[發明專利]一種壓電噴墨頭及其使用方法

在審

• 申請號: 201711093124.9
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN107776200A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 邱云峰;李淵
• 申請（專利權）人: 貴州航天計量測試技術研究所
• 主分類號: B41J2/14
• 分類號: B41J2/14
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所52100
• 代理人: 商小川

技術領域

本發明涉及一種壓電噴墨頭及其使用方法，主要應用于噴墨3D打印和噴墨微滴系統，屬于打印設備領域。

背景技術

近年來，隨著3D打印技術快速的發展，3D打印技術在電子器件制造領域應用成為可能。由于電子器件制造需要很高的精度，業內采用壓電噴墨打印方式實現。傳統的壓電噴墨頭為陣列式，采用微機械方式加工，加工難度大、成本高，工作過程中的排氣難，只適合粘度較低的墨水材料，通常要求墨水材料粘度小于100cpx，無法適用于陶瓷、高分子、金屬等高粘度墨水的打印。業內急需一種成本低廉，能夠適合多種高粘度墨水打印的噴墨頭。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：一種壓電噴墨頭及其使用方法，通過微流道腔體的倒V型料腔結構和U型微流道排氣孔，以解決傳統壓電噴墨頭工作過程中的排氣難問題，通過涂覆疏水材料、加熱噴嘴等方式提高噴墨頭內墨水流動性，以解決噴墨打印粘度低無法適應3D打印的問題；另外，本裝置結構簡單，成本低。

本發明的技術方案是：一種壓電噴墨頭，包括魯爾接頭、壓電陶瓷片、微流道腔體、噴嘴、驅動器、加熱管，魯爾接頭安裝在微流道腔體側面，壓電陶瓷片嵌入在微流道腔體底部，噴嘴安裝在微流道腔體底面，加熱管嵌入在微流道腔體內部，驅動器安裝在微流道腔體頂部。

所述壓電陶瓷片由PZT壓電陶瓷環和金屬薄膜構成，金屬薄膜通過絕緣膠水粘接在壓電陶瓷環上，PZT壓電陶瓷環上表面印有銀電極。

所述微流道腔體由進料口、料腔和微流道排氣孔構成，進料口和料腔采用倒V型結構，防止墨水回流，微流道排氣孔采用U型結構，方便進料時排出空氣的同時防止噴嘴內空氣回流進料腔，進料口、料腔、微流道排氣孔內表面經過拋光處理，并涂覆疏水性材料，提高流道內墨水流動性。

所述加熱管上裝有溫度傳感器。

所述驅動器帶壓控振蕩電路。

上述壓電噴墨頭的使用方法如下：將墨盒與魯爾接頭連接，墨水進入到進料口，由于重力的作用墨水填充微流道腔體把腔體的空氣排出，充滿料腔，開啟加熱管，加熱管和溫度傳感器用來控制噴嘴溫度，提高噴嘴內墨水流動性，開啟驅動器，壓電陶瓷片振動，振動向下時，微流道腔體形成負壓將墨水從進料口吸入，振動向上時將微流道腔體中的墨水從噴嘴擠出，形成墨滴，實現打印。

本發明的有益效果是：設計一種壓電噴墨頭，相比現有技術，優勢主要有：

第一，通過微流道腔體的倒V型料腔結構和U型微流道排氣孔，通過墨水自身重力將微流道腔體內空氣擠出，充滿料腔，解決了傳統壓電噴墨頭工作過程中的排氣難問題。

第二，通過加熱管和溫度傳感器用來控制噴嘴溫度，提高了墨水的流動性，以適應高粘度墨水的打印，如陶瓷、高分子、金屬等。

第三，微流道腔體內表面經過拋光處理，并涂覆疏水性材料，使墨水和腔體內表面不粘連，提高流道內墨水流動性。

附圖說明

圖1為本發明的剖面結構示意圖；

圖中：1，魯爾接頭、2，壓電陶瓷片、3，微流道腔體、4，噴嘴、5，驅動器、6，加熱管、21，PZT壓電陶瓷環、22，金屬薄膜、31，進料口、32，料腔、33，微流道排氣孔。

具體實施方式

下面結合附圖及具體的實施例對發明進行進一步介紹：

參考圖1，本發明一種壓電噴墨頭，主要由魯爾接頭1、壓電陶瓷片2、微流道腔體3、噴嘴4、驅動器5、加熱管6構成，壓電陶瓷片2、加熱管6均安裝在微流道腔體3上。壓電陶瓷片2由直徑6mm、厚度0.5mmPZT-05壓電陶瓷環21和直徑10mm、厚度0.1mm高韌性鋼金屬薄膜22構成，壓電陶瓷環21通過絕緣膠水粘接在鋼金屬薄膜22上，PZT壓電陶瓷環21上表面印有銀電極作為壓電陶瓷片2的正極、鋼金屬薄膜22作為負極。微流道腔體3由進料口31、料腔32和微流道排氣孔33構成，進料口31直徑3mm可以安裝M3魯爾接頭1，料腔32采用倒V型結構，防止墨水回流，微流道排氣孔33采用倒U型結構，方便進料時排出空氣同時防止噴嘴內空氣回流進料腔32。進料口31、料腔32、微流道排氣孔33內表面經過拋光處理，并涂覆聚四氟乙烯疏水性材料。