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實(shí)驗名稱(chēng)：桌面型噴印平臺開(kāi)發(fā)及其軟件設計 測試目的：在實(shí)驗室搭建的電流體噴印原理樣機上驗證了壓電-電流體噴頭的可行性，但是在實(shí)驗中發(fā)現所使用的實(shí)驗平臺運動(dòng)精度低無(wú)法保證墨滴的準確定位，觀(guān)測相機放大倍數不足難以看清楚噴嘴和基板之間的準確間距，從而影響打印的效果。因此需要證更加先進(jìn)的電流體噴印裝備來(lái)驗證壓電-電流體噴頭的性能和指標。 測試設備：高壓放大器、函數發(fā)生器、精密流量泵、觀(guān)測相機、噴頭等。 實(shí)驗過(guò)程： 圖1：桌面型電流體噴印平臺：(a)電流體噴印平臺整體外觀(guān)、(b)電流體噴印平臺硬件構成 桌面型電流體噴印平臺的硬件組成按照不同的功能模塊系統可以劃分為運動(dòng)系統、視覺(jué)系統、噴嘴系統和控制系統，各個(gè)模塊的詳細組成如圖1(b)所示。1）噴嘴系統：噴頭是一個(gè)噴印設備的核心部件，對于電流體噴印設備亦是如此。桌面型電流體噴印平臺的噴頭系統是一個(gè)復合系統，包括供墨模塊、電壓驅動(dòng)模塊、噴頭模塊，各個(gè)模塊的具體功能如下所示。 噴頭模塊：由一個(gè)容積為1mL的注射器作為儲液腔和一個(gè)點(diǎn)膠針頭構成，能夠用來(lái)實(shí)現點(diǎn)噴和紡絲工藝。 供墨模塊：供墨模塊在噴印設備中起著(zhù)供給墨水的作用。使用過(guò)程中噴頭模塊裝夾在精密流量泵的推動(dòng)裝置上，啟動(dòng)精密流量泵后，精密流量泵上的推桿會(huì )推動(dòng)噴頭模塊的活塞運動(dòng)從而實(shí)現溶液的供給。精密流量泵可以通過(guò)上位機進(jìn)行控制，來(lái)實(shí)現流量的設定，控制噴頭模塊的快進(jìn)和快退。 電壓模塊：桌面型電流體噴印平臺中的電壓模塊用來(lái)給噴嘴和基板之間施加高壓，使得噴嘴和基板之間形成穩定的靜電場(chǎng)從而實(shí)現電流體噴印。電壓模塊由一個(gè)函數發(fā)生器和一個(gè)高壓放大器構成。函數發(fā)生器作為信號源，輸出的波形作為高壓放大器的輸入，函數發(fā)生器可以產(chǎn)生直流、方波、正弦波和三角波等，可以通過(guò)調節幅值、頻率和占空比等參數來(lái)調節輸出波形的形態(tài)。高壓放大器的放大倍數為1000倍，函數發(fā)生器輸出0~5V的波形信號，輸入高壓放大器后，可以得到0~5000V的高壓電，能夠滿(mǎn)足電流體噴印所需的電壓。 2）運動(dòng)系統 桌面型電流體噴印平臺的運動(dòng)系統包括X、Y軸兩個(gè)高精度的直線(xiàn)電機和Z軸的手動(dòng)滑臺。直線(xiàn)電機的定位精度為5μm，重復定位精度為2μm，能夠滿(mǎn)足壓電-電流體噴頭的實(shí)驗需求。X、Y電機通過(guò)控制器能夠實(shí)現直線(xiàn)插補、二次樣條曲線(xiàn)插補指令，因此能夠完成各種運動(dòng)軌跡。噴嘴系統中的供墨模塊和Z軸固定在一起，通過(guò)手動(dòng)調節滑臺來(lái)調節噴嘴和基板之間的距離。 3）視覺(jué)系統 視覺(jué)系統是噴印設備中不可或缺的一部分，通過(guò)視覺(jué)系統可以動(dòng)態(tài)的觀(guān)測噴射過(guò)程中噴嘴的狀態(tài)和墨滴飛行的狀態(tài)。桌面型電流體噴印平臺的視覺(jué)系統包括射流觀(guān)測相機和定位觀(guān)測相機。 4）控制系統 桌面型電流體噴印平臺的控制系統包括控制電路部分和電機控制器。電機控制器通過(guò)WLAN口和上位機進(jìn)行通信。 實(shí)驗結果： 實(shí)驗中開(kāi)發(fā)了高度集成的桌面型電流體噴印軟件系統。首先詳細的介紹了桌面型電流體噴印平臺的硬件構成并分析了每一項指標，驗證了桌面型電流體噴印平臺的硬件指標滿(mǎn)足壓電-電流體噴頭的實(shí)驗需求。 高壓放大器推薦：ATA-7050 圖：ATA-7050高壓放大器指標參數 本資料由Aigtek安泰電子整理發(fā)布，更多案例及產(chǎn)品詳情請持續關(guān)注我們。西安安泰電子Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線(xiàn)，且具有相當規模的儀器設備供應商，樣機都支持免費試用。高壓放大器https://www.aigtek.com/products/bk-gyfdq.html |
