● 摘要
点胶技术是工业领域中的一种先进制造工艺方法,其特点是用可控的方法精确分配各类液体。近年来,点胶技术的使用日益广泛,各类精密液体分配系统对该技术需求旺盛,特别是随着电子封装业的不断进步,传统的接触式点胶正逐渐被新兴的非接触式点胶所取代。目前国外企业已经成功推出了几种非接触式点胶阀,但由于技术门槛较高,导致此类产品价格较高,限制了国内下游产业的发展,而国内的相关研究尚处于起步阶段,很难满足市场需求。
本文基于逆压电效应,提出了一种由叠层压电陶瓷驱动的非接触式点胶阀。该阀由两个相同的叠层压电陶瓷驱动,通过位移放大机构,改变位移的输出方向,并将力传递给阀杆,最终实现喷射。建立了撞针式点胶阀喷射理论模型,确定了影响点胶结果的相关参数,并利用FLUENT软件中的流体体积方法和动网格技术模拟了点胶过程,分析了液滴在飞行过程中的形态变化,阐述了流体喷射机理。通过实验改善了点胶阀关键零件的使用材料,提高了点胶阀的使用寿命。改进了点胶阀阀体结构,优化了点胶阀温度分布,使得在加热条件下既能够有效降低了阀内液体的粘度,又保证叠层压电陶瓷的性能不受影响。。搭建了非接触式点胶实验系统,包括三维运动台、驱动电源、高压气源等部分,通过实验研究了阀杆抬起时间、气压、流体粘度等喷射参数对于点胶结果的影响,实验结果与仿真结果吻合。实验测得该点胶阀的工作频率可达到400Hz。使用直径为0.35 mm的喷嘴,喷射液体为甘油时,可以获得平均直径为0.53 mm的液滴,其一致性误差小于6%。实验结果表明,该点胶阀的性能能够满足工业应用的一般需求。
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