一种快速启停响应的微笔直写装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种快速启停响应的微笔直写装置,包括位移发生器、基片、加压装置、计算机、三维运动平台、笔、高速摄像机和对中器,位移发生器与笔芯连接,位移发生器与计算机连接,笔包括端盖、笔芯、气腔、浆料腔、浆料、笔筒、笔头和笔尖,加压装置一端与端盖连接,加压装置另一端与计算机连接,基片安装在三维运动平台上,三维平台与计算机连接,高速摄像机安装在三维运动平台一侧,高速摄像机与计算机连接,高速摄像机镜头正对基片,笔在基片上方并垂直于基片,位移控制器控制笔芯的上升与下降,实现微笔直写装置的快速启动、停止。
【专利说明】
一种快速启停响应的微笔直写装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及微笔直写装置,具体是一种快速启停响应的微笔直写装置。
【背景技术】
[0002]随着MENS传感器向着微型化、集成化、小批量化方向发展,加成法直写技术因为无掩膜要求、快速制备以及重复性高等优点,在实验室、工厂流水作业等场合越来越受到重视,微笔直写技术是加成法直写技术较为普遍的应用,该技术利用气压或活塞方式将浆料挤出直写笔尖,通过运动控制单元控制基片以预设路径运动,将浆料有规律地涂覆于基片,最终实现浆料在基片上的图案化沉积,微笔直写技术无需掩膜和制版,直接将浆料沉积在基片,设备要求低、环境友好、操作步骤简单以及直写效果理想,因此,对微笔直写的技术改进,尤其是实验室条件下的技术改进,具有一定的研究意义,现有微笔直写技术的供液方式通常采用气动供液,即以压缩空气为动力源,利用气体的压缩性对浆料施加一定的气压,浆料在气压和自重等作用力下被挤出笔头进行直写,通过选择合适的气压值,就能控制浆料的供液速度,但是当气动装置对浆料施加新的气压值,待气腔内的气压稳定并将气压反馈到笔尖液体锥的整个过程,具有很大的时间延迟,所以通过改变气压值大小进行控制浆料的通断供应,无法实现浆料供液的快速响应,最终导致无法实现直写的快速启停响应,另夕卜,微笔直写技术也有利用对浆料液面施加活塞压力进行供液,因为浆料也具有压缩性,所以也无法实现浆料供应的快速响应。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型目的是提供一种快速启停响应的微笔直写装置,在实际生产中,实现了浆料快速通断响应、液体锥形状稳定的直写。
[0004]为了解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案是:
[0005]—种快速启停响应的微笔直写装置,包括位移发生器、基片、加压装置、计算机、三维运动平台、笔、高速摄像机和对中器,位移发生器与笔连接,位移发生器与计算机连接,笔包括端盖、笔芯、气腔、浆料腔、浆料、笔筒、笔头和笔尖,笔筒分成上部和下部两部分,两部分用对中器隔开,对中器上设有孔和流道,笔筒的上部是气腔,笔筒的下部是浆料腔,浆料腔内有浆料,笔筒一端设有笔头,笔头为圆锥体,笔头上设有孔,端盖安装在笔芯一端,端盖上设有孔,孔内设有密封装置,笔芯安装在笔筒内,笔芯穿过端盖上的孔和对中器上的孔,笔芯另一端安装有笔尖,笔尖穿过笔头,加压装置与端盖连接,加压装与计算机连接,基片安装在三维运动平台上,三维运动台与计算机连接,高速摄像机安装在三维运动平台一侧,高速摄像机与计算机连接,高速摄像机镜头正对基片,笔在基片上方并垂直于基片。
[0006]进一步的,位移发生器重复定位精度范围< ± ΙΟμπι,笔芯长度范围为I cm?10cm,外径范围为ΙΟμπι?350μπι,笔尖的锥度范围10°?40°,笔头内径范围为50μπι?500μπι。
[0007]进一步的,笔芯使用刚度大的细长杆。
[0008]进一步的,加压装置分成气体加压装置和机械加压装置两种,气体加压装置设有气源和气阀,机械加压装置设有螺杆推进装置。
[0009]进一步的,加压装置为气体加压装置。
[0010]本实用新型的有益效果是:
[0011 ] 1、使用高速摄像机观察基片能实时准确的观察工作情况。
[0012]2、控制位移发生器提起或放下笔芯,使笔尖的液体锥离开或接触基片表面,实现直写过程中的快速启停响应。
[0013]3、合理准确的控制位移发生器提起、放下的速度,配合浆料的供给速度,实现在书写线条的美观。
【附图说明】
[0014]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0015]图1为本实用新型结构不意图。
