印刷业是我国国民经济的重要产业,是文化产业的基本载体,随着印刷业的不断发展,数字印刷发挥着越来越重要的作用。喷墨印刷技术作为数字印刷的重要方式,可以大大节约墨用量,具有明显的环保效益,对实现绿色印刷具有重要的现实意义。因此,围绕喷墨印刷技术的研究一直是国内外研究的重要内容,我国也在“十二五”规划就指出,印刷装备制造业要加大喷墨数字印刷机的研发力度。虽然经过不断努力,在喷墨印刷相关技术方面的研究取得了长足进步,然而,由于我国针对喷墨印刷技术研究起步较晚,市场中较好的喷墨印刷设备仍主要依赖进口。因此,针对喷墨印刷关键技术进行深入研究,对于我国印刷装备技术发展具有重要的现实意义。为了确保印刷质量,喷墨印刷系统及时为喷墨头提供理想状态的油墨非常重要,因此,供墨系统的性能将直接影响喷头腔体是否能实时获得理想的墨流环境。为此,本文基于油墨特性参数与印刷质量的规律进行研究,通过研究压电喷墨机理,建立了压电喷墨墨滴成形的数学模型,并通过仿真分析了影响墨滴成形的影响因素,进一步通过分析喷墨头墨腔理想墨性的需求,针对供墨控制系统进行了深入研究,研制出一套结构合理、功能较完善的供墨系统。研究的供墨系统可实时检测油墨状态参数,以为喷头腔体提供理想墨流,研究可为实现供墨系统智能控制提供了重要依据。本文研究的主要工作如下:(1)压电喷射机理研究。分析了墨水特性对印刷质量的影响,通过对压电喷头、致动器的工作原理及波传导理论的分析,研究了墨滴成形过程及影响因素。(2)压电喷墨过程数值模拟分析。通过建立压电喷墨过程物理模型及数学模型,基于有限体积法和SIMPLC算法,应用FLUENT仿真软件,针对墨水特性和墨水入口速度对压电喷墨过程进行模拟分析,得出粘度、表面张力和墨水入口速度对墨滴成形过程影响方式。(3)压电喷墨供墨系统设计。通过分析了Gen5喷头的特性参数及喷墨需求,确定了供墨系统管路方案,完成了供墨系统中的组件选型及结构设计,并基于89C52单片机开发了供墨控制系统。(4)为进一步提高控制性能,针对开发的供墨控制系统,通过选取合适的隶属度函数以及模糊PID控制规则,设计了模糊PID控制器,通过在MATLAB/Simulink中进行模糊推理仿真,结果表明,相比常规PID控制,系统平稳性好,可进一步提高系统的动、静态响应。(5)对设计的供墨系统及控制系统进行了试验,结果显示,能够实现预期的目标,进一步验证了系统的可行性。