压电—电流体喷头设计及喷印装备开发研究
发布时间：2021-11-07 02:20
电流体喷印是一种新型的喷墨打印技术,在喷嘴和基板之间施加电场将溶液从喷嘴中“拉”出,从而能够实现微米乃至纳米级别的分辨率。目前市场上在售的电流体喷印装备在实现DOD喷印时受到电流体喷印的工艺限制能够实现的频率不高,因此喷印效率低下;传统的喷墨打印通过压电驱动或是热汽泡驱动可以实现高达20KHz的喷印频率,喷印效率较高,但是压电喷墨打印受到喷嘴尺寸的限制其分辨率最高只能达到30μm。本论文提出了“挤压式”压电和“拉伸式”电流体混合驱动的高效高分辨率压电-电流体喷头,该喷头在喷印的过程中使用压电膜片驱动溶液使其在喷嘴处周期性地形成弯液面,在喷嘴和基板之间施加电场使得的弯液面形成泰勒锥并进一步的形成锥射流,因此该喷头具备高分辨率的同时也具备高频喷射性能,对于电流体喷印的工业化应用具有重要的意义。本论文的主要工作包括:（1）建立了压电-电流体喷头中压电驱动膜片的动力学模型,分析了喷墨过程中影响腔体内部体积变化量的关键因素;对压电喷墨、电流体喷印点喷、压电集成喷印过程进行了有限元模拟,揭示了三种喷印模式的射流形成过程,验证了压电-电流体喷头能够兼具电流体喷印的高分辨率和压电流体喷印的高频喷射的可...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
压电喷头：（a）PH-04a喷头组装图、（b）PH-04a喷头爆炸图、（c）MD-K-130喷头除了上述的两个领域，压电喷墨技术还可以用来喷印熔融的胶体，比如在集成
)T u +( u) u u u 0，需要经过如下的步程度简化数值仿真仿真时为了简化计）仿真过程中所使用作用力为中心对称变ol 中建立如图 2-4 所
JA 1.0mmAB 0.5mm压电喷头在喷印过程中通过给压电片施加周期性的脉冲来驱动压电片产生周期性的振动，从而产生驱动波使得液滴从喷嘴中射出，但是在整个射流周期中供液腔和喷嘴处的压力不同，并且在喷嘴处存在波动残留，这会导致在数值仿真的过程中某些网格出现额外的流体而导致仿真的结果失真。为了解决这一问题，需要对上述过程进行简化，通过施加脉冲来使得压电片产生驱动力直接简化为给溶液施加周期性的压力，体现在上述的模型中即 OG 表示压力的入口边界条件。2）添加多物理场并设定边界条件Comsol 提供了便捷的图形用户接口（GUI），在数值仿真的过程中只需要在菜单栏 Ribbon 中选择需要添加的物理场便可以实现多物理场的添加，如图 2-5 所示，压电喷墨数值仿真的过程中需要添加的是层流两相流多物理场，选择的研究方法为水平集方法（Level Set Method）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种高效的池式内存管理器的设计[J]. 杨雨露,薛凤云,李文田. 计算机光盘软件与应用. 2013(03)
[2]泵用圆形压电双晶片弯曲变形分析[J]. 孙晓锋,杨志刚,邵泽波,段浩,姜斌. 排灌机械工程学报. 2013(01)
[3]气溶胶喷印技术研究进展[J]. 杨丽媛,刘永强,魏雨,张孟,王凤霞,潘革波. 中国印刷与包装研究. 2012(02)
[4]柔性电子喷印制造:材料、工艺和设备[J]. 尹周平,黄永安,布宁斌,王小梅,熊有伦. 科学通报. 2010(25)
[5]大型3D场景漫游系统内存管理[J]. 肖康,刘福岩. 计算机工程与设计. 2010(10)
[6]内存池在Vxworks系统内存管理中应用[J]. 邹寅伟. 科学技术与工程. 2007(10)
[7]Windows中段页式内存管理硬件实现剖析[J]. 王传旭,刘云,闫春娟. 计算机时代. 2003(04)
[8]亥姆霍兹共鸣器[J]. 马大猷. 声学技术. 2002(Z1)
博士论文
[1]压电喷墨印刷墨滴成形及特性研究[D]. 贾春江.华南理工大学 2013
