[发明专利]压电撞针打印喷头系统

说明书

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。