00. 目錄

文章目錄

• • 00. 目錄
  • 01. 概述
  • 02. 基礎(chǔ)
  • 03. 脈沖時(shí)序
  • 04. 共振現(xiàn)象
  • 05. 多個(gè)脈沖
  • 06. 附錄

01. 概述

想更多地了解什么是波形，它們?nèi)绾喂ぷ?#xff0c;以及為什么它們是噴墨開發(fā)中必不可少的一部分？很好，因?yàn)樗鼈兒苤匾?#xff0c;而且通常不是很了解。在這篇文章中，我們將討論波形的基礎(chǔ)知識，而在下一篇文章中，您將找到實(shí)踐步驟，以逐步優(yōu)化油墨的波形。

02. 基礎(chǔ)

為了幫助解釋波形的目的，讓我們看一下打印頭的噴嘴腔內(nèi)部。下圖描述了稱為填充和噴射的噴射過程，該過程非常普遍地應(yīng)用于設(shè)計(jì)不同的許多不同的噴頭。在這種情況下，每當(dāng)對PZT（壓電陶瓷材料）施加電壓時(shí)，其堆疊都會變形，從而改變墨水腔的容積，并使墨水在其中移動并最終噴射。將此電壓施加到PZT的方法是波形。

在我們的示例中，PZT僅在施加電壓時(shí)才伸展，因此在插入噴頭之前不會變形。一旦通電，噴頭便會保持特定的電壓，從而導(dǎo)致PZT伸展并保持其非噴射位置（左）。如果電壓降低，則PZT會縮回并在腔室內(nèi)產(chǎn)生膨脹，從而將墨水吸入其中（中）。要噴射墨滴，電壓恢復(fù)到其原始值，墨水盒收縮，并擠出多余的墨水（右）。此過程每秒重復(fù)數(shù)千次。

需要注意的是，打印頭可以由正向脈沖或反向脈沖驅(qū)動，這取決于不同公司的技術(shù)考量。不管基于何種設(shè)計(jì)，波形中最重要的是波形傾斜部分的計(jì)時(shí)與保持計(jì)時(shí)。即電壓保持在那個(gè)水平(高或低)多久后才回到起始位置。脈沖計(jì)時(shí)決定了當(dāng)腔體的體積恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)噴嘴處的噴墨狀態(tài)，這是構(gòu)建波形的第一步。

03. 脈沖時(shí)序

如果打印時(shí)你站在打印頭旁邊，你甚至可能會聽到它“唱歌”，這取決于打印使用的頻率。你能聽到它的原因是因?yàn)轵?qū)動器產(chǎn)生聲波。當(dāng)然，這里面最重要的是墨水本身產(chǎn)生的聲波，因?yàn)閲娚鋲毫Φ淖兓怯善鋪矶x的。

由于存在具有某些機(jī)械性能的墨水，并且由于聲波反彈時(shí)會損失能量，因此腔室內(nèi)的壓力可以描述為阻尼共振器。壓力的任何變化（例如PZT變形）都會導(dǎo)致特征壓力變化。如此處所示，當(dāng)PZT縮回并且腔室體積增大時(shí)，壓力變化將導(dǎo)致墨水在腔室內(nèi)開始來回移動。

通常，僅靠這種能量不足以使墨水噴射，只是將其拉回到腔室的另一端并彈起。通過在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間使用電壓脈沖增強(qiáng)壓力，可以使液滴噴射更加有效，如此處所示。由于最佳時(shí)機(jī)，當(dāng)壓力超過臨界值時(shí)會噴出液滴。

脈沖寬度如此關(guān)鍵的原因是，如果脈沖寬度太短或太長，則PZT的波動，壓力和運(yùn)動將不同步。如果在添加更多壓力時(shí)墨水沒有朝正確的方向移動，而不是平穩(wěn)地增加動量，則可能會抵消動量。這類似于將孩子推到秋千上。如果在正確的時(shí)間推動它們，則動量會增加，并且它們會擺動得更高。如果在錯(cuò)誤的時(shí)間推動它們，它們將猛烈停止。同樣，如果脈沖寬度不正確，則反復(fù)進(jìn)行的結(jié)果噴射將效率低下且不穩(wěn)定。

因?yàn)槟枰谇皇业恼麄€(gè)長度上來回移動，所以打印頭可以產(chǎn)生的最大頻率取決于打印頭腔室的大小。設(shè)計(jì)有較長腔室的打印頭需要更多的時(shí)間來使聲波來回傳播，因此無法經(jīng)常噴射墨滴。

