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基于彩色三维打印的喷墨控制技术研究

工业技术创新 2015年第3期2卷 259-266页

作者：王璟璇杨继全徐路钊吴静雯姜杰南京师范大学电气与自动化工程学院江苏南京210000 江苏敦超电子科技有限公司江苏南京210000

目前,随着彩色喷墨技术在三维打印领域的迅速发展,如何同时提高三维彩色粉末零件的成型速度和成型精度是三维打印领域的研究难点之一。现针对三维印刷工艺中三维粉末粘接彩色喷墨技术的控制,在已搭建的三维彩色粉末打印机机械结构框架... 详细信息

目前,随着彩色喷墨技术在三维打印领域的迅速发展,如何同时提高三维彩色粉末零件的成型速度和成型精度是三维打印领域的研究难点之一。现针对三维印刷工艺中三维粉末粘接彩色喷墨技术的控制,在已搭建的三维彩色粉末打印机机械结构框架的基础上,改用多喷嘴宽喷头,并提出并行数据控制方式,该方式能够提高显著喷墨控制精度和成型速度。经测试平台验证,可以大幅度提高成型速度与成型精度。

关键词：彩色三维打印粉末三维打印微滴喷射喷墨控制

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太阳电池超细栅电极喷印控制系统设计与实现

信息与控制 2016年第3期45卷 377-384页

作者：张磊朱云龙王驰远程晓鼎中国科学院沈阳自动化研究所辽宁沈阳110016 中国科学院大学北京100049

针对传统丝网印刷技术制造太阳电池金属化栅极容易造成基材破损,且制造的栅极精度和高宽比很难提高的问题,采用喷墨技术直接将纳米银墨水打印到太阳电池基材上实现栅极金属化,并设计实现了太阳电池栅极喷印样机系统.样机系统通过USB模... 详细信息

针对传统丝网印刷技术制造太阳电池金属化栅极容易造成基材破损,且制造的栅极精度和高宽比很难提高的问题,采用喷墨技术直接将纳米银墨水打印到太阳电池基材上实现栅极金属化,并设计实现了太阳电池栅极喷印样机系统.样机系统通过USB模块实现高速数据通信;两组动态随机存储器（SDRAM）内存模块构成乒乓操作,实现不间断打印;喷印控制模块采用现场可编程门阵列（FPGA）产生喷头复杂时序波形和压电驱动波形.基于流体体积法建立了微液滴喷射模型,研究了微滴喷射机制及压电驱动波形幅值对微液滴尺寸、速度一致性的影响,并进行实验验证.通过优化喷印分辨率和在线固化温度进行系统测试,结果表明,多晶硅硅片固化温度80℃条件下,随着喷印层数的增加,栅极高度线性增加,喷印一层大约增高0.5μm,栅极宽度基本维持在35~40μm,打印层数60~80层时,形成三维形貌均匀的具有高＂高宽比＂的栅极.

关键词：喷墨控制流体体积法太阳电池栅极高宽比

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基于扩张状态观测器的墨滴落点补偿

基于扩张状态观测器的墨滴落点补偿

作者：赵晓阳西安电子科技大学

学位级别：硕士

串式喷墨打印机是通过喷墨头的横向扫描运动和打印媒体的纵向进给实现图文打印的。然而,在喷墨过程中喷墨头的扫描运动将导致喷出的墨滴以抛物线轨迹落于打印媒体上,从而造成落点偏差。随着打印速度的提高,此落点偏差已成为严重影响打... 详细信息

串式喷墨打印机是通过喷墨头的横向扫描运动和打印媒体的纵向进给实现图文打印的。然而,在喷墨过程中喷墨头的扫描运动将导致喷出的墨滴以抛物线轨迹落于打印媒体上,从而造成落点偏差。随着打印速度的提高,此落点偏差已成为严重影响打印质量的一个因素,为此本文提出了一种采用基于扩张状态观测器的墨滴落点补偿方案,即采用基于扩张状态观测器的速度估计器来在线预测字车速度,继而计算提前喷墨时间,通过控制喷头提前喷墨的方法来解决墨滴落点的偏差。首先建立了字车伺服系统的闭环控制模型和基于扩张状态观测器的速度估计器模型,并进行了仿真验证,仿真结果表明基于扩张状态观测器的速度估计器可以很好估计字车的速度,估计误差在0.8%以内。其次,设计了基于扩张状态观测器的墨滴落点补偿实验系统;最后在喷墨打印实验平台上对提出的补偿方法和设计的补偿系统进行了实验验证,结果表明:在打印速度提升到1.0m/s时,墨滴落点的平均偏差控制在11.2μm以内。

