DOD壓電式噴墨打印液滴形成和沉積過(guò)程的研究.pdf

1、噴墨打印技術(shù)是一種無(wú)接觸、高效率且可實(shí)現(xiàn)材料精確沉積的現(xiàn)代化制造技術(shù)。隨著研究的迅速深入，噴墨打印已經(jīng)從單純的印刷領(lǐng)域擴(kuò)展到電子制造、生命科學(xué)和增材制造等前沿領(lǐng)域。作為一種可精確控制微米級(jí)液滴產(chǎn)生和沉積的技術(shù)，噴墨打印在工業(yè)上擁有極大的發(fā)展空間，尤其在柔性電子制造領(lǐng)域具備廣闊的前景。本文針對(duì)噴墨打印中應(yīng)用最為普遍的DOD壓電式噴墨打印技術(shù)，以液滴觀測(cè)和數(shù)值模擬為主要研究手段，對(duì)其基礎(chǔ)理論進(jìn)行探討。
　　本文首先通過(guò)對(duì)DOD壓電式噴

2、墨過(guò)程建立簡(jiǎn)化的動(dòng)力學(xué)模型，采用壓力波傳導(dǎo)理論分析了噴頭內(nèi)部油墨的流動(dòng)情況，確定了噴孔入口處的壓力條件。將噴墨打印的全過(guò)程分為液滴形成和液滴沉積兩個(gè)關(guān)鍵階段，采用實(shí)驗(yàn)和仿真相結(jié)合的手段分別對(duì)這兩個(gè)過(guò)程進(jìn)行研究，為今后深入的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
　　對(duì)于液滴生成階段，主要研究操作參數(shù)和油墨流體性質(zhì)的影響。以實(shí)驗(yàn)對(duì)比的方式，研究了脈沖電壓幅值、高電平維持時(shí)間和脈沖頻率對(duì)液滴形態(tài)、體積和速度的影響。選擇無(wú)量綱參數(shù)Oh-1為評(píng)價(jià)指標(biāo)，衡量液體的

3、粘性和表面張力關(guān)系，研究不同流體性質(zhì)下液滴的形態(tài)特征。以此為基礎(chǔ)，分析衛(wèi)星液滴的生成條件。對(duì)噴墨中觀測(cè)到的缺陷現(xiàn)象，通過(guò)模擬再現(xiàn)，并給出理論解釋和應(yīng)對(duì)方法。
　　對(duì)于液滴在基板上的沉積階段，利用 FLUENT仿真液滴在平整基板上撞擊后鋪展的全過(guò)程，研究了鋪展系數(shù)的理論計(jì)算和空氣卷入的問(wèn)題，并針對(duì)主要參數(shù)接觸角和液滴速度的影響進(jìn)行了模擬；之后針對(duì)實(shí)際情況，研究了液滴在含有隔斷的預(yù)成型基板上的擴(kuò)展情況。
　　最后提出了一種綠色方