實(shi)驗(yan)名稱：柔(rou)性襯(chen)底的電流體噴印(yin)實(shi)驗(yan)研(yan)究

　　實(shi)驗(yan)目的(de)：設(she)計制造了(le)靜電(dian)聚焦電(dian)極，有效克(ke)服了(le)襯底(di)(di)效應對電(dian)流(liu)體噴印(yin)的(de)影響，除(chu)此(ci)之外，設(she)計制造了(le)組合噴針(zhen)，通過重塑噴頭周圍(wei)靜電(dian)場的(de)分(fen)布(bu)削弱了(le)柔性襯底(di)(di)極化和(he)電(dian)荷累(lei)積對電(dian)流(liu)體噴印(yin)的(de)影響，并(bing)進一步研究了(le)工藝參(can)數對打印(yin)微(wei)結構的(de)影響，實(shi)現了(le)在柔性襯底(di)(di)PET上微(wei)圖案的(de)電(dian)流(liu)體按(an)需噴射打印(yin)。

　　測(ce)試設備：高壓放大器(qi)、函數發(fa)生器(qi)、上位機等。

　　實驗過程：

　　圖(tu)1：電流體(ti)噴印實驗設備示意圖(tu)

　　電流體(ti)(ti)(ti)噴(pen)印(yin)平臺(tai)的功(gong)能組(zu)成包括(kuo)(kuo)硬件(jian)(jian)設備(bei)和(he)軟件(jian)(jian)控(kong)制(zhi)系統(tong)，電流體(ti)(ti)(ti)噴(pen)印(yin)的硬件(jian)(jian)設備(bei)由五個子模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)組(zu)成，如圖1所示，包括(kuo)(kuo)電場(chang)控(kong)制(zhi)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)、流體(ti)(ti)(ti)供(gong)(gong)給模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)、運(yun)動(dong)控(kong)制(zhi)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)、加熱(re)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)和(he)視(shi)覺模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)。電場(chang)控(kong)制(zhi)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)在導電噴(pen)針座和(he)襯底之(zhi)(zhi)間建立電場(chang)，流體(ti)(ti)(ti)供(gong)(gong)給模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)將液體(ti)(ti)(ti)以所需的流速供(gong)(gong)應(ying)到(dao)噴(pen)嘴，運(yun)動(dong)控(kong)制(zhi)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)提供(gong)(gong)打(da)印(yin)所需要的各種(zhong)運(yun)動(dong)形式(shi)，通(tong)過Labview將整(zheng)個系統(tong)有(you)機結(jie)合起來，實現(xian)各模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)之(zhi)(zhi)間的集成、協(xie)調(diao)控(kong)制(zhi)。

