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壓電噴墨印刷墨滴成形及特性研究

來源:賈春江 瀏覽 983 次 發(fā)布時間:2022-10-13

隨著數(shù)字印刷技術(shù)的快速發(fā)展,壓電噴墨技術(shù)作為一種經(jīng)濟、耐用、高效的噴墨技術(shù)得到廣泛應用。噴墨墨滴作為圖像復制的基本單元,承擔著圖像組成、階調(diào)再現(xiàn)以及顏色復制的基本功能,在印刷復制技術(shù)中有著重要的地位。


噴墨墨滴的形成、墨滴在介質(zhì)中的飛行軌跡、墨點在飛行過程中的形態(tài)變化,墨滴在承印物表面的干燥特性以及墨滴到達承印物后的狀態(tài),都是影響墨滴在印刷復制中的各種功能的基本因素。而壓電噴墨技術(shù)作為數(shù)字噴墨技術(shù)的主要方式之一,其產(chǎn)生墨滴尺寸的大小以及尺寸的穩(wěn)定性,墨滴產(chǎn)生過程中拖尾現(xiàn)象的出現(xiàn)以及由此產(chǎn)生的衛(wèi)星墨滴,墨滴產(chǎn)生瞬間的速度,墨滴飛行過程中的動態(tài)表面張力等都將是數(shù)字壓電噴墨技術(shù)的研究內(nèi)容。


簡言之,噴墨過程的研究是為了實現(xiàn)噴墨過程的可控化,標準化和高速化。本論文立足于射流基礎(chǔ)理論,通過建立數(shù)學模型,計算機模擬和實驗研究對噴墨過程進行了系統(tǒng)研究,得出了有效模擬數(shù)字壓電噴墨墨滴產(chǎn)生的數(shù)學模型。在墨滴產(chǎn)生的基礎(chǔ)理論上對墨滴在移動承印物上的形態(tài)、墨滴飛行軌跡、墨滴干燥以及墨滴動態(tài)表面張力等問題進行了深入研究,取得了一定的成果。


論文的主要工作和創(chuàng)新點包括:


(1)對噴墨過程進行了理論建模,確定了模型的邊界條件,并在設(shè)定的邊界條件下對方程求解,得出了噴墨墨滴的理論參數(shù)值,然后通過Fluent軟件在相同邊界條件下對噴墨過程進行模擬,得出了與理論計算結(jié)果較為接近的模擬值,最后通過實驗驗證了數(shù)學模型在墨滴產(chǎn)生過程中能夠有效模擬噴墨過程的結(jié)論。


(2)建立了壓電噴墨數(shù)學模型,分析了油墨表面張力、物理粘度、油墨壓力等參數(shù)對墨滴狀態(tài)的影響。詳細討論了表面張力在墨滴形成過程中的作用,尤其是在相同條件下,油墨表面張力與墨滴形成過程之間的關(guān)系。


(3)深入研究了壓電噴墨墨滴飛行軌跡。通過建立數(shù)學模型分析在水平和垂直狀態(tài)下墨滴的飛行狀態(tài)及飛行軌跡,最后通過實驗驗證了該方法的可行性。


(4)針對正在研發(fā)階段的卷筒料數(shù)字噴墨設(shè)備,本論文討論了在承印物移動狀態(tài)下墨點的定位特性該模型能夠有效的判斷在承印物移動狀態(tài)下的噴墨質(zhì)量。


(5)對墨滴的快速干燥問題做了深入探討,建立了基于烘干熱風風速和溫度的油墨干燥數(shù)學模型,為解決高速噴墨印刷干燥問題提供了理論依據(jù),并在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一種高效的油墨烘干裝置。


(6)提出了一種基于墨滴輪廓擬合的表面張力計算方法,該方法是一種有效的獲得油墨動態(tài)表面張力方法。


最后,對本文的主要內(nèi)容以及所取得的主要研究成果進行概括性總結(jié),并對論文中存在的不足進行了分析探討,為后續(xù)的研究工作提出了一些個人見解。