MicroFab Inkjet发生微小液滴的探索系列(三)——Negtive Purdue波形介绍 喷射滴的过程不是一个简单的过程,因为按需滴系统喷射小的和单分散的微滴的发生是所有可能液滴发生的一个非常小的子集。这些液滴发生必须通过反复试验和错误来调整(通常是经验性的),才能进行适当的按需打印。MicroFab JetDrive™提供三种波形,因此为不同的波形设置提供了多种可能性。 MicroFab的压电式Inkjet在摸索发生微小液滴方面已经有很多经验,并总结了Inkjet喷头发生微小液滴的一些规律。通过测试了多种类型的波形,发现发生微小液滴的波形种类,例如Positive Purdue波形,Negative Purdue波形,Sakai波形等其他波形。 本文主要介绍在使用MicroFab压电式inkjet时,利用Sakai波形等其他波形方面探索发生微小液滴的方法。 2.1 液滴发生原理 首先,有一个假设,如果使用一个反转的Purdue波形,应该同样可以实现喷射微小液滴的类似效果。此假设是基于打印头内正负传播压力波的声学模型。假设翻转波形极性会导致传播压力和速度方向瞬间反转。这些压力波会被喷头口内壁反射,而液滴压力和速度方向会随着每次反射而再次变化。事实上,经过优化每种类型的波形参数的优化,正波形和倒负普渡波形都可以适用于Inkjet喷头。然而,由负普渡波形产生的液滴喷射效应与之前假设不同。 ▲ 图1.1.1 Negative Purdue波形 ▲ 图1.1.2a 常规波形发生的液滴▲ 图1.1.2b 液体舌形成▲ 图1.2c 微小液滴的形成 与Positive Purdue波形相比,Negative Purdue再次是一个三步的过程。如图1.1.3a-f描述了喷射过程(waveform 参考 3.1, f=600Hz)。 Negtive Purdue波形提供了良好的打印结果,发现可以将液滴直径从60µm孔中的30µm缩小到30µm孔中的15µm-20µm(图1.1.4b)。 ▲ 图1.1.4a 使用标准波形,喷头B6-65-22喷射30μm孔的30μm压差。▲ 图1.1.4b 与图1.1.4a相同的设置,但喷头以Negtive Purdue波形运行。 2.2 第二段波形截面变化的影响 从Negtive Purdue波形的第二部分的变化中得到的结果可与Positive Purdue波形的相应变化的影响相比较(见Technology | 如何利用Positive Purdue波形产生微小液滴?)。随着第二次停留时间的增加(图1.2.1),下降速度和弯月板振荡增加(图1.2.2)。然而,t4比使用正普渡波形时更宽,这使得它更容易找到一个工作配置。峰值到电压的误差是由喷射驱动器的电容引起的tmIII控制器,可高达∆V=1.5V(应用波形,见3.2,f=600Hz)。 ▼ 图1.2.3 a-g显示了增加秒停留时间(t4)的跌落弹射过程,测试设置根据3.2 (f=600Hz) ▲ 图1.2.4a 常规波形发生的液滴▲ 图1.2.4b 液体舌形成▲ 图1.2.4c 微小液滴的形成 图1.2.4a-c显示了增加第二停留电压时舌头的形成。波形根据3.2进行了调整 (f=600Hz)与U3,4=25V(图1.2.4a),U3,4=30V(图1.2.4b)和U3,4=35V(图1.2.4c)。 2.3 第一段和第三段波形截面变化的影响 ▲ 图1.3.2 降低三分位电压(U5)时,下降速度增大;按3.1固定的所有其他参数 2.4 频率变化对于液滴的影响 ▲ 图1.4.1 弹射质量与信号频率的关系(异丁醇) ▲ 图1.4.2a 下降速度与信号频率的关系 ▲ 图1.4.2b 下降速度与信号频率 3.1 所使用的试验溶液
3.2 甘油和水混合物的粘度 流体的粘度对滴产生过程有重要影响。根据 Purdue 大学的科学家们的描述,甘油在水中的浓度对液滴发生的波形影响很大。甘油和水混合物粘度的变化是在η=2mpa和η=8mpa之间,随着甘油重量比例的增加,如图2.2.1所示。 ▲ 图2.2.1 甘油在水中的比重和粘度关系图 3.3 2-Methyl-1-Propanol (异丁醇)粘度 4.1 Negtive Purdue波, Inkjet(B6-86-03) 4.2 Negtive Purdue波, Inkjet(B6-86-03) 4.3 Negtive Purdue波, Inkjet(B6-86-03) 4.4 Negtive Purdue波, Inkjet(B6-31-19) 资料来源:美国MicroFab公司 ________________________________________________________________________________________________________________ p.s.为保持服务的专业性及稳定性,MicroFab授权睿度光电为中国地区指定合作伙伴,只此一家,烦请通过以下方式与我司联系, 非常感谢您的关注,期盼与您合作并探索更多可能。 |