当前位置: > 硕士毕业论文 > 38600字硕士毕业论文印刷电子打印机机械性能及结构优化综述

38600字硕士毕业论文印刷电子打印机机械性能及结构优化综述

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:38600字
论点:印制,基材,电子
论文概述:

利用有限单元法以及ANSYS分析软件对整体的框架进行模型简化和静动态力学性能分析,得出框架的静动态力学特性,如在静载作用下的位移和应力,框架的固有频率和模态以及在移动载荷作用下

论文正文:

第一章引言

1.1主题的研究背景
随着科学技术的发展和现代生活水平的提高,人们对电子消费品的需求越来越大。超薄超轻电子产品是电风扇永恒的追求。苹果手机和苹果平板电脑在全球的热销也反映了人们对高质量消费电子产品[1]的偏好。正是现代人对电子设备的追求和享受推动了印刷电子技术的出现和发展。“印刷电子”[2\' 3]是近十年发展起来的一门新的交叉学科。它是基于印刷方法来制造电子器件的。有机导体和有机半导体、超导体、有机绝缘材料或导电材料被印刷以形成导线和图案,这些通常被称为“塑料电子器件”(4)。未来的发展目标是在工业上直接形成整个印刷电路板。《印刷电子法》[5),这是一个宽泛的概念,狭义理解为使用印刷技术的电子电路制造技术,包括印刷电路板(印刷电路板)、有机发光二极管(有机发光二极管)、液晶显示器、发光二极管和最新的射频识别(射频识别)
结论。使用单晶桂花制造半导体器件的传统工艺流程非常复杂,包括光刻和电镀等一系列生产步骤,其中大部分必须在超净室或超真实空环境中操作。电子元件的可印刷性提供了实现低成本生产的机会,这使得一些新类型的可消费电子产品成为可能,包括电子标签、印刷电子显示器、印刷电池和印刷集成电路
本文以昆山海斯电子IJDAS300a印刷电子喷墨打印机的主框架结构为研究对象。根据打印机的结构特点、材料特点、边界条件和工作条件,利用大型有限元分析软件ANSYS建立了打印机机架模型。主要分析如下:(1)分别在四种工况下对承载X轴和Y轴运动平台的上横梁和中横梁进行静力分析。(2)对整个框架进行模态分析,得到其固有频率和振型。(3)分析了承载X轴运动模块的上横梁在不同载荷和不同运动速度作用下的瞬态响应。(4)根据静力学、模态和瞬态分析结果,找出框架结构的薄弱部位和干扰部位,并进行适当的改进和优化。通过以上一系列力学分析工作,得到如下分析结果:
(1)通过对框架上横梁和中横梁的静力分析,得出上横梁的边、中位移差约为7...在5KG载荷下,10KG载荷下横梁侧面与中间的位移差约为13,横梁侧面与中间的位移差约为6...分别承受5KG和10KG的载荷。同时,扭矩作用下的转角变化很小。因此,从框架静力学的角度来看,其精度在15以内。然而,由于喷嘴和基板之间的非接触,在印刷期间喷嘴之间存在1 ~ 3毫米的印刷间隙,并且间隙15的变化对印刷电路图案几乎没有影响。
(2)通过对机架的模态分析,发现最低固有频率为122.31赫兹,远远低于电机50Hz(转速3000转/分)的额定工作频率,因此当电机以额定转速旋转时,不容易对机架造成共振影响。第一和第二振动模式分别是上梁沿Y轴方向的前后振动和沿Z轴方向的上下振动,这表明上梁及其支撑的刚度与其他部件相比不够,并且由于它们是前两种振动模式,能量较大,直接影响喷嘴的打印精度。
(3)由于框架的二阶固有频率约为155赫兹,并且X运动平台以约1.25秒的恒定速度(0.25米/秒)从导轨的最左端移动到最右端,频率约为0.8赫兹,因此在移动载荷下对上梁的瞬态响应非常小。动荷载和静荷载作用下上梁的最大位移基本相同。
(4)通过全面分析原框架的静态特性,将受力较小且影响打印机打印精度的结构部件删除或替换为小截面铝型材,可减轻框架重量。同时,通过对原框架主要振型的分析,对上横梁、横梁和后支架分别进行了加固,从而提高了整个结构的刚度,改善了主要振型。。图形打印可以实现低成本的礼貌和极高的产量,所有生产过程可以在室内环境中完成,而无需昂贵的洁净室操作。表1.1列出了当前主要印刷电子产品的应用领域和特点。
目前,微电子工业中使用各种印刷技术
参考
[1]孙高波。基于生活方式的消费电子产品创新设计研究。浙江工业大学。2007
[2]龚永林。印刷电子评论(1)。印刷电路信息。2009,7 (11): 11-35
[3]唐XF,杨ZG。王WJ。喷墨印刷技术中制备高浓度、高纯度导电油墨用纳米铜的简单方法。胶体和表面。2010年,360 (1): 26-36
[4]王家村。美国塑料电子工业的开始和发展。全球科技经济展望。2011年,26 (9): 49-54
[5]林杜金。我看到了印刷电路板行业面临的“四大”挑战。印刷电路信息。2012.6: 16-22
[6]王保运。物联网技术研究综述。电子测量与仪器杂志。2009,23 (12): 89-96
[7]蔡庆忌。印刷电子展望。印刷电路信息。2010年,9: 48-61
[8]陈春霞刘晓霞。现代电子标签及其印刷技术。包装工程。2008.29 (5): 3-18
[9]刘曛烟。印刷电子技术全面促进了印刷业的发展。印刷质量和标准化。2011,2 (3): 21-26
[10]龚永林?印刷电子评论(2)。印刷电路信息。2009年,9 (8): 12-17,包括接触式和非接触式。接触印刷通常通过在模板上的集成电路板上冲压高粘度材料如爆炸膏、导电粘合剂和其他材料来形成导线。非接触印刷用于处理低粘度功能油墨材料[9],例如导电油墨、液体辉光、电解质膜、抗静电层和环境阻挡层材料。这些材料可以是水溶性的或者溶解在溶剂中,并且溶剂可以在热处理后除去。此外,对于一些热固性材料,它们需要在印刷完成后进行固化处理。一般采用加热箱加热或紫外线照射等处理方法。印刷电子喷墨印刷是印刷电子技术中的一种流行技术。它被广泛使用,特别是对于具有大面积或阵列电子设备的印刷电路板,这些电子设备可以像传统打印机一样批量印刷。此外,喷墨打印作为一种新技术,具有以下特点。首先,它通过喷嘴将墨滴从导电溶剂喷射到基底上,以形成任何所需形状的微电子电路,其适用于各种印刷材料,包括无机材料和有机电子材料。此外,可以在各种基底上实现完美的印刷,这些基底可以印刷在刚性基底(EVA、玻璃、不锈钢)或柔性基底(例如塑料或纸等)上。)。其次,喷墨电子印刷电路具有薄、轻、柔性、一次性、透明、大尺寸和可定制的光学特性,加上低成本和更快的循环速度,可以实现广泛的新应用。其中包括移动设备的显示和照明、滚动和折叠显示屏[12)、电子书和大型可变广告牌,以及射频识别技术,这在今天的物联网中相对流行。喷墨打印机作为整个喷墨电子打印过程中的执行设备,也起着至关重要的作用。它负责通过压电喷嘴将导电介质挤压和喷射到基板上。打印机中的运动系统和喷嘴通过预编程程序相互协作,以打印各种电路图案。由于对油墨材料和印刷精度的不同要求,它不同于传统的喷墨打印机。现阶段,它仍处于印刷电子喷墨印刷技术的初级阶段,国内外都在努力开发和发展高精度印刷电子喷墨打印机。图1.1显示了美国的DirnatixMP [I4]系列打印机。作为一个完整复杂的机电一体化系统,虽然整体设备体积不大,但它包含了许多其他子系统,包括框架结构系统、机器视觉系统、驱动系统和软件控制系统等。除了上述运动系统之外,这里不再重复。

