压电式微滴按需喷射的过程控制和规律

• 作者: 任彦霖 刘赵淼 徐元迪 逄燕 钟希祥 高山山
• 来源期刊: 力学学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 压电驱动 按需喷射 膜片振幅 微滴直径
• 年，卷（期）: 2019,（4）
• 所属期刊栏目: 流体力学
• 页码范围: 1031-1042
• 页数: 12页
• 分类号: O359+.1
• 字数: 5320字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6052/0459-1879-19-035

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.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	刘赵淼	北京工业大学机械工程与应用电子技术学院	75	414	14.0	17.0
2	逄燕	北京工业大学机械工程与应用电子技术学院	8	61	3.0	7.0
3	徐元迪	北京工业大学先进制造技术北京市重点实验室	1	0	0.0	0.0
4	任彦霖	北京工业大学先进制造技术北京市重点实验室	1	0	0.0	0.0
5	高山山	北京工业大学机械工程与应用电子技术学院	1	0	0.0	0.0
6	钟希祥	北京工业大学机械工程与应用电子技术学院	1	0	0.0	0.0