實驗名稱：桌面型噴印平台開發及其軟件設計

　　測試目的：在實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，但是在實驗中發現所使用的實驗平台運動精度低無法保證墨滴的准確定位，觀測相機放大倍數不足難以看清楚噴嘴和基板之間的准確間距，從而影響打印的效果。因此需要證更加先進的電流體噴印裝備來驗證壓電-電流體噴頭的性能和指標。

　　測試設備：高壓放大器、函數發生器、精密流量泵、觀測相機、噴頭等。

　　實驗過程：

　　圖1：桌面型電流體噴印平台：(a)電流體噴印平台整體外觀、(b)電流體噴印平台硬件構成

　　桌面型電流體噴印平台的硬件組成按照不同的功能模塊系統可以劃分爲運動系統、視覺系統、噴嘴系統和控制系統，各個模塊的詳細組成如圖1(b)所示。

　　1）噴嘴系統：噴頭是一個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台的噴頭系統是一個複合系統，包括供墨模塊、電壓驅動模塊、噴頭模塊，各個模塊的具體功能如下所示。

　　噴頭模塊：由一個容積爲1mL的注射器作爲儲液腔和一個點膠針頭構成，能夠用來實現點噴和紡絲工藝。

　　供墨模塊：供墨模塊在噴印設備中起著供給墨水的作用。使用過程中噴頭模塊裝夾在精密流量泵的推動裝置上，啓動精密流量泵後，精密流量泵上的推杆會推動噴頭模塊的活塞運動從而實現溶液的供給。精密流量泵可以通過上位機進行控制，來實現流量的設定，控制噴頭模塊的快進和快退。

　　电压�？�：桌面型電流体喷印平台中的电压�？橛美锤�喷嘴和基板之间施加高壓，使得喷嘴和基板之间形成稳定的静电场从而实现電流体喷印。电压�？橛梢桓龊�数发生器和一个高壓放大器构成。函数发生器作为信号源，输出的波形作为高壓放大器的输入，函数发生器可以产生直流、方波、正弦波和三角波等，可以通过调节幅值、频率和占空比等参数来调节输出波形的形态。高壓放大器的放大倍数为1000倍，函数发生器输出0~5V的波形信号，输入高壓放大器后，可以得到0~5000V的高壓电，能够满足電流体喷印所需的电压。

　　2）運動系統

　　桌面型電流體噴印平台的運動系統包括X、Y軸兩個高精度的直線電機和Z軸的手動滑台。直線電機的定位精度爲5μm，重複定位精度爲2μm，能夠滿足壓電-電流體噴頭的實驗需求。X、Y電機通過控制器能夠實現直線插補、二次樣條曲線插補指令，因此能夠完成各種運動軌迹。噴嘴系統中的供墨模塊和Z軸固定在一起，通過手動調節滑台來調節噴嘴和基板之間的距離。

　　3）視覺系統

　　視覺系統是噴印設備中不可或缺的一部分，通過視覺系統可以動態的觀測噴射過程中噴嘴的狀態和墨滴飛行的狀態。桌面型電流體噴印平台的視覺系統包括射流觀測相機和定位觀測相機。

　　4）控制系統

　　桌面型電流體噴印平台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WLAN口和上位機進行通信。

　　實驗結果：

　　實驗中開發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台的硬件構成並分析了每一項指標，驗證了桌面型電流體噴印平台的硬件指標滿足壓電-電流體噴頭的實驗需求。

　　高壓放大器推荐：ATA-7050

　　圖：ATA-7050高壓放大器指標參數

　　本资料由Aigtek安泰电子整理发布，更多案例及产品详情请持续关注我们。西安安泰电子Aigtek已经成为在业界拥有广泛产品线，且具有相当规模的仪器设备供应商，样机都支持免費試用。如想了解更多功率放大器等产品，请持续关注安泰电子官网www.aigtek.com或拨打029-88865020。