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电流体喷印是一种新型的喷墨打印技术,在喷嘴和基板之间施加电场将溶液从喷嘴中“拉”出,从而能够实现微米乃至纳米级别的分辨率。目前市场上在售的电流体喷印装备在实现DOD喷印时受到电流体喷印的工艺限制能够实现的频率不高,因此喷印效率低下;传统的喷墨打印通过压电驱动或是热汽泡驱动可以实现高达20KHz的喷印频率,喷印效率较高,但是压电喷墨打印受到喷嘴尺寸的限制其分辨率最高只能达到30μm。本论文提出了“挤压式”压电和“拉伸式”电流体混合驱动的高效高分辨率压电-电流体喷头,该喷头在喷印的过程中使用压电膜片驱动溶液使其在喷嘴处周期性地形成弯液面,在喷嘴和基板之间施加电场使得的弯液面形成泰勒锥并进一步的形成锥射流,因此该喷头具备高分辨率的同时也具备高频喷射性能,对于电流体喷印的工业化应用具有重要的意义。本论文的主要工作包括:(1)建立了压电-电流体喷头中压电驱动膜片的动力学模型,分析了喷墨过程中影响腔体内部体积变化量的关键因素;对压电喷墨、电流体喷印点喷、压电集成喷印过程进行了有限元模拟,揭示了三种喷印模式的射流形成过程,验证了压电-电流体喷头能够兼具电流体喷印的高分辨率和压电流体喷印的高频喷射的可行性。(2)通过数值仿真和理论模型计算出压电-电流体喷头的结构参数。基于压电膜片力学模型得到满足喷头设计需求的压电膜片的参数,通过压电膜片的动力学模型以及数值仿真得到喷嘴的理想尺寸,然后利用流体动力学模型以及声学模型得到了压电-电流体喷头的轴向尺寸,并优化了供墨腔体和喷嘴截面形状,最后设计并加工了压电-电流体喷头,并集成到自主开发的电流体喷印原理样机上进行了性能验证。(3)开发出了高度集成、兼容压电-电流体喷印的桌面型电流体喷印软件系统ME-JET DT。详细分析了桌面型电流体喷印平台的硬件构成及其指标,介绍了桌面型电流体喷印平台软件系统的需求并搭建了软件系统的框架,采用了共享内存技术提高了软件数据处理能力,以及内存池技术提高了软件整体稳定性,测试结果表明上述的两项关键技术具有良好的效果。(4)利用桌面型电流体喷印平台以及ME-JET DT软件系统对压电-电流体喷头进行了系统性的验证实验,通过高速相机拍摄喷射过程以及显微镜观测沉积在基板上的点阵,证明所研发的压电-电流体喷头达到了5000Hz的高频;在分辨率特性实验中使用压电-电流体喷头以500Hz,1000Hz、2000Hz以及2500Hz的频率分别进行电流体动力喷印和压电喷印实验并统计沉积在基板上的点阵的直径,统计结果表明电流体喷印比压电喷墨打印具有更高的分辨率。