CN107081907A - 压电撞针打印喷头系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压电撞针打印喷头系统，包括喷射阀座和驱动机构，驱动机构包括阀体、水平杆、压电陶瓷致动器、撞针、预紧螺栓和弹簧，水平杆一端与撞针铰接，另一端通过通过滑动轴承连接在阀体内，水平杆两端可自由运转，压电陶瓷致动器设置在与撞针相对的水平杆另一侧下方，在水平杆上方连接有弹簧和预紧螺栓，通过预紧螺栓可调节水平杆的形变距离；在喷射阀座内设有供液管道和喷射管道，在喷射管道内设有撞针，当撞针上下移动时，可将供液管道和喷射管道的连接口打开和封闭，进而实现喷液；本发明具有结构简单、可靠性高、喷射孔径可选，流量可控、打印材料粘度大等特点，提高了打印的精度，满足打印需求，不需要额外添加其他装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种压电撞针打印喷头系统，属于流体点胶技术领域。
背景技术
流体点胶技术是微电子封装中的一项关键技术，流体点胶技术主要有两种，接触式点胶和非接触式点胶。接触式点胶技术包括计量管式点胶、活塞式点胶和时间/压力型点胶方式；而非接触式点胶又可分为气动式点胶和压电驱动式点胶。气动点胶主要动力源是压缩空气，压电喷射点胶主要采用杠杆放大原理，将压电陶瓷微小形变放大，带动喷针运动挤出流体。
现有压电喷射点胶产品存在的缺陷是：比较昂贵或者喷嘴直径过粗，无法满足消费级用户的需求和精细化的要求。而且内部结构复杂，损坏后维修困难。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种压电撞针打印喷头系统，能够实现大黏度，细孔径，精确流量的控制，以解决目前因黏度大、喷头直径大导致的流量无法精准控制的问题。
本发明的技术方案是：一种压电撞针打印喷头系统，包括喷射阀座和驱动机构，驱动机构用于驱使喷射阀座喷射流体，所述驱动机构包括阀体、水平杆、压电陶瓷致动器、撞针、预紧螺栓和弹簧，其中阀体连接在喷射阀座上方，水平杆一端与撞针铰接，另一端通过通过滑动轴承连接在阀体内，水平杆两端可自由运转，压电陶瓷致动器设置在与撞针相对的水平杆另一侧下方，当压电陶瓷致动器振动时，可通过水平杆将压电陶瓷致动器的微小形变放大，使撞针得到放大后的形变，在水平杆上方依次连接有弹簧和预紧螺栓，预紧螺栓设置在阀体上，通过预紧螺栓可调节水平杆的形变距离；在所述喷射阀座内设有相互连通的供液管道和喷射管道，在喷射管道底端部设有喷孔，在喷射管道内设有撞针，当撞针上下移动时，可将供液管道和喷射管道的连接口打开和封闭，进而实现喷液。
在所述喷射阀座上设有测温元件和加热元件，测温元件通过温控器与加热元件连接，可以对需要加热的流体进行预热，同时测温元件可以很好检测流体的温度，同时反馈给温控器调节加热的温度，保证喷射顺利进行。
所述供液管道的供液口设置在喷射阀座的上端面，便于连接各种软管或者腔体。
在所述喷射管道底端部螺纹连接有与喷孔连通的喷嘴，便于根据需要更换不同直径的喷嘴，同时这种凸出的结构将很好杜绝液体挂流及卫星液滴的产生。
所述阀体与喷射阀座之间采用调节螺栓和调节螺母连接，这样喷射阀座可以通过调节螺母改变与阀体底部的距离，从而保证撞针位置刚好在流体入口的上下部。
所述撞针与阀体之间的孔洞装有滚珠，以降低摩擦力。
本发明的有益效果：本发明研制的压电撞针打印喷头系统喷射速度快，精细度高，稳定性好，拓展了其在3D打印方面的使用，特别是制作一些基板或者金属导线、MEMS等。另外，本发明撞针系统可以喷射更小流量的流体，预紧螺母可以调节弹簧的力度，改变水平杆的受力与反应时间，同时本装置可拆卸，方便更换元件，且阀体与喷射阀座可以分离，便于清洗。
本发明具有结构简单、可靠性高、喷射孔径可选，流量可控、打印材料粘度大等特点，提高了打印的精度，满足打印需求，不需要额外添加其他装置。
附图说明
图1 为本发明压电撞针打印喷头系统的结构图示意图；
图2为图1的主视图；
图3为图1的俯视图；
图4为本发明的喷射阀座主视图；
图5为本发明的压电陶瓷致动器驱动信号；
图6为本发明撞针喷射运动图；
图中：1-喷射阀座，2-阀体，3-水平杆，4-滑动轴承，5-撞针，6-弹簧，7-预紧螺栓，8-压电陶瓷致动器，9-调节螺母，10-供液口，11-测温元件，12-加热元件，13-喷嘴，14-调节螺栓，15-供液管道，16-喷射管道，17-喷孔，18、喷射腔体。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对发明进行进一步介绍：
