压电式微滴按需喷射的过程控制和规律

关键词：压电驱动 按需喷射 膜片振幅 微滴直径 

摘要：微滴喷射增材制造技术中沉积微滴的大小与均匀性是影响成型件质量的关键因素.本文设计了一种用于生成均匀微滴的压电驱动式微滴喷射装置,通过压电材料带动柔性膜片振动,将液体从喷嘴中喷出生成微滴,采用数值模拟和实验相结合的方法,研究了不同控制参数下膜片振幅及其对生成微滴尺寸和均匀性的影响.研究结果表明:膜片振幅大小受到驱动电压和压电频率的共同影响,压电频率是导致膜片中心点振幅实验测量值小于理论计算值的主要原因,膜片振动会导致喷嘴内部压力发生变化从而影响微滴生成尺寸.在相同驱动电压条件下,压电频率为10 Hz时存在压电膜片振幅最大值.随着膜片振幅的增大,喷孔处液体速度和液柱长度增大到临界值时可以生成微滴,当喷孔处的液柱长度超过临界值时,会形成卫星液滴.当膜片振幅区间在30μm~42μm可以稳定生成微滴,生成最小微滴尺寸为339.8μm,直径最大变化率为0.29%,相邻两微滴间距最大变化率为2.67%,生成微滴的尺寸及均匀性较好.研究结果有助于提高压电式微滴喷射装置的液滴生成质量.

力学学报杂志要求:

<一>基金项目。基金项目指文章产出的资助背景，包括基金和项目两类。论文若有此种背景，应按照国家有关部门规定的正式名称列于作者单位之下列，并在圆括号内注明其编号。

<二>前言：主要概述本文的立题依据、研究思路、实验基础及国内外现状，并应明确说明本文研究目的、创新性或特点等。

<三>投稿者若抄袭、模仿他人作品等侵犯他人知识产权的；或者稿件内容侵犯他人名誉权、隐私权、人格权的，由投稿者承担相应法律责任，自负文责。

<四>文章标题：应简明、具体、确切，能概括文章要旨，一般不超过20个汉字，必要时可加副标题。

<五>摘要篇幅为 100-300 字，应具有独立性和自含性，可单独成文反映论文内容。关键词数目 3-8 个。

注：因版权方要求，不能公开全文，如需全文，请咨询杂志社