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Precise dot inkjet printing thought multifactorial statistical optimization of the piezoelectric actuator waveform
Flexible and Printed Electronics ( IF 3.1 ) Pub Date : 2020-10-21 , DOI: 10.1088/2058-8585/abbb7e
Alessio Bucciarelli , Chandrakanth Reddy Chandraiahgari , Andrea Adami , Viviana Mulloni , Leandro Lorenzelli

InkJet printing is a technique that in the last decades has attracted the attention of the scientific community because it allows producing customized patterns with a variety of inks and substrates, making it suitablemethod for the production of flexible circuits. However, the optimization of this technique is still problematic due to a large number of process variables. Among them the modification of the waveform parameters of the piezoelectric actuator that allows the ejections of the ink can be effective in tuning the printing quality. This work reports a study by a statistical method, namely Design of Experiments (DOE), to optimize the inkjet printing parameters for a nanoparticle-based silver (Ag) ink. This method showed the interplay of the waveform parameters into the definition of optimal drop reproducibility and the achievement of the optimal resolution. In particular, it is shown that mixed terms of the model have a statistical significance and therefore the proposed multifactorial approach provides a benefit in the optimization with respect to the more commonly used one-factor-at-a-time models (OFAT). For the first time, empirical equations have been reported within the corresponding 95% confidence intervals. These equations can be used as a tool to directly tune the properties of the printed dot by modifying the waveform parameters. As case study, we proposed the combinations of a commercial Ag nanoparticles ink with Kapton, a commonly used substrate for flexible electronics.



中文翻译:

精确点喷墨印刷思想压电致动器波形的多元统计优化

喷墨印刷是一种在过去的几十年中引起了科学界关注的技术,因为它可以使用多种油墨和基材生产定制的图案,使其成为生产柔性电路的合适方法。然而,由于大量的过程变量,该技术的优化仍然存在问题。其中,对压电致动器的波形参数进行修改以允许喷墨,可以有效地调节打印质量。这项工作通过统计方法(即实验设计(DOE))报告了一项研究,以优化基于纳米粒子的银(Ag)墨水的喷墨打印参数。该方法将波形参数的相互作用显示为最佳墨滴重现性的定义和最佳分辨率的实现。特别是,已显示该模型的混合项具有统计意义,因此,相对于更常用的一次一因素模型(OFAT),所提出的多因素方法在优化中提供了好处。首次在相应的95%置信区间内报告了经验公式。这些方程式可用作通过修改波形参数直接调整打印点属性的工具。作为案例研究,我们提出了一种商业化的Ag纳米粒子墨水与Kapton(一种用于柔性电子设备的常用基材)的组合。结果表明,该模型的混合项具有统计意义,因此,相对于更常用的一次一因素模型(OFAT),所提出的多因子方法在优化中提供了好处。首次在相应的95%置信区间内报告了经验公式。这些方程式可用作通过修改波形参数直接调整打印点属性的工具。作为案例研究,我们提出了一种商业化的Ag纳米粒子墨水与Kapton(一种用于柔性电子设备的常用基材)的组合。结果表明,该模型的混合项具有统计意义,因此,相对于更常用的一次一因素模型(OFAT),所提出的多因子方法在优化中提供了好处。首次在相应的95%置信区间内报告了经验公式。这些方程式可用作通过修改波形参数直接调整打印点属性的工具。作为案例研究,我们提出了一种商业化的Ag纳米粒子墨水与Kapton(一种用于柔性电子设备的常用基材)的组合。已经在相应的95%置信区间内报告了经验方程。这些方程式可用作通过修改波形参数直接调整打印点属性的工具。作为案例研究,我们提出了一种商业化的Ag纳米粒子墨水与Kapton(一种用于柔性电子设备的常用基材)的组合。已经在相应的95%置信区间内报告了经验方程。这些方程式可用作通过修改波形参数直接调整打印点属性的工具。作为案例研究,我们提出了一种商业化的Ag纳米粒子墨水与Kapton(一种用于柔性电子设备的常用基材)的组合。

更新日期:2020-10-21
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