　　電(dian)(dian)(dian)(dian)場控制模塊由函數(shu)發(fa)(fa)生(sheng)器(qi)(qi)(qi)(qi)和(he)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)放(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)(da)(da)(da)(da)器(qi)(qi)(qi)(qi)構成，如圖2所(suo)示(shi)。函數(shu)發(fa)(fa)生(sheng)器(qi)(qi)(qi)(qi)用(yong)(yong)(yong)于產(chan)生(sheng)實(shi)驗(yan)(yan)所(suo)需(xu)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)波(bo)形(xing)，高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)放(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)(da)(da)(da)(da)器(qi)(qi)(qi)(qi)將函數(shu)發(fa)(fa)生(sheng)器(qi)(qi)(qi)(qi)產(chan)生(sheng)的(de)(de)波(bo)形(xing)放(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)(da)(da)(da)(da)到實(shi)驗(yan)(yan)所(suo)需(xu)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)范(fan)圍。上位機與函數(shu)發(fa)(fa)生(sheng)器(qi)(qi)(qi)(qi)可(ke)以(yi)(yi)通過USB、RS232或(huo)(huo)GPIB接口建立遠程通信(xin)，函數(shu)發(fa)(fa)生(sheng)器(qi)(qi)(qi)(qi)與高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)放(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)(da)(da)(da)(da)器(qi)(qi)(qi)(qi)采(cai)(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)BNC連(lian)接器(qi)(qi)(qi)(qi)連(lian)接以(yi)(yi)實(shi)現(xian)(xian)信(xin)號(hao)的(de)(de)低損耗傳輸(shu)，經(jing)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)放(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)(da)(da)(da)(da)器(qi)(qi)(qi)(qi)放(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)(da)(da)(da)(da)的(de)(de)信(xin)號(hao)采(cai)(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)SHV高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)電(dian)(dian)(dian)(dian)纜連(lian)接至導電(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)噴針(zhen)座(zuo)。函數(shu)發(fa)(fa)生(sheng)器(qi)(qi)(qi)(qi)在系統中扮演了激勵源(yuan)的(de)(de)角色，實(shi)驗(yan)(yan)所(suo)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)函數(shu)發(fa)(fa)生(sheng)器(qi)(qi)(qi)(qi)可(ke)以(yi)(yi)產(chan)生(sheng)16種標準(zhun)波(bo)形(xing)，還可(ke)以(yi)(yi)根據(ju)用(yong)(yong)(yong)戶的(de)(de)需(xu)求自定義波(bo)形(xing)，具有(you)邊沿(yan)時間可(ke)調的(de)(de)功能(neng)，而且(qie)可(ke)以(yi)(yi)采(cai)(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)手動或(huo)(huo)軟件編程的(de)(de)方(fang)(fang)式(shi)控制波(bo)形(xing)的(de)(de)參(can)數(shu)，在電(dian)(dian)(dian)(dian)子測(ce)試測(ce)量領域中應(ying)用(yong)(yong)(yong)廣泛。高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)放(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)(da)(da)(da)(da)器(qi)(qi)(qi)(qi)按(an)波(bo)形(xing)極(ji)性(xing)(xing)的(de)(de)不(bu)(bu)同可(ke)以(yi)(yi)分為(wei)(wei)單(dan)極(ji)性(xing)(xing)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)放(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)(da)(da)(da)(da)器(qi)(qi)(qi)(qi)和(he)雙極(ji)性(xing)(xing)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)放(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)(da)(da)(da)(da)器(qi)(qi)(qi)(qi)，其(qi)中單(dan)極(ji)性(xing)(xing)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)放(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)(da)(da)(da)(da)器(qi)(qi)(qi)(qi)只能(neng)放(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)(da)(da)(da)(da)波(bo)形(xing)方(fang)(fang)向不(bu)(bu)變的(de)(de)信(xin)號(hao)，如穩(wen)恒直流信(xin)號(hao)、直流脈沖信(xin)號(hao)；雙極(ji)性(xing)(xing)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)放(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)(da)(da)(da)(da)器(qi)(qi)(qi)(qi)可(ke)以(yi)(yi)放(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)(da)(da)(da)(da)交流信(xin)號(hao)，其(qi)價格(ge)(ge)通常比單(dan)極(ji)性(xing)(xing)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)放(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)(da)(da)(da)(da)器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)價格(ge)(ge)貴好(hao)幾倍。考(kao)慮(lv)到實(shi)驗(yan)(yan)需(xu)求和(he)成本(ben)效(xiao)益(yi)，本(ben)實(shi)驗(yan)(yan)平臺選用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)放(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)(da)(da)(da)(da)器(qi)(qi)(qi)(qi)是單(dan)極(ji)性(xing)(xing)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)放(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)(da)(da)(da)(da)器(qi)(qi)(qi)(qi)，該放(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)(da)(da)(da)(da)器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)輸(shu)出(chu)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)范(fan)圍為(wei)(wei)0~2000V，可(ke)接受信(xin)號(hao)源(yuan)帶寬為(wei)(wei)0~10kHz，該放(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)(da)(da)(da)(da)器(qi)(qi)(qi)(qi)采(cai)(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)全(quan)固(gu)態設計，可(ke)全(quan)面保護其(qi)免(mian)受電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)放(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)和(he)短路(lu)的(de)(de)影響(xiang)，使器(qi)(qi)(qi)(qi)件的(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)更穩(wen)定可(ke)靠(kao)(kao)，而且(qie)即(ji)使在高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)電(dian)(dian)(dian)(dian)容負載中也能(neng)實(shi)現(xian)(xian)準(zhun)確的(de)(de)輸(shu)出(chu)響(xiang)應(ying)和(he)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)擺(bai)率(lv)，具有(you)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)可(ke)靠(kao)(kao)性(xing)(xing)和(he)低噪(zao)聲(sheng)操作(zuo)的(de)(de)特性(xing)(xing)。噴針(zhen)座(zuo)用(yong)(yong)(yong)于固(gu)定噴針(zhen)的(de)(de)位置，采(cai)(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)不(bu)(bu)銹鋼材料制成，噴針(zhen)座(zuo)和(he)高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)放(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)(fang)大(da)(da)(da)(da)(da)器(qi)(qi)(qi)(qi)之間采(cai)(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)SHV高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)電(dian)(dian)(dian)(dian)纜連(lian)接以(yi)(yi)建立噴針(zhen)和(he)襯(chen)底(di)之間的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)場。