[2]气动膜片式金属微滴喷射理论与实验研究[D]. 舒霞云.华中科技大学 2009
硕士论文
[1]压电驱动式热溶胶喷射阀机理及实验研究[D]. 杨洋.吉林大学 2016
[2]DOD压电式喷墨打印液滴形成和沉积过程的研究[D]. 蔡昊.华中科技大学 2015
[3]分布式海量数据储存系统负载均衡算法的优化设计与实现[D]. 许俊红.电子科技大学 2013
[4]压电驱动膜片式微滴喷射技术仿真分析与实验研究[D]. 周诗贵.上海交通大学 2013
本文编号：3480970
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
压电喷头：（a）PH-04a喷头组装图、（b）PH-04a喷头爆炸图、（c）MD-K-130喷头除了上述的两个领域，压电喷墨技术还可以用来喷印熔融的胶体，比如在集成
)T u +( u) u u u 0，需要经过如下的步程度简化数值仿真仿真时为了简化计）仿真过程中所使用作用力为中心对称变ol 中建立如图 2-4 所
JA 1.0mmAB 0.5mm压电喷头在喷印过程中通过给压电片施加周期性的脉冲来驱动压电片产生周期性的振动，从而产生驱动波使得液滴从喷嘴中射出，但是在整个射流周期中供液腔和喷嘴处的压力不同，并且在喷嘴处存在波动残留，这会导致在数值仿真的过程中某些网格出现额外的流体而导致仿真的结果失真。为了解决这一问题，需要对上述过程进行简化，通过施加脉冲来使得压电片产生驱动力直接简化为给溶液施加周期性的压力，体现在上述的模型中即 OG 表示压力的入口边界条件。2）添加多物理场并设定边界条件Comsol 提供了便捷的图形用户接口（GUI），在数值仿真的过程中只需要在菜单栏 Ribbon 中选择需要添加的物理场便可以实现多物理场的添加，如图 2-5 所示，压电喷墨数值仿真的过程中需要添加的是层流两相流多物理场，选择的研究方法为水平集方法（Level Set Method）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种高效的池式内存管理器的设计[J]. 杨雨露,薛凤云,李文田. 计算机光盘软件与应用. 2013(03)
[2]泵用圆形压电双晶片弯曲变形分析[J]. 孙晓锋,杨志刚,邵泽波,段浩,姜斌. 排灌机械工程学报. 2013(01)
[3]气溶胶喷印技术研究进展[J]. 杨丽媛,刘永强,魏雨,张孟,王凤霞,潘革波. 中国印刷与包装研究. 2012(02)
[4]柔性电子喷印制造:材料、工艺和设备[J]. 尹周平,黄永安,布宁斌,王小梅,熊有伦. 科学通报. 2010(25)
[5]大型3D场景漫游系统内存管理[J]. 肖康,刘福岩. 计算机工程与设计. 2010(10)
[6]内存池在Vxworks系统内存管理中应用[J]. 邹寅伟. 科学技术与工程. 2007(10)
[7]Windows中段页式内存管理硬件实现剖析[J]. 王传旭,刘云,闫春娟. 计算机时代. 2003(04)
[8]亥姆霍兹共鸣器[J]. 马大猷. 声学技术. 2002(Z1)
博士论文
[1]压电喷墨印刷墨滴成形及特性研究[D]. 贾春江.华南理工大学 2013
[2]气动膜片式金属微滴喷射理论与实验研究[D]. 舒霞云.华中科技大学 2009
硕士论文
[1]压电驱动式热溶胶喷射阀机理及实验研究[D]. 杨洋.吉林大学 2016
[2]DOD压电式喷墨打印液滴形成和沉积过程的研究[D]. 蔡昊.华中科技大学 2015
[3]分布式海量数据储存系统负载均衡算法的优化设计与实现[D]. 许俊红.电子科技大学 2013
[4]压电驱动膜片式微滴喷射技术仿真分析与实验研究[D]. 周诗贵.上海交通大学 2013
本文编号：3480970
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