第2章打印电子喷墨打印机系统的组成和功能

2.1简介
本章主要介绍IJDAS300a印刷电子喷墨打印机的整体系统结构,并简要阐述其主要系统的结构和功能,以便读者能够整体了解印刷电子喷墨打印机的工作原理。IJDAS300打印机采用笛卡尔结构。图2.1是IJPDS300a打印机的模型图。主要运动方向是沿x、y和z轴的平移运动。具体运动方式分析如下:伺服电机及其运动模块安装在x轴横梁上,负责驱动喷嘴在x方向300mm行程范围内往复运动。在Y轴方向上的运动模块支持真空吸附平台和印刷基板在300毫米的范围内沿Y轴方向往复运动。?喷嘴系统安装在Z轴步进模块平台上。Z轴移动模块负责喷嘴的上下移动,行程约30毫米,可控制喷嘴孔与打印基板之间的相对位置,确保打印机可以打印0?30毫米厚的基板。通过以上运动分析可以看出,印刷电子喷墨打印机的工作原理与传统喷墨打印机基本相同,喷嘴与印刷基板之间的相对位置完全由三轴电机的运动决定。打印机工作时,三轴电机接收运动控制卡发出的脉冲,按照人类指定的运动程序进行打印,得到所需的图形。当然,喷嘴还需要在人工驱动下准确快速地喷射出形状良好的液滴,电机和喷嘴配合完成整个印刷过程。然而,在油墨性能和基材材料方面,它仍然与传统打印机有很大不同。该油墨采用纳米银导电油墨代替传统的碳墨或油性油墨。该基材的应用范围比传统基材更广,不限于塑料、纸张等。

第3章印刷电子喷墨打印机结构的静力.........21
3.1导言........21
3.2结构有限元方法及在ANSYS中的分析步骤........21
3.2.1结构分析有限元方法........21
3.2.2 ANSYS结构分析步骤........22
3.3打印机有限元分析模型的建立........23
3.4结果分析和讨论........32
3.5本章摘要........38
第4章印刷电子喷墨打印机的结构动力学........39
4.1导言........39
4.2模态分析理论和方法........39
4.2.1模态分析理论........39
4.2.2模态提取方法........40
4.2.3 ANSYS模态分析步骤........40
4.3模态分析和结果讨论........41
4.4打印机瞬态响应分析........45
4.5本章摘要........50
印刷电子喷墨打印机的结构优化........51
5.1导言........51
5.2打印机结构的改进设计........51
5.3结构改进后的机械分析........55
5.4本章摘要........60

[6]

[7]

[8]