[发明专利]一种微滴喷射方法及装置

说明书

本发明公开了一种微滴喷射装置，包括制动器、振子、腔体、振杆、喷嘴、外壳；制动器在振子上方，振子和振杆相连，振杆套入腔体内；喷嘴和腔体下端相连，振子和腔体上端相连；制动器、振子、腔体、振杆、喷嘴置于外壳内部；制动器在PWM信号的驱动下，推动振杆作间歇性的往复直线运动关闭喷嘴或开启喷嘴；振子在PWM信号的驱动下带动振杆作周期性的振荡运动，将连续的液体分割成微小的液滴。本发明通过振杆周期性的振荡运动，将连续的液体分割成微小的液滴比现有技术简单，且通过推动振杆可以关闭喷嘴防止液体溢出，从而提高喷射精度。

【技术领域】

本发明涉及液体微喷领域，更确切地说是一种微滴喷射方法及装置。

【背景技术】

随着工业革命的快速发展，自由成形技术日益成熟，并被广泛应用于产品设计、医疗和工业生产等领域，取得了巨大的经济利益。微滴喷射自由成形是自由成形技术的一个重要分支，其成形原理主要基于液滴喷射，即通过外力迫使成形材料以微细液滴的形式从喷嘴喷射到底材上，形成二维图文或者三维实体。根据喷射出来的液滴状态，微滴喷射自由成形系统可以分为连续式和按需式两类。当控制器发出一次喷射信号后，连续式喷射系统的喷头能够不断地喷射出由液滴构成的液滴串，而按需式喷头则只能喷射出一滴主液滴以及伴随产生的尾液滴或者若干个分裂的卫星滴。

微滴喷射自由成形集分辨率高，喷射频率快，能实现高精度的喷射容积，超微细控制和结构紧凑，集成度高等特点于一身，现已从常规的图形印刷扩展到很多新的工程领域，如：细胞打印,集成电路印刷，喷印电子元器件，制作新功能材料和生物医药等。

当前微滴喷射技术存在的额外液滴被认为是微滴喷射的一种不稳定现象，给微滴喷射带来很多不可控的因素，影响了微滴喷射的精度。如被喷射物体在移动过程中，微滴喷射装备不能有效控制液滴，导致喷射的液滴不均匀。

本发明在被喷射物体移动时通过推杆准确关闭喷嘴，从而避免额外液滴喷出。同时通过推杆的震动把连续的液体分割成细小液滴。该发明解决了微滴喷射额外液滴的问题，提高了微滴喷射精度。

【发明内容】

针对上述缺陷，本发明提供了一种微滴喷射装置，所述装置包括制动器、振子、腔体、振杆、喷嘴、外壳；所述制动器在所述振子上方，所述振子和所述振杆相连，所述振杆套入腔体内；所述喷嘴和所述腔体下端相连；所述制动器、所述振子、所述腔体、所述振杆、所述喷嘴置于所述外壳内部；所述制动器在PWM信号的驱动下，推动振杆作间歇性的往复直线运动关闭所述喷嘴或开启所述喷嘴；所述振子在PWM信号的驱动下带动振杆作周期性的振荡运动，将连续的液体分割成微小的液滴。

可选地，所述振杆下端为圆锥形，所述喷嘴内部为圆锥形；当所述振杆关闭所述喷嘴时，所述振杆下端能够完全闭合所述喷嘴内部。

可选地，所述振子下方装有一弹簧；当驱动制动器的PWM信号停止时，所述弹簧推动振杆向上运动，打开所述喷嘴。

可选地，所述振杆和所述腔体相连处装有一个密封圈，用于防止腔体内的液体溢出。

可选地，所述腔体的腔壁开有一个圆孔，用于连接供液管道；所述供液管道用于输入液体到腔体内。

本发明还提供了一种微滴喷射方法，所述微滴喷射方法包括：

根据喷射线型，处理器输出两路频率、相位和脉宽均可连续调节的PWM信号，所述两路PWM信号通过放大电路放大后分别施加于振子和制动器；所述振子在所述PWM信号的驱动下带动振杆作周期性的振荡运动，将液体分割成一个个微小的液滴，喷射在移动的物件上；所述制动器在所述PWM信号的驱动下推动振杆作间歇性的往复直线运动，推动振杆关闭和打开喷嘴。

可选地，当施加于所述制动器的PWM信号正向最强时，所述制动器前向运动到顶点，推动振杆关闭喷嘴，停止喷射液滴；当施加于所述制动器的PWM信号反向最强时，所述制动器返回，拉动振杆打开喷嘴，开始喷射液滴。