压电阵列喷头以及包括该喷头的喷涂设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及压电陶瓷领域，特别是指一种压电阵列喷头以及包括该喷头的喷涂设备。
【背景技术】
[0002]嗔头是嗔墨打印机或点Jj父机最核心、所占成本最尚、技术含量最尚的部件，国内从研发到制造均属空白，完全依赖于进口。
[0003]以爱普生喷墨头为例，如图1和图2所示，包括墨水腔I’、振动板2’、喷嘴3’、压电薄膜4’以及连接压电薄膜4’的上表面和下表面的上电极5’和下电极6’，当给压电薄膜4’加电时，其发生变形，挤压振动板2’，使振动板2’产生向墨水腔I’内部的位移，使墨水从喷嘴3’喷出。
[0004]但是这种喷墨头存在着以下缺点:
[0005]1、物理分辨率低；压电薄膜沿着其自身宽度的方向间隔排布，导致相邻喷嘴的距离必然大于压电薄膜的宽度，由于压电薄膜的输出力要达到一定程度，才能使振动板产生变形，因此压电薄膜的宽度不能过窄，这样就使得相邻喷嘴的距离不可能很近，物理分辨率不尚。
[0006]2、物理分辨率不可调，适用范围窄；墨水腔在加工完毕之后，喷墨头的物理分辨率就固定不变了，不能调节，不能适应不同场合的工作需求(如喷墨打印、点胶、喷涂釉料或喷涂电极浆料等不同的场合)，适用范围窄。
【发明内容】
[0007]本发明提供一种压电阵列喷头以及包括该喷头的喷涂设备，该压电阵列喷头的物理分辨率高并且可调；适用范围广；结构简单，维修方便。
[0008]为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下:
[0009]—种压电阵列喷头，包括喷头动力部分和喷头墨水部分，所述喷头墨水部分包括多个片状且平行设置的喷墨腔；
[0010]每个喷墨腔设置有进墨口、出墨口和喷嘴，所述喷嘴位于喷墨腔的与厚度方向平行的一个端面上，每个喷墨腔的与厚度方向垂直的两个侧壁为柔性侧壁；
[0011]所述喷头动力部分采用压电陶瓷悬臂梁，所述压电陶瓷悬臂梁的一端固定，另一端接触并驱动所述柔性侧壁。
[0012]进一步的，所述喷头墨水部分还包括进墨腔，所述进墨腔包括多个喷墨腔插槽，所述喷墨腔插槽的侧壁开设有墨水通道，所述喷墨腔插设在所述喷墨腔插槽内，并通过密封胶密封。
[0013]进一步的，所述喷头动力部分还包括填胶盖板和填胶腔体，所述填胶腔体的侧壁上开设有多个平行排布的压电陶瓷悬臂梁插槽，所述压电陶瓷悬臂梁固定的一端插在所述压电陶瓷悬臂梁插槽内，所述填胶腔体内填充有填充胶，所述填胶盖板盖设在所述填胶腔体的上方。
[0014]进一步的，所述压电阵列喷头还包括喷头外壳，所述喷头动力部分和喷头墨水部分固定在所述喷墨头外壳上，所述喷头动力部分和喷头墨水部分之间的距离可调。
[0015]进一步的，所述喷墨腔还包括片状的腔体框架，所述腔体框架开设有通孔，所述通孔贯穿所述腔体框架的与厚度方向平行的一个端面，形成豁口，所述柔性侧壁粘贴在所述腔体框架上并覆盖所述通孔，形成喷墨腔，所述进墨口和出墨口开设在所述柔性侧壁上并与所述通孔连通，所述豁口上粘贴覆盖有带有所述喷嘴的覆盖层。
[0016]进一步的，所述喷墨腔还包括触点，所述触点通过快干环氧胶粘贴在所述柔性侧壁上，所述压电陶瓷悬臂梁通过所述触点驱动所述柔性侧壁。
[0017]进一步的，所述柔性侧壁厚度为0.05-0.15mm，材质为薄膜胶带；所述触点的材质为结构陶瓷、硅材料或硬质塑料；所述腔体框架的材质为结构陶瓷或金属材料。
[0018]进一步的，所述压电陶瓷悬臂梁为压电双晶片，所述压电双晶片包括位于中间的弹性支撑片以及位于所述弹性支撑片两侧的压电陶瓷片，所述弹性支撑片和两侧的压电陶瓷片之间设置有内电极，两侧的压电陶瓷片的外表面设置有外电极。
[0019]进一步的，所述压电陶瓷片的材质为锆钛酸铅，所述弹性支撑片的材质为玻璃纤维、磷青铜、紫铜、钛合金、镍铁合金、锡青铜或招钢复合材料，所述内电极和外电极材质为银钯合金、金、银或铝。
[0020]一种喷涂设备，包括上述压电阵列喷头。
[0021]本发明具有以下有益效果:
[0022]本发明的压电阵列喷头在工作时，墨水(还可以是釉料、胶体、电极浆料等，下同)从进墨口进入喷墨腔，喷头动力部分的电陶瓷悬臂梁一端固定，另一端在加电后产生d31横向弯曲变形，挤压驱动喷墨腔的柔性侧壁，使墨水从喷嘴喷出。
