气溶胶喷射打印系统设计及实验研究
发布时间：2021-07-22 09:53
气溶胶喷射打印作为一种微结构图形化技术,具有非接触、生产成本低、打印精度高、与柔性衬底兼容等优点,在柔性通信、柔性医疗、柔性显示器、柔性传感器等光电器件领域具有广阔应用前景。然而气溶胶喷射打印过程影响因素较多、不易控制,目前针对打印线条影响因素的研究有待进一步深入。因此掌握不同因素对喷射打印线条的影响规律,实现柔性衬底金属化打印以满足在柔性光电器件领域的进一步应用依旧是当前需要解决的关键问题。本文从仿真模拟、构建实验平台、影响因素规律研究和案例研究等四个方面,对气溶胶喷射打印技术进行了理论和实验研究,主要内容包括:（1）建立喷印头的二维计算流体动力学（2TD-CFD）模型,采用Fluent软件对喷嘴聚焦喷射过程进行仿真分析,对影响喷嘴聚焦喷射沉积效果的鞘气流量、载气流量、喷嘴与衬底间距等因素分别进行了数值模拟,同时验证了该几何结构的喷印头模型对于聚焦喷射气溶胶方案的可行性。（2）设计并构建基于压电陶瓷超声雾化的气溶胶喷射打印系统。采用压电陶瓷超声雾化片产生气溶胶微滴,在此基础上设计了雾化器结构,同时设计了喷印头结构,并构建了包括喷射打印模块、运动控制模块和温度控制模块在内的一整套实验系...
【文章来源】：厦门理工学院福建省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１气溶胶喷射打印技术原理图??气溶胶喷射打印技术原理如图１－１所示，先将油墨以激励的方式雾化形成气溶??
?第一章绪论?????上打印成形。为了保证气溶胶喷射时的方向和精度，另外一束聚焦气体完全包裹在??气溶胶束流的外部。同时，将通过运动控制系统连接运动平台，控制喷嘴与衬底相??对运动，实现多材料、无掩模、高精度的灵活图案化打樱??气瑢胶喷射打印过程中首先就是将功能性油墨雾化形成气溶胶，目前生成气溶??胶的雾化方式主要分为气动雾化和超声雾化。气动雾化的工作原理如图１－２所示，压??缩气体通过雾化器喷嘴时膨胀，产生高速气流，由于文丘里原理，袖墨从储液器抽??吸到雾化器喷嘴中。随后，在髙速气流的强剪切作用下，吸进射流区域的油墨克服??表面张力分散成微滴，并悬浮在气体中形成气溶胶，含有不同直径微滴的气溶胶射??流撞击储液器的侧壁，较大的微滴因惯性大撞击在储液器内壁而被回收，较小的微??滴仍然留在气体中并被输送至下一环节。超声雾化的工作原理如图１－３所示，油墨被??放置在一个小瓶子中，下方的超声发生器震荡产生高频压力波，通过液体将该压力??波传递给储液瓶。储液瓶震动致使油墨产生的毛细波的尖端被分离，雾化成为微滴，??载气夹带着微滴形成气溶胶流向喷印头。??Ｉ．?＼??Ｃ＂＂?．?．?Ａｍ??＾?ｎｆ?ｒｗ＾??图１－２气动雾化器工作原理示意图?图１－３超声雾化器工作原理示意图??对比上述两种雾化方式，气动雾化器适用的材料粘度范围更大，产生的液滴尺??寸也更大，在３－５ｎｍ范围内，超声雾化器更适合纳米颗粒油墨或金属有机油墨等粘??度较孝粒径较小的油墨材料，雾化的液滴尺寸也小于此外，气动雾化器由??于雾化油墨时需要更大流量的气体，需要ｋ个虚拟冲击器去除部分载气浓缩气溶胶，??在用于制造气溶胶的气流中，约９５％的气溶
