本文關(guān)鍵詞：面向3D生物打印的微壓電噴射技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：三維打印技術(shù)作為近幾年來快速發(fā)展的一項新興技術(shù)，利用其成型速度快，不需要模具等優(yōu)勢，在制造業(yè)等領(lǐng)域中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。另一方面，在現(xiàn)代生物組織工程技術(shù)中，對于細胞的體外組裝技術(shù)及細胞制造技術(shù)也提出了更多新的要求，將細胞作為原料來進行三維打印已經(jīng)成為了必然的發(fā)展趨勢。本課題即在“千人計劃”專項基金的支持下，對面向生物細胞的壓電噴射技術(shù)進行研究，為生物細胞的三維打印技術(shù)提供技術(shù)支持。 首先在分析壓電式噴墨打印機中的擠壓式噴頭結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，利用有限長度圓柱形管道中一維波傳導模型，針對大黏度流體無法使用商用噴墨打印機直接噴射的問題，設(shè)計并制作了一種由壓電陶瓷作為驅(qū)動器的噴射裝置。同時提出了一種低成本的熱拉伸方法來制作試驗所用的噴頭，并圍依據(jù)壓電噴頭噴射試驗的需要，選擇了步進電機、直線軸承、電機控制板、信號發(fā)生器、高壓放大器等裝置搭建了三維噴射試驗系統(tǒng)。 壓電陶瓷環(huán)是噴射裝置中直接影響到噴射的效果的動力輸出元件，根據(jù)壓電陶瓷材料徑向振動模式的特點，基于梅森等效電路的思想建立了等效電路的網(wǎng)絡(luò)模型，預測了壓電換能器的工作頻率，為試驗時參數(shù)的選擇提供了依據(jù)。 利用ANSYS有限元分析軟件，用分步加載的方式產(chǎn)生梯形驅(qū)動信號，通過瞬態(tài)動力學分析，針對壓電陶瓷環(huán)的不同尺寸、驅(qū)動信號的不同參數(shù)對裝置中壓電換能器驅(qū)動能力的影響進行了仿真分析，得出驅(qū)動器在最佳工作狀態(tài)下所需的輸入信號參數(shù)，為噴射試驗所用參數(shù)提供了參考。 最后，根據(jù)前期研究工作的基礎(chǔ)上，通過自己搭建的壓電噴射試驗平臺，對不同黏度的液體進行噴射試驗，驗證了驅(qū)動信號的不同參數(shù)對產(chǎn)生穩(wěn)定噴射現(xiàn)象的影響，并進行了二維打印試驗，為細胞三維打印技術(shù)提了技術(shù)支持。
【關(guān)鍵詞】：生物打印 壓電噴射 三維打印 黏度 壓電驅(qū)動
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP334.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 課題來源及研究的目的和意義9-10
• 1.1.1 課題來源9
• 1.1.2 研究的目的和意義9-10
• 1.2 國外生物 3D 打印技術(shù)發(fā)展概述10-13
• 1.3 國內(nèi)生物 3D 打印技術(shù)發(fā)展概述13
• 1.4 微壓電噴射技術(shù)發(fā)展概述13-17
• 1.5 課題主要研究內(nèi)容17-18
• 第2章 微壓電噴射裝置的系統(tǒng)構(gòu)成及結(jié)構(gòu)設(shè)計18-32
• 2.1 微壓電噴射系統(tǒng)的構(gòu)成18-19
• 2.2 微壓電噴射裝置的工作原理19-22
• 2.3 微壓電噴頭的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計22-26
• 2.4 壓電陶瓷環(huán)的結(jié)構(gòu)26
• 2.5 壓電噴射裝置末端噴嘴的加工方法26-29
• 2.6 微壓電噴射試驗系統(tǒng)的搭建29-30
• 2.7 本章小結(jié)30-32
• 第3章 壓電換能器驅(qū)動特性的仿真分析32-46
• 3.1 壓電陶瓷及其徑向振動模式32-34
• 3.1.1 壓電陶瓷的主要性能參數(shù)32-34
• 3.1.2 壓電陶瓷的振動模式34
• 3.2 壓電換能器的模態(tài)分析34-36
• 3.3 等效電路網(wǎng)絡(luò)模型的建立36-41
• 3.3.1 壓電換能器的等效電路36-40
• 3.3.2 壓電換能器等效網(wǎng)絡(luò)模型的建立與求解40-41
• 3.4 壓電換能器驅(qū)動能力的瞬態(tài)動力學分析41-44
• 3.4.1 頻率對驅(qū)動能力的影響42
• 3.4.2 驅(qū)動電壓對驅(qū)動能力的影響42-43
• 3.4.3 信號邊沿對驅(qū)動能力的影響43-44
• 3.4.4 壓電陶瓷環(huán)結(jié)構(gòu)參數(shù)對驅(qū)動能力的影響44
• 3.5 本章小結(jié)44-46
• 第4章 微壓電噴射裝置的試驗研究46-53
• 4.1 裝置的靜態(tài)噴射試驗46-50
• 4.1.1 黏度對噴射現(xiàn)象的影響46-48
• 4.1.2 保持時間對噴射現(xiàn)象的影響48-49
• 4.1.3 信號邊沿對噴射現(xiàn)象的影響49-50
• 4.2 動態(tài)噴射試驗50-52
• 4.2.1 三維噴射試驗平臺的搭建50-51
• 4.2.2 三維噴射試驗51-52
• 4.3 本章小結(jié)52-53
• 結(jié)論53-54
• 參考文獻54-59
• 致謝59

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：面向3D生物打印的微壓電噴射技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：356174