由于噴嘴室的長度是固定的，因此您可能會認(rèn)為，對于給定的打印頭，正確計(jì)時(shí)壓力波所需的脈沖寬度是恒定的。但是，時(shí)間也會受到該特定墨水的聲音速度的影響。這就是為什么必須針對特定的墨水和打印頭組合調(diào)整波形的原因，僅具有該打印頭的通用波形是不夠的。幸運(yùn)的是，如果墨水的特性相似，則相同的波形對兩者都適用。

04. 共振現(xiàn)象

通常，在一個(gè)頻率下工作的波形可能在另一個(gè)頻率下工作的頻率不佳。當(dāng)墨水在腔室內(nèi)來回移動時(shí)，這全部歸結(jié)為脈沖的定時(shí)。隨著打印頻率的增加，給定脈沖產(chǎn)生的波和運(yùn)動可以開始與前一個(gè)脈沖相互作用。在某些頻率下，這將是增強(qiáng)的，結(jié)果是共振，如圖像中的頂部示例所示。

打印頻率越高，在下一個(gè)降落和壓力波來臨時(shí)，壓力尚未衰減到零的可能性就越大，因此，產(chǎn)生不良發(fā)射的可能性越大。如果墨水仍在移動，則前一個(gè)脈沖可能會增加壓力（速度更高，更多的人造衛(wèi)星，潤濕）或降低壓力（速度更低）。如果您的打印速度靈活，那么在一定頻率范圍內(nèi)研究液滴的形成是明智的，以確保最終打印速度不會落在發(fā)生共振的頻率范圍內(nèi)。

05. 多個(gè)脈沖

如果電子設(shè)備允許，則可以在每個(gè)像素處使用多個(gè)脈沖，從而使您可以創(chuàng)建更大，更快的墨滴。用于多脈沖的波形通常取決于壓力波中的第一或第二共振。這意味著當(dāng)墨水向噴嘴移動時(shí)，第一個(gè)脈沖將增加墨水的壓力。一些墨水會噴出，其余的墨水會從孔口反彈并返回到對面的壁。一旦墨水再次移向噴嘴，第二個(gè)脈沖將增加其動量。脈沖應(yīng)仔細(xì)調(diào)整。增強(qiáng)材料可能非常堅(jiān)固，使壓力過分驅(qū)動并造成噴嘴潤濕。

如果脈沖的振幅相同，則第二個(gè)液滴將比第一個(gè)液滴更大且更快，因?yàn)樗⒃谇耙粋€(gè)脈沖的共振上。它可以合并在面板或飛行中，具體取決于幾個(gè)因素，包括打印頭設(shè)計(jì)，脈沖到脈沖的時(shí)間，使用的電壓和墨水性質(zhì)。

實(shí)時(shí)查看液滴形成的能力有助于理解這些影響。在下面用JetXpert dropwatcher拍攝的照片中，您可以看到在相鄰噴嘴中通過共振多脈沖波形形成了不同大小的液滴。左側(cè)的噴嘴施加了三個(gè)脈沖波形，中央噴嘴只有最后兩個(gè)脈沖，而右側(cè)噴嘴只有最后一個(gè)脈沖。用于產(chǎn)生液滴的三個(gè)脈沖在時(shí)間上均勻分布，并且每個(gè)圖像都是在壓力波擊中噴嘴開口時(shí)拍攝的。

請注意，在脈沖結(jié)束后，噴嘴彎月面的延伸是由壓力波引起的。第一個(gè)發(fā)生在韌帶分離之前。噴射兩次或更多次的噴嘴上的彎月面凸起較大，這表明由于先前的脈沖，已經(jīng)施加了額外的壓力。通過調(diào)整脈沖時(shí)序并可視化進(jìn)度，可以更快地改善特定墨水的波形。

額外的脈沖不僅用于噴射較大的液滴。通常在“關(guān)閉”數(shù)據(jù)上使用預(yù)脈沖使噴嘴撓癢，這意味著將提供足夠的力以使墨水在噴嘴內(nèi)移動，但不會噴射墨滴。另一個(gè)應(yīng)用程序是使用后脈沖來消除彎液面的振蕩，使您可以增加頻率而不受先前下降的干擾。下面的波形具有許多內(nèi)置的此類功能，并根據(jù)理光的臺式打印機(jī)專利進(jìn)行了改編。

06. 附錄

參考：https://imagexpert.com/what-is-a-waveform/

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的【工业控制】什么是波形的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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