准适用于按需喷墨（Drop-on-Demand）型印刷设备，通过液滴分析系统获取的可视化图像，规范液滴喷射速度的测量方法。本标准不适用于连续喷墨（ContinuousInkjet）系统。主要技术内容本标准涵盖测试流程、图像处理算法及喷射行为分析三大模块，具体包括以下技术条款：1.喷墨速度测量总则：规定测量环境条件、设备校准要求、图像采集参数（如分辨率、帧率、照明强度）及数据有效性判定准则。2.液滴输送速度测量过程（方法1）：基于多帧图像序列追踪液滴质心位移，计算平均输送速度，适用于稳态喷射评估。3.用单闪模式测量瞬时喷射速度的过程（方法2）：通过单次闪光照明捕捉液滴瞬时形态与位置，结合时间间隔计算瞬时速度。4.瞬时喷射速度曲线处理（方法3）：对液滴飞行全程进行多点采样，构建速度-时间曲线，分析加速/减速行为及稳定性。5.用双闪光测量瞬时喷射速度的过程（方法4）：利用双脉冲光源触发图像采集，通过位移差与时间间隔计算瞬时速度，适用于高频喷射场景。此外，标准还将明确图像处理算法的核心要求，包括边缘检测、质心定位、噪声滤波及不确定度评估方法，确保测量结果的重复性与可比性。介绍修订的主要企事业单位或标委会全国印刷标准化技术委员会（SAC/TC170）作为本项目的主要推进单位，全国印刷标准化技术委员会（SAC/TC170）是国家标准化管理委员会批准成立的权威技术组织，负责全国印刷技术领域的标准化工作。该委员会由印刷设备制造商、材料供应商、科研院所及检测机构等多元主体组成，具备深厚的行业资源与技术积累。近年来，SAC/TC170主导制定了多项印刷领域国家标准和行业标准，如《GB/T3264-2023数字印刷品质量要求及检验方法》，并积极参与ISO/TC130等国际标准化活动。在本标准制定中，SAC/TC170将组织产学研用多方专家，结合我国喷墨装备制造与印刷电子应用需求，确保标准技术内容的先进性、实用性与国际兼容性。结论本标准通过规范基于成像的液滴喷射速度测量方法，将为喷墨印刷设备制造、油墨研发及工艺优化提供统一、可靠的技术依据。实施后有望显著提升我国印刷电子产业链的测量一致性、产品合格率与国际竞争力。未来，建议进一步开展以下工作：1.推动本标准与IEC62899-302-1:2017的协同互认，促进国产设备出口；2.扩展标准适用范围至多喷嘴阵列、非牛顿流体等复杂场景；3.结合人工智能与高速成像技术，开发智能化的液滴行为分析工具。本标准的制定与实施将对我国印刷电子技术的高质量发展产生深远影响。参考文献[1]IEC62899-302-1:2017,Printedelectronics–Part302-1:Equ