数字印刷设备喷头结构研究分析

摘要

喷墨印刷因其独有的技术特点，成为数字印刷发展中最具发展潜力的技术方向。喷墨头作为喷墨印刷设备中的核心部件，近年来得到了快速发展。压电式按需喷墨头因其具有反应速度快、使用寿命长、能适用多种墨水、墨滴体积可变等优点，被众多数字印刷设备所采用。喷墨头属于微电子高精度产品，压电式喷墨头的核心技术基本被赛尔等国外公司垄断。本文对主流应用产品——压电式喷墨头的结构进行了研究分析，为国内喷墨头的研发提供了理论基础资料。
　　压电式喷墨头的组成结构主要包括:盖板、进墨口、信号连接排线、致动器、底盘等，剪切式压电致动器的压电特性，对于压电式喷墨头喷墨特性的影响最为直接。本文研究分析了剪切式压电致动器的基本设计理论，为了比较不同结构致动器对喷墨头喷墨特性的影响，论文中利用ANSYS对两种不同结构致动器的通道壁进行了压电耦合分析，得到了通道壁在施加电压后的变形情况。
　　为了验证压电耦合分析预测的剪切式压电致动器的的变形结果，本论文以实验测量的方式，利用包含高速摄影观测系统的墨滴观测仪，对两种致动器结构对应的压电式喷墨头，进行墨滴运动行为试验研究，对比了两种喷墨头喷嘴的喷墨速度和墨滴体积。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外技术发展现状

1．3 国内外研究现状

1．4 研究意义

1．5 研究内容

1．6 本章小结

第二章 压电式喷墨头的结构组成及工作原理

2．1 压电式喷墨头的结构组成

2．2 喷墨头的供墨单元

2．3 喷墨头致动器

2．4 本章小结

第三章 剪切模式压电致动器相关理论

3．1 铁电性和偶极结构

3．2 压电现象

3．3 几何参数

3．4 压电陶瓷致动器结构和电场的耦合模型

3．5 本章小结

第四章 剪切模式压电致动器压电性能分析

4．1 ANSYS软件介绍

4．2 耦合场分析

4．3 标准致动器通道壁的压电耦合分析

4．4 “人”型致动器通道壁压电耦合分析

4．5 压电耦合分析结果比较

4．6 本章小结

第五章 墨滴运动行为试验研究

5．1 墨滴观测仪简介

5．2 喷墨头墨滴运动行为实验

5．3 实验数据

5．4 数据分析处理

5．5 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 主要研究结论

6．2 未来工作展望

致谢

参考文献

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