摘要：为解决可穿戴设备在复杂应用场景中无线信号响应范围较窄的问题,该文提出了一种柔性三频微带天线,在2.5 GHz、3.5 GHz、5.4 GHz微波频段采用双“T”型+双“L”型表面结构实现天线的谐振,采用聚酰亚胺为基底材料,纳米银为辐射贴片及接地面的导电材料以实现柔性化。使用ANSYS HFSS对天线进行建模并进行仿真分析,使用微滴喷射3D打印工艺对其加工,有效地解决了传统微机电系统(MEMS)加工在柔性电子领域上成本高及步骤复杂等问题。最后使用场发射扫描电镜分析打印面形貌,并使用矢量网络分析仪分别测试天线成品的回波损耗、可弯折性及弯折抗疲劳性,测试结果与仿真结果基本一致,且天线具有较好的弯折性能。

摘要：血液、干细胞等在临床上的需求量很大,其玻璃化保存面临着要提高降温速率就难以实现高通量这一矛盾问题。本文设计并制作了带容器式收集装置的微滴喷射玻璃化系统,开展了对人肝癌细胞(HepG2)进行高通量玻璃化保存的研究。首先,比较容器式收集与薄片式接收两种方式对微滴喷射玻璃化保存效果的差异,结果表明容器式收集玻璃化组细胞的存活率和24 h贴壁率明显高于薄片式接收玻璃化组。其次,增加微滴喷射的HepG2细胞密度,发现细胞密度成倍增加时,微滴喷射玻璃化保存效果没有显著变化。最后,将微滴喷射容器式收集玻璃化与慢速冷冻法作比较,容器式收集玻璃化组的细胞处理量增大,且细胞存活率和24 h贴壁率明显高于慢速冷冻组。研究结果表明,本文设计的带容器式收集装置的微滴喷射玻璃化系统不仅能实现细胞的玻璃化保存,而且具有高通量的特点,这对小体积细胞的大体量保存具有重要意义。

摘要：设计并加工了一种压电式微滴喷头,并在微滴喷射平台上进行了微滴喷射实验,用CCD相机拍摄到了液滴形成的整个过程。通过激光位移测量平台测量了压电片的振荡曲线,并将位移曲线输入流体模拟求解器,用两相的方法模拟出了微滴形成的过程。模拟显示液滴的形成时间,大小,形状和速度与实验结果拟合得很好。通过对比液滴的形成过程与压电片的振荡曲线,发现主液滴在压电信号为高电平时,已经脱落了微滴喷嘴,基于此提出了通过改变高电平时间和增加压电片的自由振荡衰减阻值提高微滴喷射最高频率的方案。通过微滴喷射行为模拟,解释了微滴喷射实验中出现两条液滴的原因,并通过改变喷腔结构和改变液体黏度,找到了减少额外液滴出现的途径。

摘要：以微滴喷射的增材制造技术为研究对象,采用守恒水平集方法建立了液滴喷射过程的数值仿真的物理数学模型。通过仿真实验分析了液滴喷射的流场分布,采用曲面响应法的中心复合设计建立了拟合模型并进行了修正,提出了液滴喷射过中液滴成球距离和断裂高度分别与入口处压强脉冲的幅值与脉宽的拟合关系式。模拟结果表明:在液滴喷射过程中喷嘴入处的压强脉冲的幅值与脉宽和液滴形态之间有密切的关系,压强幅值与脉宽之间存在一个临界关系,当不满足这个关系时液滴无法从喷嘴口喷出,只有当压强幅值与脉宽满足这个临界条件时,液滴才能够克服喷嘴口处的表面张力顺利喷出;在满足喷射条件的情况下压强幅值与脉宽时间越大,喷出的液滴成球距离越远;压强幅值与脉宽时间越小,喷出的液滴成球距离越近。

摘要：为满足微电子制造、封装领域中不同性质材料按需精确分配的需求,提出了一种由多微滴喷射单元构成的多材料按需微滴喷射系统。该系统的微滴产生模块由用于低黏度流体材料的气动膜片式微滴喷射单元、用于熔融金属流体的压电活塞式微滴喷射单元和用于高黏度流体的机械阀式微滴喷射单元组成。同时由数字相机、模拟相机+图像采集卡构成的图像采集系统,实现液滴沉积的视觉引导对准定位,以及微滴产生过程的图像采集。利用该系统,进行水基混合物、金属焊料和环氧树脂胶的微滴喷射实验,分析了不同黏度对液体微滴喷射过程的影响,实现了金属焊料的微滴喷射,获得了平均直径为70.5μm的焊球及焊球阵列,其直径偏差小于2%。同时也获得了平均直径为0.6 mm的环氧树脂胶点阵列,其直径偏差小于4%。实验结果表明:该系统可用于包括高黏度环氧树脂胶、金属焊料等在内的多种不同黏度的材料,实现微米级微滴的按需喷射。

摘要：针对现有3D打印制造技术对材料种类与形状的限制,结合现有微滴喷射制造技术,设计出了一种由螺杆挤出建压系统,电磁铁驱动的机械冲击系统,加热系统,温控系统和三维移动平台组成的聚合物熔体微滴喷射装置,并介绍了其工作原理。采用PP(聚丙烯)粉料作为熔体微滴喷射装置试验用料,通过调节加热温度,螺杆转速,机械冲击脉冲频率,喷嘴和基台距离等工艺参数和机械参数,实现了均匀可控的熔体输送和熔滴喷射,极大的拓展了传统聚合物3D打印所需材料种类与形状限制。

摘要：针对喷射打印过程中微喷装置各子系统协调工作的要求,设计了以LABVIEW软件平台与STM32微控制器为核心的气动式微滴喷射控制系统,实现喷射过程的图像采集,PC机与STM32微控制系统的串行通信及协调喷射打印沉积.在上述基础上,进行CCD相机延时触发微滴成形过程图像采集及阵列沉积实验.结果证明,此控制系统实现了微滴成形过程动态图像采集;在PET膜上打印成形预设字符微滴阵列,表明所设计的控制系统各功能模块间能协调工作.

摘要：微滴喷射技术可用于芯片制造、医学、生物工程等对微滴质量要求准确、稳定的领域,采用传统人工介入方式实现微滴的质量调节,生产效率低.设计了一种微滴喷射控制及质量校验设备,能够根据用户需求自动实现微滴质量的匹配与控制,并与电子秤、气动膜片式喷嘴组成微滴喷射控制及质量校验系统.实验结果表明,该设备及其组成的系统能够通过多点喷射方法达到单滴微滴质量0.01mg及以上的要求,且误差在3%以内,可以满足微滴喷射自动化工业控制需要.

摘要：金属微滴喷射打印是一种源于传统喷墨打印技术的新型增材制造技术,其具有高精度、高灵活性、适用材料范围广等优点,广泛应用于工业制造、教育科研、医疗卫生、建筑、军事、航空航天、艺术等诸多领域。该增材制造技术关键核心与技术难题是金属微滴喷射技术的开发与实现。本文结合笔者研究实践与国内外研究文献,系统地介绍了各类金属微滴喷射产生技术的原理、发展和应用现状,并对该技术研究方向和应用前景进行了展望。

摘要：提出了一种新型的基于交变滞惯力与静电力复合的微滴喷射技术,可快速、精确、定量、定速地喷射微小液滴。利用该技术设计并搭建了一台基于交变滞惯力与静电力复合的微滴喷射系统,主要由喷射系统、运动系统及观测系统组成,利用该系统打印了直径为15μm的微小液滴。