壓電形狀閥式噴射點膠的仿真分析與實驗研究.pdf

1、噴射點膠技術(shù)起源于噴墨打印技術(shù),它具有點膠速度快、分配膠點一致性好及不受空間限制等優(yōu)點,是高速、高質(zhì)量和低成本的流體點膠方式,并且被認(rèn)為是未來點膠行業(yè)的發(fā)展方向。國外對噴射點膠技術(shù)研究已經(jīng)走向成熟,并推出了實用性產(chǎn)品,而國內(nèi)在近幾年才開始這方面的研究,直到現(xiàn)在還在理論研究和實驗階段,所設(shè)計的噴射點膠設(shè)備常常因為噴射頻率低、膠點一致性較差、應(yīng)用的流體材料有限等缺陷,而不能形成成熟的產(chǎn)品。
　　 首先,本實驗室利用壓電陶瓷的電致伸縮

2、特性,再結(jié)合電磁開關(guān)閥控制腔體內(nèi)氣壓變化的原理,設(shè)計和制作了一種壓電開關(guān)閥式按需噴射點膠設(shè)備,它由壓電疊堆致動器、位移放大機構(gòu)、閥桿、噴嘴以及加熱器等部件組成,該裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)速度快、閥桿運動重復(fù)性好等優(yōu)點。根據(jù)壓電開關(guān)閥式噴射點膠工作原理,在分析其噴射點膠過程的基礎(chǔ)上,應(yīng)用流體動力學(xué)方法,建立點膠噴射過程中流體工作腔和噴嘴內(nèi)流體流動方程,從而構(gòu)建其噴射點膠過程的數(shù)學(xué)模型,分析得到影響噴射膠點出射速度和體積的主要參數(shù)。然后結(jié)合F

3、LOW-3D流體仿真軟件該噴射點膠過程進行模擬,并初步研究了這些參數(shù)對噴射膠點出射速度和體積的具體影響趨勢,為點膠頭結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供依據(jù)。
　　 然后,對壓電疊堆致動器的特性進行分析,選擇相應(yīng)的驅(qū)動電源;利用ANSYS軟件對現(xiàn)有點膠頭的動態(tài)特性進行分析,驗證了其在200Hz左右噴射頻率下工作的可行性;應(yīng)用激光位移傳感器對點膠頭的動態(tài)位移輸出性能進行了測試,得到閥桿的最大行程位移為320μm,并且在該位移下能達(dá)到的最大工作頻率為65

4、Hz;從能形成均勻膠點方面考慮,分析現(xiàn)有噴嘴和閥桿結(jié)構(gòu)的局限性,并提出了改善和優(yōu)化措施;為了更夠噴射高黏度流體材料,給現(xiàn)有點膠頭配置了加熱器,加熱溫度可達(dá)到80℃,溫度控制精度為±1℃。
　　 最后,搭建了點膠噴射實驗系統(tǒng),包括驅(qū)動電源、供壓設(shè)備、收集平臺和溫度控制器等,完成整個噴射點膠系統(tǒng)的組裝和調(diào)試工作。通過大量實驗對噴射點膠系統(tǒng)控制參數(shù)和性能進行了研究,得到了調(diào)整控制參數(shù)下的噴射點膠規(guī)律,并從噴射膠點的均勻性、膠點直徑以及