参考图1至图6，本发明一种压电撞针打印喷头系统，包括喷射阀座1和驱动机构，驱动机构用于驱使喷射阀座1喷射流体。
驱动机构包括阀体2、水平杆3、压电陶瓷致动器8、撞针5、预紧螺栓7和弹簧6，其中阀体2连接在喷射阀座1上方，水平杆3一端与撞针5铰接，另一端通过通过滑动轴承4连接在阀体2内，水平杆3两端可自由运转，压电陶瓷致动器8设置在与撞针5相对的水平杆3另一侧下方，当压电陶瓷致动器8振动时，可通过水平杆3将压电陶瓷致动器8的微小形变放大，使撞针5得到放大后的形变，在水平杆3上方依次连接有弹簧6和预紧螺栓7，预紧螺栓7设置在阀体2上，通过预紧螺栓7可调节水平杆3的形变距离。
在喷射阀座1内设有相互连通的供液管道15和喷射管道16，在喷射管道16底端部设有喷孔17，在所述喷射管道16底端部螺纹连接有与喷孔17连通的喷嘴13，便于根据需要更换不同直径的喷嘴13。
撞针5安装在喷射管道16内的喷射腔体18中，并且完全贴合在喷射腔体18壁面上，并可沿其上下移动，当撞针5上下移动时，可将供液管道15和喷射管道16的连接口打开和封闭，进而实现喷液。同时当撞针5向上移动使连接口打开时，会在喷射腔体18产生瞬时真空，便于供液管道15内的流体快速进入到喷射腔体18中。
在喷射阀座1上安装有测温元件11和加热元件12，测温元件11通过温控器与加热元件12连接，可以对需要加热的流体进行预热，同时测温元件11可以很好检测流体的温度，同时反馈给温控器调节加热的温度，保证喷射顺利进行。其中，测温元件11、加热元件12和温控器为常规的市售产品。
供液管道15的供液口10设置在喷射阀座1的上端面，便于连接各种软管或者腔体。
所述阀体2与喷射阀座1之间采用调节螺栓14和调节螺母9连接，这样喷射阀座1可以通过调节螺母9改变与阀体2底部的距离，从而保证撞针5位置刚好在流体入口的上下部。
在撞针5与阀体2之间的孔洞装有滚珠，以降低摩擦力。
本发明的工作原理是：当压电陶瓷致动器8振动时，可通过水平杆3将压电陶瓷致动器8的微小形变放大，使撞针5得到放大后的形变，并沿喷射管道16上下移动，使供液管道15和喷射管道16的连接口打开和封闭，进而实现喷液工作。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种压电撞针打印喷头系统，包括喷射阀座(1)和驱动机构，驱动机构用于驱使喷射阀座(1)喷射流体，其特征在于：所述驱动机构包括阀体(2)、水平杆(3)、压电陶瓷致动器(8)、撞针(5)、预紧螺栓(7)和弹簧(6)，其中阀体(2)连接在喷射阀座(1)上方，水平杆(3)一端与撞针(5)铰接，另一端通过通过滑动轴承(4)连接在阀体(2)内，水平杆(3)两端可自由运转，压电陶瓷致动器(8)设置在与撞针(5)相对的水平杆(3)另一侧下方，当压电陶瓷致动器(8)振动时，可通过水平杆(3)将压电陶瓷致动器(8)的微小形变放大，使撞针(5)得到放大后的形变，在水平杆(3)上方依次连接有弹簧(6)和预紧螺栓(7)，预紧螺栓(7)设置在阀体(2)上，通过预紧螺栓(7)可调节水平杆(3)的形变距离；在所述喷射阀座(1)内设有相互连通的供液管道(15)和喷射管道(16)，在喷射管道(16)底端部设有喷孔(17)，在喷射管道(16)内设有撞针(5)，当撞针(5)上下移动时，可将供液管道(15)和喷射管道(16)的连接口打开和封闭，进而实现喷液。
2.根据权利要求1所述的压电撞针打印喷头系统，其特征在于：在所述喷射阀座(1)上设有测温元件(11)和加热元件(12)，测温元件(11)通过温控器与加热元件(12)连接。
3.根据权利要求1所述的压电撞针打印喷头系统，其特征在于：所述供液管道(15)的供液口(10)设置在喷射阀座(1)的上端面。
4.根据权利要求1所述的压电撞针打印喷头系统，其特征在于：在所述喷射管道(16)底端部螺纹连接有与喷孔(17)连通的喷嘴(13)。
5.根据权利要求1所述的压电撞针打印喷头系统，其特征在于：所述阀体(2)与喷射阀座(1)之间采用调节螺栓(14)和调节螺母(9)连接。
6.根据权利要求1所述的压电撞针打印喷头系统，其特征在于：所述撞针(5)与阀体(2)之间的孔洞装有滚珠。
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