丝网印刷油墨传递模型研究及参数优化

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丝网印刷是一种古老的印刷技术,为四种重要的传统印刷方式之一,因墨层厚实、操作方便、承印材料广泛等优点,被广泛应用于当前诸多新兴的制造业中,随着专业化应用领域的不断开拓,丝网印刷技术受到了前所未有的挑战,面临着更高的要求,例如丝网印刷的精度已经成了限制其发展的一个要害,为此,有必要加强丝网印刷工艺技术的研究,提高其精度,以适应新的领域的要求。本文处理了丝网印刷油墨传递过程的三个核心问题:传递的整体模型、传递的子过程建模及传递过程参数的确定。其中,传递的整体模型在润滑理论的基础上,通过理论分析给出了牛顿流体油墨和非牛顿流体油墨的整体传递模型,将整体模型分为外部区域、中间区域和内部区域进行了研究,分别讨论了刮墨刀压力分布、网版位置以及墨层界面随时间的变化状况。传递的子过程建模结合丝网印刷的工艺过程,将刮印过程分为涡流、转移和流动三个部分进行了讨论,涡流部分将油墨看做牛顿流体,结合Navier-Stokes方程,获得了油墨的流线图,观察到了油墨的涡流,并且发现刮墨刀与网版的夹角越大,油墨涡流越明显,并讨论了油墨内部的切应力和压力分布,发现了一个促使油墨转移的抬升力,对此抬升力进行分析得出改变刮墨刀角度比改变刮墨刀速度更能显著改变油墨沉积厚度。转移部分又分为填墨、挤压、粘连、脱离和转移五个子过程进行了详细讨论,填墨过程运用Olsson公式很好地描述了影响填墨的因素,并计算出了刮墨刀的最大极限速度;挤压过程分静态和动态过程描述了刮墨刀对油墨的挤走情况;粘连过程论述了油墨与承印物的接触角应小于90°才能实现油墨的较好转移;脱离过程研究了脱离力应小于网版膜层的承受能力,这样才能避免脱膜的发生;转移过程修正了油墨的分裂转移理论,并提出了一种新的油墨转移率定义方法。流动部分分成流平、流挂和渗透三个过程进行描述,在流平过程,论述了油墨的流平条件及影响流平的因素;流挂过程给出了流挂模型,并分析了流平和流挂的矛盾性;渗透过程给出了相应的渗透公式,分析了影响渗透的因素。接着,讨论了丝网印刷中网版间距、扩大变形等几个重要参数,并给出了这些参数的确定依据。最后,进行了线条印刷和网目调实验,并对结果进行了分析,以验证理论。
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