| B. Engenharias - 1. Engenharia - 8. Engenharia Elétrica |
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CONSTRUÇÃO DE UM EJETOR PIEZOELETRICO |
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| Diogo Rodrigues de Sousa 1 |
| Artemis Marti Ceschin 1 |
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| (1. Departamento de Engenharia Elétrica – Universidade de Brasília / UnB) |
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| INTRODUÇÃO: |
Atualmente há uma grande variedade de ejetores de fluidos comerciais no mercado, no entanto eles destinam-se basicamente à impressão de tintas. Outros processos que demandam impressão, como a fabricação de circuitos eletrônicos, em geral não é contemplada nos projetos destes ejetores. Com o desenvolvimento da eletrônica orgânica, que freqüentemente utiliza a técnica de impressão por jato de tinta, torna-se necessário o uso de ejetores que possam ser utilizados com fluidos ou solventes corrosivos. Este trabalho destina-se a construir um ejetor de fluidos que opere por demanda e que elimine os problemas encontrados com os equipamentos já disponíveis. Propõe-se a construção de um ejetor que opere em baixas e médias freqüências (variando da ordem de alguns Hertz a alguns MHz) e que seja capaz de ejetar gotas com volume da ordem de ml. |
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| METODOLOGIA: |
O ejetor é constituído basicamente por um cilindro de latão (reservatório do fluído) com diâmetro de 15 mm e altura de 10 mm. A escolha do latão como material para compor o reservatório deve-se ao fato de que ele é um material resistente à vários tipos de solventes e ácidos. A base superior do cilindro é aberta, e a inferior é fechada (com uma fina lâmina de latão ou uma folha fina de alumínio). Um anel de cerâmica piezoelétrica recoberto com prata (diâmetro externo de 10 mm, diâmetro interno de 5 mm e espessura de 2 mm) é colado com uma tinta condutiva de carbono à base inferior do cilindro de latão. No centro geométrico da base inferior, encontra-se o orifício pelo qual o fluído será ejetado. Um sinal elétrico em forma de onda quadrada, com amplitude de 30 Vpp e diferentes intervalos de freqüência entre 0,1Hz e 5 MHz, é aplicado entre as faces da cerâmica, permitindo que esta vibre (oscile). Esta vibração gera uma diferença de pressão que se torna maior do que tensão superficial do fluido em contato com o orifício, ejetando assim uma gota. Os fios para o contato elétrico foram colados com tinta de carbono condutiva. Devido ao baixo custo, facilidade de obtenção e semelhança (quanto à densidade e à viscosidade) com a maioria dos fluidos que se deseja ejetar, a água foi escolhida como fluido de testes. |
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| RESULTADOS: |
A cerâmica piezoelétrica utilizada apresenta freqüências de ressonância e anti-ressonância variáveis, dependendo da quantidade de prata utilizada na cobertura (que lhe confere efeito capacitivo) e do acoplamento feito na base do cilindro. Em algumas unidades construídas conseguiu-se a ejeção de gotas de aproximadamente 3 mm de diâmetro para baixas freqüências (20 Hz). A teoria prevê que a freqüência ideal de oscilação para a ejeção do fluido com as características utilizadas deve ser de 38 Hz. A freqüência de ejeção de uma gota a cada três segundos foi observada. Aproximando o volume da gota para 100 ml tem-se uma ejeção de 10 ml por hora. Em algumas unidades houve ejeção também em orifícios feitos no anel compreendido entre a borda externa da cerâmica e o limite da base do cilindro e não apenas no orifício central, como era esperado. Essa nova forma de ejeção apresentou menor regularidade e maior dificuldade de reprodução do efeito. |
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| CONCLUSÕES: |
Dentre os dispositivos que funcionaram obteve-se resultado próximo ao previsto pela teoria.A calibração e a fabricação de dispositivos idênticos são alguns pontos que precisam ser melhorados. O objetivo da pesquisa foi parcialmente cumprido, já que ainda é necessário o ajuste ideal do ejetor para que ele possa ejetar gotas de menor diâmetro a uma taxa maior de gotas por segundo. Também é necessário fazer com que todas as unidades construídas apresentem o funcionamento esperado e não apenas algumas. |
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Instituição de fomento: CNPq
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Trabalho de Iniciação Científica
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Palavras-chave: Piezoelétrico; ejetor ; eletrônica orgânica. |
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| Anais da 58ª Reunião Anual da SBPC - Florianópolis, SC - Julho/2006 |