實驗名稱：EHD微滴(di)打印系統設(she)計與實現

　　測試設備：高壓放大器、函數發生器(qi)、探(tan)頭(tou)、顯微(wei)攝像頭(tou)、計算機(ji)等。

　　實驗過程：

　　圖(tu)1：EHD打印系統整(zheng)體框(kuang)架

　　圖2：系統硬(ying)件(jian)裝置示意(yi)圖

　　設計系統(tong)整體架構(gou)如圖(tu)1所示，圖(tu)2為EHD微(wei)滴打(da)印(yin)(yin)系統(tong)的硬件整體構(gou)造。主要包括高(gao)壓(ya)脈(mo)沖信(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)模(mo)(mo)塊(kuai)、供液(ye)(ye)模(mo)(mo)塊(kuai)、攝(she)像模(mo)(mo)塊(kuai)和(he)位(wei)(wei)置控(kong)制(zhi)模(mo)(mo)塊(kuai)。打(da)印(yin)(yin)針頭、導管、微(wei)量(liang)注射器(qi)和(he)微(wei)量(liang)注射泵共(gong)同構(gou)成供液(ye)(ye)模(mo)(mo)塊(kuai)。高(gao)壓(ya)放大(da)器(qi)將函(han)數發(fa)生(sheng)器(qi)的電壓(ya)信(xin)號(hao)放大(da)后(hou)，施加到襯底電極(ji)(ji)板和(he)打(da)印(yin)(yin)針頭上(shang)，構(gou)成高(gao)壓(ya)電信(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)模(mo)(mo)塊(kuai)。長焦距(ju)顯(xian)微(wei)鏡與高(gao)速攝(she)像機連(lian)接(jie)，并將攝(she)像機與計算(suan)機進行通信(xin)，構(gou)成攝(she)像模(mo)(mo)塊(kuai)，實時監控(kong)打(da)印(yin)(yin)情況(kuang)。待打(da)印(yin)(yin)襯底樣品置于電極(ji)(ji)板上(shang)，電極(ji)(ji)板固定在(zai)平移臺上(shang)，平移臺的三(san)(san)維位(wei)(wei)移帶(dai)動(dong)待打(da)印(yin)(yin)襯底進行高(gao)精度定位(wei)(wei)對(dui)準。構(gou)成位(wei)(wei)置對(dui)準模(mo)(mo)塊(kuai)。通過(guo)USB電子通訊(xun)接(jie)口將計算(suan)機與高(gao)速相(xiang)機、雙向微(wei)量(liang)精密注射泵、三(san)(san)坐標位(wei)(wei)移裝置、函(han)數發(fa)生(sheng)器(qi)連(lian)接(jie)，通過(guo)計算(suan)機對(dui)各個儀器(qi)進行程控(kong)操作(zuo)。

　　高(gao)壓脈沖(chong)信(xin)號發生(sheng)模塊：

　　高(gao)壓模塊中的函(han)(han)數發(fa)生(sheng)器需(xu)(xu)要能夠產(chan)生(sheng)方波(bo)、脈沖等多種波(bo)形(xing)以供(gong)打印(yin)。函(han)(han)數發(fa)生(sheng)器產(chan)生(sheng)的電(dian)壓最大(da)(da)(da)為5V，需(xu)(xu)要配(pei)置一臺高(gao)壓放(fang)(fang)(fang)大(da)(da)(da)器共同(tong)使用，高(gao)壓放(fang)(fang)(fang)大(da)(da)(da)器需(xu)(xu)要能夠跟隨函(han)(han)數發(fa)生(sheng)器的頻(pin)(pin)率，將函(han)(han)數放(fang)(fang)(fang)大(da)(da)(da)器的輸(shu)出(chu)信號(hao)放(fang)(fang)(fang)大(da)(da)(da)1000倍(bei)，產(chan)生(sheng)千伏級電(dian)壓。在高(gao)壓操(cao)作環境下(xia)進行實驗較危險，因此輸(shu)出(chu)電(dian)流應(ying)控(kong)制在毫安級范圍。高(gao)壓放(fang)(fang)(fang)大(da)(da)(da)器電(dian)壓放(fang)(fang)(fang)大(da)(da)(da)倍(bei)數最高(gao)可達1000倍(bei)，頻(pin)(pin)率1KHz，輸(shu)出(chu)電(dian)流6mA。

