高壓放大器在電流體動力3D打印中的應用
電流體噴印(Electrohydrodynamicprinting,EHDP)是一種新興的高精度打印技術。該技術自推出之後一直廣受關注,並相繼應用于皮膚組織工程,光學器件和導電電極等。電流體噴印系統示意圖,主要包括噴嘴和流量驅動系統、高電壓系統、高速相機與觀測系統和移動平台等。當噴嘴需要噴射墨液時,在噴嘴末端與基板之間施加高電壓V,噴嘴末端的墨液會在電場的作用下形成錐射流,完成噴射。技術關鍵在于施加高電壓在噴嘴末端于基板之間形成電場。
安泰電子ATA-7000高壓放大器,可以提供20kVpp,交流電壓,可以施加在噴嘴末端和基板,産生電場,構建實驗環境,並且該高壓放大器可以輸出直流高壓,可以適配更多噴射實驗應用。
實驗名稱:電流體動力3D打印
實驗原理:當給噴嘴施加合適流量Q、在噴嘴末端與基板之間施加高電壓V,則噴嘴末端的墨液會在電場的作用下形成錐射流,該錐結構也被稱爲泰勒錐。細長射流會由于沿電場力的方向運動,由于射流中液體密度不同會斷裂成微小液滴,液滴最終會沈積在功能基板上。
測試設備:高壓放大器、函數發生器、單頻激光幹涉儀、光電探測器、Redpitaya信號處理板示波器等。
圖:實驗系統框圖
實驗過程:
圖:實驗系統實拍圖
函數發生器産生信號輸入到高壓放大器,高壓放大器對輸入信號進行放大,放大後的電壓分別輸出到注射器和導電基板上,注射器和導電基板之間由于高壓産生電場。電場會使液滴産生泰勒錐,注射器推動墨滴沿電場力方向射流,墨滴最終附著在導電基板上的襯底表面,水平位置布置有高速相機和激光光源觀測系統。高速相機來捕捉畫面,激光光源來提供高強度光照。
實驗結果:
通過高電壓,驅動注射器和基板,産生電場,墨液通過注射器之間會産生泰勒錐,通過高速攝像機可以捕捉到打印結果成型效果好。
功放的作用:主要放大信號發生器的小信號,爲實驗中提供占空比可調的0-2000V的脈沖信號,用來在注射器和基板之間産生電場。
高壓放大器推薦:ATA-7000系列
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