[0023]由于喷墨腔为片状且平行设置，沿着其自身的厚度方向平行排布，为了驱动柔性侧壁，压电陶瓷悬臂梁也沿着其自身的厚度方向(与喷墨腔的厚度方向一致)平行排布；这样使得喷嘴的密集程度(压电阵列喷头的物理分辨率)与压电陶瓷悬臂梁厚度有关，与压电陶瓷悬臂梁的宽度无关，因为压电陶瓷悬臂梁为片状，其厚度远小于宽度，所以可以在有限的宽度范围内排布更多的喷嘴，压电阵列喷头的物理分辨率高，即使增加压电陶瓷悬臂梁的宽度也不影响相邻喷嘴之间的间距，对于喷射粘度较大的液体时，可适当改变压电陶瓷悬臂梁的宽度，但是对压电阵列喷头的物理分辨率影响非常小。
[0024]本发明中的各个零部件(包括喷墨腔，相当于【背景技术】中的墨水腔)在加工完毕后，压电阵列喷头的物理分辨率还是可以调整的，只要在组装时调整相邻喷墨腔之间的距离即可(压电陶瓷悬臂梁的间距也同时调整)，即使压电阵列喷头在组装完毕并使用后，也可以在使用过程中根据需要调整相邻喷墨腔之间的距离；能适应不同场合的工作需求(如喷墨打印、点胶、喷涂釉料或喷涂电极浆料等不同的场合)，适用范围宽。
[0025]另外，压电陶瓷悬臂梁具有位移放大作用，并且放大倍数与压电陶瓷悬臂梁的长度有关，同一个压电陶瓷悬臂梁的输出位移和输出力成反比，距离压电陶瓷悬臂梁的固定端越远，其位移越大；本发明中喷墨腔与压电陶瓷悬臂梁的固定端的距离是可调的，可以根据喷射的液体要求选择喷墨腔在压电陶瓷悬臂梁的不同的位置，当喷射粘度较小的液体时，可以将喷墨腔放在距离压电陶瓷悬臂梁的固定端较近的位置；当喷射液体粘度较大时，可以将喷墨腔放在距离压电陶瓷悬臂梁的固定端较远的位置，增加了压电阵列喷头的适用范围。
[0026]再者，本发明可以通过控制电信号使得喷墨腔一侧的压电陶瓷悬臂梁控制一个喷墨腔，也可以使得喷墨腔两侧的压电陶瓷悬臂梁同时控制一个喷墨腔；两侧的压电陶瓷悬臂梁同时动作时，喷墨腔中墨水容积的变化比单独控制一侧压电陶瓷悬臂梁引起的墨水容积的变化增加近一倍，这样可以同时喷不同粘度的液体，增加了压电阵列喷头的适用范围。
[0027]最后，发明人还发现，【背景技术】中的喷墨头的喷嘴、墨水腔均通过MEMS生产工艺制得，工艺复杂，成本高，并且只要其中一部分零部件损坏，整个喷墨头就损坏了，不能维修；本发明的压电阵列喷头结构简单，加工方便，并且各个零部件损坏后，只需将其替换掉即可，便于维修。
[0028]因此，本发明的压电阵列喷头的物理分辨率高并且可调；适用范围广；结构简单，维修方便。
【附图说明】
[0029]图1为现有技术中爱普生打印机喷头的结构示意图；
[0030]图2为现有技术中爱普生打印机喷头的剖视图；
[0031]图3为本发明的压电阵列喷头的结构示意图；
[0032]图4为本发明中的喷头动力部分的结构示意图；
[0033]图5为本发明中的喷头墨水部分的结构示意图；
[0034]图6为本发明中的喷墨腔的结构示意图；
[0035]图7为图6的A-A平面的剖视图。
【具体实施方式】
[0036]为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0037]—方面，本发明提供一种压电阵列喷头，如图3至图7所示，包括喷头动力部分2和喷头墨水部分3，喷头墨水部分3包括多个片状且平行设置的喷墨腔32 ;
[0038]每个喷墨腔32设置有进墨口 324、出墨口 325和喷嘴326，喷嘴326位于喷墨腔32的与厚度方向平行的一个端面上，每个喷墨腔32的与厚度方向垂直的两个侧壁为柔性侧壁 322 ；
[0039]喷头动力部分2采用压电陶瓷悬臂梁23，压电陶瓷悬臂梁23的一端固定，另一端接触并驱动柔性侧壁322。
[0040]上述的嗔头墨水部分、嗔墨腔、进墨口和出墨口中的“墨”字只是一种名称，并不是限定本发明的压电阵列喷头只能喷射墨水而不能喷射其他液体(如釉料、胶体、电极浆料等)，下同。
[0041]与现有技术相比，本发明的压电阵列喷头在工作时，墨水(还可以是釉料、胶体、电极浆料等，下同)从进墨口进入喷墨腔，喷头动力部分的电陶瓷悬臂梁一端固定，另一端在加电后产生d31横向弯曲变形，挤压驱动喷墨腔的柔性侧壁，使墨水从喷嘴喷出。
[0042]由于喷墨腔为片状且平行设置，沿着其自身的厚度方向平行排布，为了驱动柔性侧壁，压电陶瓷悬臂梁也沿着其自身的厚度方向(与喷墨腔的厚度方向一致)平行排布；这样使得喷嘴的密集程度(压电阵列喷头的物理分辨率)与压电陶瓷悬臂梁厚度有关，与压电陶瓷悬臂梁的宽度无关，因为压电陶瓷悬臂梁为片状，其厚度远小于宽度，所以可以在有限的宽度范围内排布更多的喷嘴，压电阵列喷头的物理分辨率高，即使增加压电陶瓷悬臂梁的宽度也不影响相邻喷嘴之间的间距，对于喷射粘度较大的液体时，可适当改变压电陶瓷悬臂梁的宽度，但是对压电阵列喷头的物理分辨率影响非常小。
[0043]本发明中的各个零部件(包括喷墨腔，相当于【背景技术】中的墨水腔)在加工