随着我国数字印刷行业的不断壮大和发展，数字印刷在行业中发挥着越来越重要的意义和作用。喷墨印刷作为数字印刷的主要工作方式，是一类高效、无需进行任何接触的新型数字印刷手段，并且可以在多种类型的材料上有效实现印刷。随着中国现代工业印刷技术科技的飞速发展，喷墨印刷技术已向喷墨印刷产品的系列化、高速化、高质化和低成本价格化的发展方向进一步发展，应用领域也从印刷进一步扩展到了生命科学、电子设备制造及增材设备制造等多个行业。本文针对按需喷墨中剪切模式的压电喷墨系统进行研究，具体内容如下：
　　(1)根据剪切模式压电喷墨系统中的压电驱动器，建立了其有限元仿真模型，研究压电驱动器加载的驱动波形、压电薄膜PZT及二氧化硅(SiO2)振动板参数(长度、宽度和厚度)对压电驱动器驱动特性的影响。确定驱动波形为梯形波脉冲，优化了压电薄膜PZT及Si02振动板各参数的取值，确定压电薄膜PZT与SiO2宽度比为0.8，SiO2振动板长度、宽度和厚度取值分别为600μm、140μm和1.6μm，PZT厚度为1.2μm。
　　(2)建立了两相流模型及优化驱动波形。以墨水固有属性(黏度和表面张力)、施加电压幅值及频率对液滴形成过程的影响进行研究，根据其流场、速度场、速度矢量图和压力场研究液滴成形过程。建立了完整的压电喷墨驱动单元，研究喷头腔室内流体的动态响应，分别以振动板位移、喷孔处压力及流体速度为指标，对梯形波脉冲的电压上升沿时间、电压保持时间及电压下降沿时间进行优化，优化后的电压上升沿时间、保持时间和下降沿时间分别为3μs、25μs和3μs。
　　(3)针对多通道喷嘴喷射的串扰现象，建立了剪切模式压电喷墨多通道喷嘴简化模型，通过结构优化的方式减少了串扰的现象，并对此模型进行了仿真和验证。
　　(4)搭建了液滴喷射实验平台，对不同黏度、表面张力的液体进行喷射实验，分析了液体黏度、表面张力对液滴喷射特性的影响，并将实验结果与仿真结果进行了对比验证。