?第一章绪论?????上打印成形。为了保证气溶胶喷射时的方向和精度，另外一束聚焦气体完全包裹在??气溶胶束流的外部。同时，将通过运动控制系统连接运动平台，控制喷嘴与衬底相??对运动，实现多材料、无掩模、高精度的灵活图案化打樱??气瑢胶喷射打印过程中首先就是将功能性油墨雾化形成气溶胶，目前生成气溶??胶的雾化方式主要分为气动雾化和超声雾化。气动雾化的工作原理如图１－２所示，压??缩气体通过雾化器喷嘴时膨胀，产生高速气流，由于文丘里原理，袖墨从储液器抽??吸到雾化器喷嘴中。随后，在髙速气流的强剪切作用下，吸进射流区域的油墨克服??表面张力分散成微滴，并悬浮在气体中形成气溶胶，含有不同直径微滴的气溶胶射??流撞击储液器的侧壁，较大的微滴因惯性大撞击在储液器内壁而被回收，较小的微??滴仍然留在气体中并被输送至下一环节。超声雾化的工作原理如图１－３所示，油墨被??放置在一个小瓶子中，下方的超声发生器震荡产生高频压力波，通过液体将该压力??波传递给储液瓶。储液瓶震动致使油墨产生的毛细波的尖端被分离，雾化成为微滴，??载气夹带着微滴形成气溶胶流向喷印头。??Ｉ．?＼??Ｃ＂＂?．?．?Ａｍ??＾?ｎｆ?ｒｗ＾??图１－２气动雾化器工作原理示意图?图１－３超声雾化器工作原理示意图??对比上述两种雾化方式，气动雾化器适用的材料粘度范围更大，产生的液滴尺??寸也更大，在３－５ｎｍ范围内，超声雾化器更适合纳米颗粒油墨或金属有机油墨等粘??度较孝粒径较小的油墨材料，雾化的液滴尺寸也小于此外，气动雾化器由??于雾化油墨时需要更大流量的气体，需要ｋ个虚拟冲击器去除部分载气浓缩气溶胶，??在用于制造气溶胶的气流中，约９５％的气溶
【参考文献】：
期刊论文
[1]气溶胶喷墨打印工艺参数对图案精度的影响[J]. 张鑫明,郭拉凤,张远明,赵熹,朱雪岩,吕东喜. 微纳电子技术. 2018(09)
[2]柔性大面积印刷电子新器件及其物联网应用[J]. 郑立荣,仇志军,游胤涛,刘志英,杨赓,谢丽,邹卓,冯艺,邵波涛,詹义强,梅永丰,刘冉. 中国材料进展. 2014(03)
[3]夹心式压电陶瓷功率超声换能器的优化设计[J]. 林书玉. 压电与声光. 2003(03)
硕士论文
[1]压电陶瓷超声雾化器研究[D]. 江峰.南京航空航天大学 2014
本文编号：3296929
【文章来源】：厦门理工学院福建省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１气溶胶喷射打印技术原理图??气溶胶喷射打印技术原理如图１－１所示，先将油墨以激励的方式雾化形成气溶??