　　圖(tu)2：電場控制模塊連(lian)接示意圖(tu)

　　流體供給模塊由(you)泵(beng)、流體連接(jie)裝置和噴(pen)頭(tou)組成(cheng)，如圖3所(suo)示(shi)。根據(ju)原(yuan)動機種(zhong)類的(de)不(bu)同(tong)(tong)，用于電流體噴(pen)印的(de)泵(beng)可分為精密注(zhu)射泵(beng)和氣泵(beng)，相(xiang)應(ying)的(de)流體連接(jie)裝置也就有所(suo)不(bu)同(tong)(tong)，根據(ju)實驗的(de)不(bu)同(tong)(tong)需求需要采取不(bu)同(tong)(tong)的(de)流體連接(jie)裝置。

　　圖3：流(liu)體供給模(mo)塊連接示意圖

　　運動控制(zhi)系統由(you)運動控制(zhi)卡(ka)、轉接板、驅動器和(he)三(san)軸位(wei)移平臺構(gou)(gou)成。加熱模(mo)塊主要由(you)電加熱元件、襯底支撐(cheng)板、溫(wen)度(du)傳感器和(he)溫(wen)控器構(gou)(gou)成。視(shi)覺(jue)模(mo)塊主要由(you)CCD相機和(he)光(guang)源構(gou)(gou)成。

　　實驗結果：

　　研發了(le)一套(tao)電(dian)流(liu)體(ti)噴印的(de)(de)(de)(de)實(shi)驗平臺，詳細介紹了(le)各(ge)(ge)功能模(mo)塊的(de)(de)(de)(de)組成(cheng)(cheng)和原理，根據(ju)墨水粘度的(de)(de)(de)(de)大小設(she)計(ji)制造了(le)兩種不同的(de)(de)(de)(de)流(liu)體(ti)控制裝(zhuang)置(zhi)，在此基礎之上，基于Labview軟件開發環境，開發了(le)一套(tao)電(dian)流(liu)體(ti)噴印平臺控制系統(tong)，該(gai)控制系統(tong)可以按照用戶指定的(de)(de)(de)(de)運動軌(gui)跡進(jin)行打印，并且可以打印任意復(fu)雜(za)的(de)(de)(de)(de)二維圖形，將(jiang)整個系統(tong)都有機結合起來了(le)，實(shi)現(xian)了(le)各(ge)(ge)功能模(mo)塊之間(jian)的(de)(de)(de)(de)集(ji)成(cheng)(cheng)、協調控制。

　　高壓放大(da)器推薦：ATA-7015

　　圖：ATA-7015高壓放大器指標參數

　　本資料由Aigtek安(an)泰電子整理發布(bu)，更多案例及產(chan)品詳(xiang)情(qing)請持(chi)續關注我們。西安(an)安(an)泰電子Aigtek已經成為(wei)在業界擁有廣泛產(chan)品線(xian)，且具(ju)有相當規模的儀器設備供應商(shang)，樣機都支持(chi)免費試用。如想了解更多功率放大器等產(chan)品，請持(chi)續關注安(an)泰電子官(guan)網hkdyw.cn或(huo)撥打029-88865020。