关键词：喷墨打印落点补偿扩张状态观测器喷墨控制

应用于PCBA的3D封装保护系统的研究与开发

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应用于PCBA的3D封装保护系统的研究与开发

作者：杨洁南京理工大学

学位级别：硕士

电路板封装保护是一种将电子器件与外界隔离,保护脆弱的电子部件不受环境损害的工艺。电子行业的蓬勃发展对封装保护方面提出了愈发严苛的要求,现有的封装保护工艺有三防漆涂覆、点胶、灌封、低压注塑成型等。为了弥补现有工艺的一些不... 详细信息

电路板封装保护是一种将电子器件与外界隔离,保护脆弱的电子部件不受环境损害的工艺。电子行业的蓬勃发展对封装保护方面提出了愈发严苛的要求,现有的封装保护工艺有三防漆涂覆、点胶、灌封、低压注塑成型等。为了弥补现有工艺的一些不足之处和迎接未来封装保护高要求,本文将3D打印技术引入电路板封装保护领域,设计应用于PCBA的3D封装保护系统。该系统能够对PCBA进行可控性封装,无需其他辅助工艺,封装精度高,为PCBA提供全方位防护。论文主要研究内容如下:首先,针对复杂PCBA建立3D封装模型困难,采用数字化图像处理技术处理PCBA的Gerber文件,根据Gerber文件精确绘制需要防护的打印图像;对于喷头无法识别图像格式问题,分析SG1024压电喷头喷嘴排列方式,对绘制图像数据进行拆分并结合打印参数重组数据,生成SG1024能识别的打印数据格式。其次,设计基于FPGA的喷头主控制系统。选用FPGA为控制核心芯片,通过以太网通信模块接收PC机发送的打印图像数据及控制指令等信息,使用SDRAM缓存大量打印图像数据。FPGA按时序将缓存图像数据生成打印控制信号,经LVDS传输模块送至喷头,控制喷嘴喷墨。最后,针对喷墨控制不当导致封装精度低的问题,基于提前喷射策略,提出一种基于改进跟踪微分器的喷墨控制方案。通过采集喷头位移量,使用改进跟踪微分器估计喷头速度,根据估计速度值计算采样点到达期望位置的运动时间从而获取精确的喷射时机,提高封装精度。本文对3D封装保护系统进行实验验证。先进行喷头主控制系统测试,验证了喷头主控制系统关键模块实际工作能力,以太网传输速率达到设计指标;进行双向打印竖线实验,验证了所提喷墨控制方案能有效提高系统封装精度;完成打印成品实验,实验表明系统能够对PCBA进行封装且封装成品质量好,具有良好的应用前景。

关键词： PCBA 3D封装保护打印数据处理 FPGA 喷墨控制

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三维喷绘系统的设计与研究

三维喷绘系统的设计与研究

作者：翟乃军北京印刷学院

学位级别：硕士

为实现创意产品的表面彩色化,具有高效、数字化、绿色环保等特点的三维立体喷绘技术受到广泛关注。创意产品具有单件小批量、形状复杂、表面上色困难等问题,制造、印刷难度极高,成本昂贵。目前,三维立体喷绘研究还处于初级阶段,面临多... 详细信息

为实现创意产品的表面彩色化,具有高效、数字化、绿色环保等特点的三维立体喷绘技术受到广泛关注。创意产品具有单件小批量、形状复杂、表面上色困难等问题,制造、印刷难度极高,成本昂贵。目前,三维立体喷绘研究还处于初级阶段,面临多轴联动运动控制、墨滴生成及控制和承印物空间曲线运动与图文信号喷墨驱动协同控制等诸多技术难题。为解决上述问题,本研究依托北京市教育委员会重大科技计划项目(181901151023),对三维喷绘的运动和喷墨控制展开研究,为创意产品由最初创意灵感到创作设计乃至最终产品成形提供一体化快速实现方法。本文对三维喷绘系统的运动和喷墨控制进行了设计和研究,其主要包括运动系统、供墨系统、喷墨控制系统和负压系统四部分。主要工作内容如下:1三维喷绘系统的总体设计。明确系统的设计需求及工作原理,比较各运动形式的优缺点,根据系统的整体需求选用合适的运动形式,然后对具体的运动方案进行了设计。选择了适用于三维喷绘的喷墨方式、喷墨头和墨水。2运动控制系统的研究。采用USB运动控制卡对运动系统进行控制,对伺服单元、继电器、回零信号等各模块与控制卡进行连线;对机床和坐标轴参数设置和编程指令进行研究;对响应精度高的指数加减速控制技术进行研究。3喷墨系统的设计研究。根据选定的喷墨技术设计供墨系统、喷墨装置,对负压系统和喷墨控制系统进行研究。搭建试验平台,进行各个系统的安装调试。利用搭建好的试验平台进行喷墨试验验证,实现了对喷墨系统的各子系统的有效控制。本文完成了三维喷绘系统的运动和喷墨控制等研究工作,为三维喷绘的深入研究提供了基础。

关键词：三维喷绘运动控制系统负压喷墨控制