压电喷墨过程动力学建模与供墨方法.pdf

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1、第53卷第1期2017年1月机械工程学报JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGV01．53NO．1Jan．2017DoI：10．3901，JM匝．2017．01．140压电喷墨过程动力学建模与供墨方法水占红武胥芳郭维锋谭大鹏(浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部／浙江省重点实验室杭州310014)摘要：针对压电喷墨过程中墨水的黏度对喷墨质量造成的液滴拖尾、卫星墨滴和墨带的问题，提出一种压电喷墨过程动力学建模与供墨方法。基于流体体积模型，建立面向墨滴喷射物理过程的动力学模型。基于该

2、模型，对墨滴生成、断裂以及飞行的过程进行数值模拟，通过不同的边界条件设定，分析墨水特性对液滴喷射的影响因素，得到喷头工作的最佳黏度范围。通过控制温度调节墨水特性以及控制液位调节供墨压力的方法，设计一种基于微机控制的独立供墨子系统。采用模糊PID算法，实现了对墨水温度的快速、平滑响应控制，得到了良好的墨水特性和供墨特性的控制效果。搭建了压电喷墨试验平台，得到了微滴喷射过程中完整微滴的形成过程以及典型特征，验证了本文方法的有效性。关键词：压电喷墨；墨滴；流体体积模型；数值模拟；模糊PID中图分类号：TS852Dy

3、namicsModelingandInkSupplyMethodsofPiezoelectricInk-jettingProcessZHANHongwuXUFangGUOWeifengTANDapeng(KeyLaboratoryofE&M，MinistryofEducation&ZhejiangProvince，ZhejiangUniversityofTechnology，Hangzhou310014)Abstract：Inviewofthepiezoelectricink-jetinkviscosityi

4、ntheprocessofthequalityofink-jetdroplettrailing，satellitedropsandtheproblemofinkribbon，akindofpiezoelectricinkjetprocessdynamicsmodelingandinkmethodsisputforward．Basedonthefluidvolumemodel(VOF)isestablishedthedynamicmodelfordropssprayedphysicalprocess．Based

5、onthismodel，thegenerateddrops，fracture，andisusedtonumericallysimulatetheprocessofflight，throughthedifferentboundaryconditionsareset，analyzedtheinfluencefactorsofdropletsprayoninkfeatures，getthebestviscosityrangenozzlejob．Bycontrollingthetemperatureadjustmen

6、tinkcharacteristiCSandcontr01methodofliquid1evelcontrolfortheinkpressure．akindofindependentforinksystembasedon。microcomputercontrolisdesigned．UsingthefuzzyPIDalgorithmtoachievethefastandsmoothresponseofthetemperaturecontrolofinkandthegoodcharacteristicsofin

7、kandinkcontroleffectaregot．Piezoelectricinkjetexperimentplatform，setupthecompleteintheprocessofdropletspraydropletsformingprocessaswellasthetypicalfeaturesoftheeffectivenessofthemethodisverified．Keywords：piezoelectricink-jet；drops；fluidvolumemodel；numerical

8、simulation：fuzzyPID0前言喷墨打印[1-2]是将图文信息转化成脉冲的电信号，然后由这些电信号控制墨水喷射到介质表面特定位置形成所需文字及图像的打印技术，能够在打印前任意改变其输出的内容，实现可变信息印刷。目前喷墨印刷系统，可分为3类：大幅面喷墨打印机、高速连续喷墨打印系统与超大幅面喷墨数字印刷机。+浙江省科技计划资助项I；l(2011R50011-叭，2011R50011-05)。