【摘要】：異質(zhì)異構(gòu)功能件是指由不同材質(zhì)、不同結(jié)構(gòu)構(gòu)成,具有特定電性能的零件,適合航空航天等領(lǐng)域?qū)τ诹悴考p量化和多功能性的要求。傳統(tǒng)的異質(zhì)異構(gòu)功能件制造采用機(jī)電分離的方法,存在工藝復(fù)雜、難以制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)等問題,而一體化成型制造技術(shù)可以簡(jiǎn)化零件制造工藝。本文針對(duì)現(xiàn)有的一體化成型技術(shù)中,打印材質(zhì)單一,壓電噴頭噴射高粘度流體時(shí)易出現(xiàn)衛(wèi)星液滴,成型精度低等問題,研究壓電噴頭不同激勵(lì)波形對(duì)液滴噴射質(zhì)量的影響,設(shè)計(jì)多噴頭多材質(zhì)的噴射控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)多噴頭對(duì)不同材料的協(xié)調(diào)可控噴射。首先,建立壓電陣列噴頭的壓電耦合模型和氣-液兩相流模型。通過壓電耦合模型,分析壓電陶瓷管的激勵(lì)波形與管壁位移變化曲線的關(guān)系,通過改變波形形狀,優(yōu)化激勵(lì)波形,減少管壁的殘余振動(dòng)。通過氣-液兩相流模型,模擬液滴形成的物理過程,分析液滴成型質(zhì)量的影響因素,設(shè)計(jì)一種通過改變壓電噴頭激勵(lì)波形幅值,改善液滴鋪展質(zhì)量的方法,并通過仿真和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。其次,針對(duì)壓電式噴頭控制時(shí)序精度要求高、驅(qū)動(dòng)電壓變化快的特點(diǎn),設(shè)計(jì)一體化成型設(shè)備的噴射控制模塊,實(shí)現(xiàn)樹脂材料、納米銀漿等高粘度流體的可控噴射。介質(zhì)層材料的液滴直徑誤差10μm,導(dǎo)電層材料的液滴直徑誤差50μm。最后,通過一體化成型的方式制造中心頻率為5GHz的單振子微帶天線,天線的介質(zhì)層邊緣誤差35μm,導(dǎo)電層邊緣誤差84μm。制造的微帶天線實(shí)測(cè)結(jié)果與仿真結(jié)果相比,中心頻率相差0.12GHz,回波損耗峰值相差6.1dB,表現(xiàn)出良好的天線性能,驗(yàn)證了異質(zhì)異構(gòu)功能件一體化成型制造的可行性,為以后的異質(zhì)異構(gòu)功能件制造提供了新的思路。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP273;TP391.73
【圖文】：

此外，噴墨打印是按需噴射，浪費(fèi)小、節(jié)省資源，符合綠色生產(chǎn)的理念。圖1.1 微帶天線電化學(xué)生物傳感器是將生物物質(zhì)的濃度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)并進(jìn)行檢測(cè)的一類傳感器，被廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域[4]。傳統(tǒng)的傳感器制造采用微機(jī)電制造技術(shù)，存在工藝復(fù)雜、制造成本高等缺點(diǎn)。微滴噴射技術(shù)已成為制造電化學(xué)生物傳感器的一種方式。由于微滴噴射技術(shù)可以使用多個(gè)噴頭同時(shí)打印不同材料，并且不同材料之間的相互比例可以得到精確控制[5]。因此，使用微滴噴射技術(shù)制造傳感器的研究越來越多，基于微滴噴射技術(shù)制造電化學(xué)生物傳感器會(huì)更加的便捷和經(jīng)濟(jì)。印制電路板是電子行業(yè)中最重要的基礎(chǔ)部件，每一臺(tái)電子設(shè)備都離不開 PCB（Printed Circuit Board）。傳統(tǒng)制造采用減成法，包括電鍍、化學(xué)鍍和蝕刻等工藝，有成本高、能耗大和污染大的缺點(diǎn)[6]。由于噴墨打印可以直接采用 CAD（ComputerAidedDesign）的數(shù)據(jù)進(jìn)行噴印形成所需的抗蝕線路和圖形，直接形成導(dǎo)電圖形與線路，可

[7]。圖1.2 印制電路板綜上所述，異質(zhì)異構(gòu)功能件傳統(tǒng)的制造方法均存在工藝復(fù)雜、裝備昂貴、成本高等缺點(diǎn)。而微滴噴射技術(shù)有著操作簡(jiǎn)便、控制精確和定制性高的優(yōu)勢(shì)。1.2 微滴噴射技術(shù)的研究現(xiàn)狀基于微滴噴射的一體化成型制造方法是將二維噴墨技術(shù)和分層制造技術(shù)相結(jié)合，形成的一種三維打印制造技術(shù)。在制造過程中，通過切片軟件將三維模型進(jìn)行切片，然后生成每一層的打印數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化成噴頭能夠識(shí)別的數(shù)據(jù)，逐層打印，從而形成三維實(shí)體。該技術(shù)使用的墨水不是普通的顏料墨水，而是將光敏樹脂或粉末粘結(jié)劑作為打印材料。目前對(duì)于微滴噴射設(shè)備的研究主要集中于利用非金屬材料設(shè)計(jì)制造結(jié)構(gòu)件。美國(guó)MIT 的三維打印實(shí)驗(yàn)室用膠體二氧化硅溶液作粘結(jié)劑，對(duì) Al2O3進(jìn)行粘結(jié)三維打印成形，成形件經(jīng)燒結(jié)后處理可得到陶瓷制件，成形的最小層厚為 0.127mm

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本文編號(hào)：2719822