靜電噴印頭的設(shè)計及關(guān)鍵工藝.pdf

1、噴墨打印設(shè)備具有制造成本低，制造過程簡單、便于操作等優(yōu)點，其應(yīng)用范圍從傳統(tǒng)的辦公室、家庭打印延伸到電子制造、生物工程分析、陶瓷器件制備等眾多領(lǐng)域。但現(xiàn)有主流的壓電式和熱氣泡式噴墨打印在結(jié)構(gòu)和控制上都存在著難以克服的問題。為此，本文結(jié)合傳統(tǒng)靜電噴印頭的特點，設(shè)計了一種新型的靜電噴印頭，克服了現(xiàn)有打印方式所存在的缺陷，拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域。 論文在對靜電噴印原理的了解和分析的基礎(chǔ)上，通過對結(jié)構(gòu)單元的理論和有限元分析，以及整體結(jié)構(gòu)的動態(tài)仿真

2、，最終得到了優(yōu)化的靜電噴印頭結(jié)構(gòu)。具體研究工作主要包括以下五個部分： ●在查閱和分析大量相關(guān)文獻資料的基礎(chǔ)上，提出了硅(上硅層)-硅(振動層)-玻璃三層結(jié)構(gòu)的靜電噴印頭整體結(jié)構(gòu)方案，其中進液管道布置在上硅層，振動膜片、液腔、噴嘴設(shè)計在振動層，固定電極布置在玻璃基底上； ●通過理論分析并結(jié)合ANSYS靜電與結(jié)構(gòu)耦合仿真，對影響靜電噴印頭中振動膜變形量大小的各個參數(shù)進行研究，在此基礎(chǔ)上確定了長6000μm，寬380μm，厚5

3、μm，極板間距為1μm，工作電壓為38V的振動膜片特征參數(shù)； ●針對打印中普遍存在的墨水回流現(xiàn)象，從考察進液管效率的角度，運用理論和有限元仿真工具對影響擴散/收縮管效率的參數(shù)進行了系統(tǒng)的研究，并最終確定了管長300μm，錐角11°，最小截面寬度30μm，管深30μm的進液管道結(jié)構(gòu)； ●基于韋伯數(shù)介于1到12時，液體破裂屬于振動破碎，可用于噴墨打印這一理論基礎(chǔ)，通過ANSYS有限元軟件，對打印過程中結(jié)構(gòu)變形對腔內(nèi)液體的作用