靜電噴印頭的設計及關鍵工藝.pdf

1、噴墨打印設備具有制造成本低，制造過程簡單、便于操作等優(yōu)點，其應用范圍從傳統(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域。但現有主流的壓電式和熱氣泡式噴墨打印在結構和控制上都存在著難以克服的問題。為此，本文結合傳統(tǒng)靜電噴印頭的特點，設計了一種新型的靜電噴印頭，克服了現有打印方式所存在的缺陷，拓寬其應用領域。 論文在對靜電噴印原理的了解和分析的基礎上，通過對結構單元的理論和有限元分析，以及整體結構的動態(tài)仿真

2、，最終得到了優(yōu)化的靜電噴印頭結構。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文獻資料的基礎上，提出了硅(上硅層)-硅(振動層)-玻璃三層結構的靜電噴印頭整體結構方案，其中進液管道布置在上硅層，振動膜片、液腔、噴嘴設計在振動層，固定電極布置在玻璃基底上； ●通過理論分析并結合ANSYS靜電與結構耦合仿真，對影響靜電噴印頭中振動膜變形量大小的各個參數進行研究，在此基礎上確定了長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； ●針對打印中普遍存在的墨水回流現象，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的進液管道結構； ●基于韋伯數介于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，通過ANSYS有限元軟件，對打印過程中結構變形對腔內液體的作用