實(shí)現(xiàn)高速3D打印的壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)流體儲(chǔ)存層設(shè)計(jì)

實(shí)現(xiàn)高速3D打印的壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)流體儲(chǔ)存層設(shè)計(jì)

三維（3D）打印技術(shù)正在迅速發(fā)展，而打印速度的提高目前是技術(shù)發(fā)展以及未來(lái)應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題。對(duì)于基于噴墨打印頭的3D打印機(jī)，打印頭上的噴嘴數(shù)量是限制打印速度的主要因素。提出了一種實(shí)際應(yīng)用中可以大幅度增加噴嘴數(shù)量的方法，從而能夠極大地提高打印速度。

使用在噴墨打印頭上的流體儲(chǔ)存器通過(guò)歧管向噴射室供應(yīng)流體，調(diào)節(jié)流體內(nèi)部的壓力，以便于在腔室獲得一個(gè)恒定的壓力。所以，調(diào)節(jié)儲(chǔ)存層出口的壓力是非常重要的，這影響著打印設(shè)備的綜合性能。但是，當(dāng)噴嘴數(shù)量增加時(shí)，噴嘴間均勻壓力的調(diào)節(jié)就變得十分復(fù)雜。因此，介紹了一種解決該問(wèn)題的方法。該方法將整個(gè)打印頭進(jìn)行分割，使其中的流體儲(chǔ)存層分為多個(gè)微型儲(chǔ)庫(kù)，而每個(gè)微型儲(chǔ)庫(kù)又具有一個(gè)微型儲(chǔ)存器和一個(gè)噴嘴，并且支持一個(gè)或幾個(gè)儲(chǔ)室。由于流體儲(chǔ)存層結(jié)構(gòu)獨(dú)特，因而能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)壓力，其出口壓力也是獨(dú)立于流體液位的。該調(diào)節(jié)是基于重力的自動(dòng)補(bǔ)償以及對(duì)流體液面具有同樣依賴的毛細(xì)管作用力，這是通過(guò)在每個(gè)儲(chǔ)層中添加具有獨(dú)特形狀的楔形物來(lái)獲得的。當(dāng)流體液面下降時(shí)，重力和毛細(xì)管作用力以相同的速度隨之減小，但是導(dǎo)出的力是平衡的。由于各層的自主性，因此在流體微型儲(chǔ)存層自動(dòng)獲得恒定壓力。

所提出的方法雖然可以保證在不同流體液位時(shí)出口壓力仍恒定，但還需要改進(jìn)以下幾個(gè)方面存在的問(wèn)題：①楔形物幾何缺陷的補(bǔ)償，這可通過(guò)改進(jìn)楔形物的使用排列而消除；②灰塵及其它微粒的污染需通過(guò)另一個(gè)微型噴嘴噴出清潔液來(lái)解決；③高速噴墨3D打印機(jī)的紫外線固化需通過(guò)流體的快速固化機(jī)制來(lái)制造出一個(gè)快速噴墨打印頭而解決。

刊名：Micromachines（英）

刊期：2016年第7期

作者：Moshe Einat

編譯：陳少帥