[0016]图2为本实用新型工作时笔尖放大示意图。
【具体实施方式】
[0017]以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明,但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0018]如图1?图2所示,本实用新型公开一种一种快速启停响应的微笔直写装置,包括位移发生器1、基片2、加压装置3、计算机4、三维运动平台5、笔6、高速摄像机7和对中器8,位移发生器I安装与笔6连接,位移发生器I与计算机4连接,笔6包括端盖9、笔芯10、气腔11、浆料腔12、笔筒13、笔头14和笔尖15,,笔筒13分成上部和下部两部分,两部分用对中器8隔开,对中器8呈圆饼状,对中器8上设有孔和流道,笔筒的上部是气腔11,笔筒的下部是浆料腔12,浆料腔12内有浆料,笔筒13—端设有笔头14,笔头14为圆锥体,端盖9安装在笔芯10 —端,端盖9上设有孔,孔内设有密封装置,笔头14设有孔,笔芯10穿过端盖9上的孔和对中器8上的孔,笔芯10安装在笔筒13内,笔芯10另一端安装有笔尖15,笔尖15穿过笔头14,加压装置3与端盖9连接,加压装置3与计算机4连接,基片2安装在三维运动平台5上,高速摄像机7安装在三维运动平台5—侧,高速摄像机7镜头正对基片2,笔6在基片2上方并垂直于基片2,位移发生器I重复定位精度范围< ± ΙΟμπι,笔芯长度范围为Icm?10(:1]1,外径范围为1(^1]1?350μπι,笔尖的锥度范围10°?40°,笔头14内径范围为50μπι?500μπι,优选的笔芯使用刚度大的细长杆,加压装置3分成气体加压装置和机械加压装置两种,气体加压装置包括气源17和气阀18,机械加压装置包括螺杆推进装置,优选的加压装置3使用气体加压装置。
[0019]根据直写结构的线型和布线情况,在计算机4上设定三维运动平台5的运动路径和运动速度,带动基片2运动,如果需要执行直写启停止动作时,三维运动平台停止运动,位移发生器I带动笔芯10上提,需要执行直写开始动作时,三维运动平台开始运动,位移发生器带动笔芯10下降,在上提或下降笔芯10的同时控制浆料供给速度,确保笔尖处液体锥16的形状,保证线条质量。
[0020]以上所述的本实用新型实施方式,并不构成对本实用新型保护范围的限定,任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在本实新型的权利要求保护范围之内。
【主权项】
1.一种快速启停响应的微笔直写装置,其特征在于,包括位移发生器、基片、加压装置、计算机、三维运动平台、笔、高速摄像机和对中器,位移发生器与笔连接,位移发生器与计算机连接,笔包括端盖、笔芯、气腔、浆料腔、浆料、笔筒、笔头和笔尖,笔筒分成上部和下部两部分,两部分用对中器隔开,对中器上设有孔和流道,笔筒的上部是气腔,笔筒的下部是浆料腔,浆料腔内有浆料,笔筒一端设有笔头,笔头为圆锥体,笔头上设有孔,端盖安装在笔芯一端,端盖上设有孔,孔内设有密封装置,笔芯安装在笔筒内,笔芯穿过端盖上的孔和对中器上的孔,笔芯另一端安装有笔尖,笔尖穿过笔头,加压装置与端盖连接,加压装与计算机连接,基片安装在三维运动平台上,三维运动台与计算机连接,高速摄像机安装在三维运动平台一侧,高速摄像机与计算机连接,高速摄像机镜头正对基片,笔在基片上方并垂直于基片。2.根据权利要求1所述的一种快速启停响应的微笔直写装置,其特征在于,位移发生器重复定位精度范围< ± ΙΟμπι,笔芯长度范围为Icm?10cm,外径范围为ΙΟμπι?350μηι,笔尖的锥度范围10°?40°,笔头内径范围为50μπι?500μπι。3.根据权利要求1所述的一种快速启停响应的微笔直写装置,其特征在于,笔芯使用刚度大的细长杆。4.根据权利要求1所述的一种快速启停响应的微笔直写装置,其特征在于,加压装置分成气体加压装置和机械加压装置两种,气体加压装置包括气源和气阀,机械加压装置包括螺杆推进装置。5.根据权利要求1所述的一种快速启停响应的微笔直写装置,其特征在于,加压装置为气体加压装置。
【文档编号】B41J3/00GK205573349SQ201620370542
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年4月26日
【发明人】徐兵, 陈强, 张自峰, 申海洋, 任玲芝
【申请人】巢湖学院