?第一章绪论?????上打印成形。为了保证气溶胶喷射时的方向和精度，另外一束聚焦气体完全包裹在??气溶胶束流的外部。同时，将通过运动控制系统连接运动平台，控制喷嘴与衬底相??对运动，实现多材料、无掩模、高精度的灵活图案化打樱??气瑢胶喷射打印过程中首先就是将功能性油墨雾化形成气溶胶，目前生成气溶??胶的雾化方式主要分为气动雾化和超声雾化。气动雾化的工作原理如图１－２所示，压??缩气体通过雾化器喷嘴时膨胀，产生高速气流，由于文丘里原理，袖墨从储液器抽??吸到雾化器喷嘴中。随后，在髙速气流的强剪切作用下，吸进射流区域的油墨克服??表面张力分散成微滴，并悬浮在气体中形成气溶胶，含有不同直径微滴的气溶胶射??流撞击储液器的侧壁，较大的微滴因惯性大撞击在储液器内壁而被回收，较小的微??滴仍然留在气体中并被输送至下一环节。超声雾化的工作原理如图１－３所示，油墨被??放置在一个小瓶子中，下方的超声发生器震荡产生高频压力波，通过液体将该压力??波传递给储液瓶。储液瓶震动致使油墨产生的毛细波的尖端被分离，雾化成为微滴，??载气夹带着微滴形成气溶胶流向喷印头。??Ｉ．?＼??Ｃ＂＂?．?．?Ａｍ??＾?ｎｆ?ｒｗ＾??图１－２气动雾化器工作原理示意图?图１－３超声雾化器工作原理示意图??对比上述两种雾化方式，气动雾化器适用的材料粘度范围更大，产生的液滴尺??寸也更大，在３－５ｎｍ范围内，超声雾化器更适合纳米颗粒油墨或金属有机油墨等粘??度较孝粒径较小的油墨材料，雾化的液滴尺寸也小于此外，气动雾化器由??于雾化油墨时需要更大流量的气体，需要ｋ个虚拟冲击器去除部分载气浓缩气溶胶，??在用于制造气溶胶的气流中，约９５％的气溶
?第一章绪论?????上打印成形。为了保证气溶胶喷射时的方向和精度，另外一束聚焦气体完全包裹在??气溶胶束流的外部。同时，将通过运动控制系统连接运动平台，控制喷嘴与衬底相??对运动，实现多材料、无掩模、高精度的灵活图案化打樱??气瑢胶喷射打印过程中首先就是将功能性油墨雾化形成气溶胶，目前生成气溶??胶的雾化方式主要分为气动雾化和超声雾化。气动雾化的工作原理如图１－２所示，压??缩气体通过雾化器喷嘴时膨胀，产生高速气流，由于文丘里原理，袖墨从储液器抽??吸到雾化器喷嘴中。随后，在髙速气流的强剪切作用下，吸进射流区域的油墨克服??表面张力分散成微滴，并悬浮在气体中形成气溶胶，含有不同直径微滴的气溶胶射??流撞击储液器的侧壁，较大的微滴因惯性大撞击在储液器内壁而被回收，较小的微??滴仍然留在气体中并被输送至下一环节。超声雾化的工作原理如图１－３所示，油墨被??放置在一个小瓶子中，下方的超声发生器震荡产生高频压力波，通过液体将该压力??波传递给储液瓶。储液瓶震动致使油墨产生的毛细波的尖端被分离，雾化成为微滴，??载气夹带着微滴形成气溶胶流向喷印头。??Ｉ．?＼??Ｃ＂＂?．?．?Ａｍ??＾?ｎｆ?ｒｗ＾??图１－２气动雾化器工作原理示意图?图１－３超声雾化器工作原理示意图??对比上述两种雾化方式，气动雾化器适用的材料粘度范围更大，产生的液滴尺??寸也更大，在３－５ｎｍ范围内，超声雾化器更适合纳米颗粒油墨或金属有机油墨等粘??度较孝粒径较小的油墨材料，雾化的液滴尺寸也小于此外，气动雾化器由??于雾化油墨时需要更大流量的气体，需要ｋ个虚拟冲击器去除部分载气浓缩气溶胶，??在用于制造气溶胶的气流中，约９５％的气溶
【参考文献】：
期刊论文
[1]气溶胶喷墨打印工艺参数对图案精度的影响[J]. 张鑫明,郭拉凤,张远明,赵熹,朱雪岩,吕东喜. 微纳电子技术. 2018(09)
[2]柔性大面积印刷电子新器件及其物联网应用[J]. 郑立荣,仇志军,游胤涛,刘志英,杨赓,谢丽,邹卓,冯艺,邵波涛,詹义强,梅永丰,刘冉. 中国材料进展. 2014(03)
[3]夹心式压电陶瓷功率超声换能器的优化设计[J]. 林书玉. 压电与声光. 2003(03)
硕士论文
[1]压电陶瓷超声雾化器研究[D]. 江峰.南京航空航天大学 2014
本文编号：3296929
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shengwushengchang/3296929.html
最近更新
教材专著