　　實驗結果：

　　根據微熱板(ban)的(de)打(da)印需求，設計并(bing)搭建了(le)EHD打(da)印的(de)硬件和軟件系統(tong)。選(xuan)擇能夠(gou)滿足參數標(biao)準的(de)儀(yi)器(qi)設備，搭建了(le)系統(tong)的(de)電(dian)壓(ya)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)、供液(ye)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)、攝像(xiang)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)和位置控(kong)(kong)制模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)。并(bing)通過儀(yi)器(qi)的(de)USB接口將儀(yi)器(qi)與計算(suan)機(ji)通信，使(shi)計算(suan)機(ji)完成對(dui)電(dian)壓(ya)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)、供液(ye)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)、攝像(xiang)模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)和位置控(kong)(kong)制模(mo)(mo)(mo)塊(kuai)的(de)控(kong)(kong)制操(cao)作。

　　軟件部(bu)(bu)分(fen)(fen)利(li)用LabVIEW搭建了一套能(neng)(neng)夠實(shi)時(shi)(shi)觀測(ce)打(da)(da)印(yin)(yin)(yin)(yin)過(guo)程和打(da)(da)印(yin)(yin)(yin)(yin)效(xiao)果的(de)人機交互操作(zuo)(zuo)界(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)。在(zai)用戶操作(zuo)(zuo)的(de)界(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)上，可以實(shi)現同時(shi)(shi)對多信(xin)號發生器、微(wei)(wei)量精密注射泵和三(san)坐(zuo)標(biao)平移(yi)臺進行控制以及(ji)一鍵識別(bie)(bie)打(da)(da)印(yin)(yin)(yin)(yin)的(de)操作(zuo)(zuo)按鈕(niu)。此外，軟件部(bu)(bu)分(fen)(fen)還嵌入了Matlab編(bian)寫的(de)圖(tu)像識別(bie)(bie)與自(zi)動對準(zhun)模(mo)塊，程序控制各個儀器協調工作(zuo)(zuo)，自(zi)動識別(bie)(bie)微(wei)(wei)熱(re)(re)板(ban)的(de)圖(tu)形(xing)和位置(zhi)，移(yi)動并打(da)(da)印(yin)(yin)(yin)(yin)微(wei)(wei)熱(re)(re)板(ban)，提高系統自(zi)動化程度。在(zai)人機界(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)中，可以同時(shi)(shi)觀察到(dao)打(da)(da)印(yin)(yin)(yin)(yin)針(zhen)頭和襯底待打(da)(da)印(yin)(yin)(yin)(yin)的(de)微(wei)(wei)熱(re)(re)板(ban)圖(tu)形(xing)。在(zai)識別(bie)(bie)打(da)(da)印(yin)(yin)(yin)(yin)微(wei)(wei)熱(re)(re)板(ban)的(de)同時(shi)(shi)，能(neng)(neng)夠實(shi)時(shi)(shi)觀測(ce)打(da)(da)印(yin)(yin)(yin)(yin)針(zhen)頭的(de)出(chu)(chu)液(ye)情況，在(zai)針(zhen)頭出(chu)(chu)液(ye)口出(chu)(chu)現漏墨或缺墨等故(gu)障時(shi)(shi)，能(neng)(neng)夠及(ji)時(shi)(shi)調整針(zhen)頭液(ye)面(mian)(mian)(mian)(mian)，避免了漏打(da)(da)微(wei)(wei)熱(re)(re)板(ban)等情況，提高了打(da)(da)印(yin)(yin)(yin)(yin)的(de)效(xiao)率與良品率。

　　?高壓放大器推薦：ATA-7050

　　圖：ATA-7050高壓放大器指標參數

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