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2018-10-16 18:29 来源:新浪中医

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大三学生研发激光烧印机:直接“烧”出字迹

  “一门科学提出的每一种新见解都包含着这门科学的术语的革命”  2017年的秋冬之交,天文学界的热门话题肯定少不了人类首次发现源于太阳系外的小天体。

来源: 中国青年报 | 作者: 王培莲 | 时间: 2018-10-16 | 责编: 段留芳

大三学生研发激光烧印机:直接“烧”出字迹

不再用碳粉和硒鼓,只要把所需打印的纸张放进机器里,就可以用激光炭烧出想要的字。

吉林大学自动化专业大三学生张逸飞,带领研发团队将这款无污染、无多余耗材的激光烧印机更新到了第五代,并且与国内一家大型快递公司达成合作,今年年底激光烧印机将实现量产。

烧印灵感源于一次实验

激光烧印机是用高温激光对普通纤维纸照射,使纸张的局部温度升高,进而纤维发生碳化、变色、留下痕迹。张逸飞解释说,这种碳化痕迹是永久性的,可以实现日常所需的黑白打印功能。

烧印技术的灵感来源于张逸飞的一次实验。一次,他正在用激光雕刻机切割亚克力板,中途在给激光打印机加碳粉时,打印机突然停止了工作。张逸飞瞬间联想到,“能否用激光雕刻机代替激光打印机呢?”

他立即拿出一张A4纸,放在激光雕刻机上做起了实验。“但激光一射上来,纸就被烧透了。“如果能控制激光的功率和炙烧时间,结果也许会不一样”,看着破洞的纸,张逸飞打算做进一步研究。

他的想法得到了指导教师和同学的认可。没多久,他就用电机、亚克力板和芯片制作出了一个简易的激光烧印机模型,算是第一代激光烧印机。激光烧印机用于实践,首当其冲要解决纸张被烧焦的问题。

张逸飞和研发团队发现,可以在激光烧印机里内置压力传感器和光敏传感器。当纸张放进去的时候,传感器会测试出纸张的紧度、粗糙度,如此一来,纸张就会被解析成各种数据。 经过4个月的反复试验,通过控制纸张的紧度和激光的功率,最终克服了纸被烧焦的难题。

控制激光的功率要在芯片里写代码,张逸飞就在网上自学编程,不断地优化激光烧印机。他介绍,前四代激光烧印机主要是围绕烧印机运转的算法和光路进行改进,即将推出的第五代则是一个质的飞跃,由学生作品发展到可以市场化的商品。

第五代激光烧印机,实现了每分钟120张的打印速度,可比拟市场上激光打印机的精度和速度。目前激光烧印机还不能进行彩色打印,张逸飞说,“如果需要彩色字体,可以另外安装一个彩色喷墨。”

“先放弃蛋糕,选择饼干”

激光烧印机与打印机相比,最大的优势是无耗材,环保健康。无论是硒鼓的生产还是废弃硒鼓的处理都会对环境造成很大污染,选择回收的成本又很高。此外,传统打印机使用的碳粉受到多种因素制约,大小偏差很大,碳粉颗粒会在人体积累,长期吸入损伤肺部。

起初,张逸飞把产品的目标市场定位为家用或者中小公司办公使用,“那是一块还没人吃的大蛋糕,但目前只能放弃。”

在市场调研中他们发现,一台烧印机的售价在5000元到两万元,而市面上的激光打印机千元左右就可以买到。这么高的价格很难得到普通家庭和中小公司的青睐。此时,快递行业进入了他们的视线。

近年来,网上购物带动着快递行业快速发展,快递单的打印量随之猛增。传统快递面单有两层,底层为传统不干胶标签纸,上层为用来打印快递信息的热敏纸。一张快递面单的成本为6分钱左右,平均一个快递集散中心一天耗费在快递面单上的费用大概2000元。张逸飞计算过,“如果用激光烧印机代替激光打印机,可以节约一大半成本”。

普通打印不仅成本较高,上面的字迹通过一些技术手段就可以被涂抹和更改。激光炭烧则是把字迹嵌入纸张之中,可以永久保存,且不易变色。

在吉林大学创业研究中心副主任费宇鹏的帮助下,张逸飞和团队有了明确的市场定位:主推快递面单和超市标签的打印领域。“虽然家庭、办公用的烧印机需求量远大于快递行业,但是我得放下这块蛋糕,先拿起饼干。”张逸飞说。

绿色打印有前景

“如果普及使用激光烧印机,以某快递云仓一年700万发货量计算,一个云仓一年可节省28万元。仅这家快递公司这种规模的云仓就有400多家,一年可以节省1.12万元左右。”张逸飞说。

目前,张逸飞团队正在与一家快递公司合作,研发与现有标签打印机印刷及安全指标相似的激光烧印机,这样可直接在传统不干胶标签纸表面印刷,不再需要复合热敏纸。

“有前景!”费宇鹏说,除快递单打印,商品登记、发票等存档打印品的市场也有着很大的需求。在他看来,激光烧印机要想普及,还得克服两个难题:一是烧印技术和产品细节需要再完善,例如在快递行业里如何优化烧印机的设计,提高便携程度,并做好安全防护;二是产品推广有难度,一时很难改变用户的打印使用习惯。

费宇鹏建议,在与企业合作试点的过程中去发现问题,获取用户反馈,针对反馈意见和要求不断进行产品的更新迭代。

张逸飞团队有10名主要成员,都是来自吉林大学各个学院的学生,正准备成立一家科技公司。“大家各司其职,工作氛围很好。”大二学生朱磊负责激光烧印机的零配件优化。他介绍,第五代激光烧印机最大的创新点在于高速旋转振镜的使用,这样可以大幅度地提高打印幅面,增加打印速度。他正通过大量地数据演算、实验,对振镜的稳定性进行测试和优化。

目前,年底进行量产的激光烧机的工作时长可以达到8万个小时,此后激光的功率会不稳定。“不过只需要更换一个配件即可,价格在千元左右。”张逸飞说,为了防止激光烧印机被模仿和复制,他们计划每年进行两次产品的更新迭代。明年推出的烧印机可以实现用手机、蓝牙操控,下一步还可以实现远程控制。(记者 王培莲 实习生 张航)

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