用于分配粉末的设备和方法与流程

背景技术：

粉末运输和输送在工业中是普遍需要的，并且存在使用各种来源的能量输送粉末的成熟方法。示例是超声筛分技术、振动输送机和气流流化技术。这些方法在工业加工中通常以大千克规模应用。

例如在粉末涂覆或激光印刷系统(静电印刷)中，粉末也被静电沉积。这使得能够使用电荷在多个位置之间转移粉末而将微米厚度的粉末层沉积到多种基底上。

粉末也可使用auger螺旋粉末输送系统计量。

在制药工业中，在片剂和胶囊的制造中，粉末也以毫克至克的规模分配。有许多众所周知的技术用于高精度和高生产量的胶囊填充和压片。

然而，以微克至毫克规模分配粉末明显更有挑战性。关键的工业示例是呼吸吸入器的使用，其中使用气流将小毫克级的粉末量分配到肺部。然而，用于呼吸定量给料的粉末定量给料技术不太可能适用于将粉末沉积到用于工业应用如装饰和功能性涂层的基底上。

技术实现要素：

本发明在这种情况下出现，并且结合了电控粉末定量给料元件阵列，当一起操作时，所述电控粉末定量给料元件阵列包括粉末印刷头。多个定量给料元件能够实现从装饰性成像到药物剂量分配的一系列新的工业应用。

本发明的粉末印刷头设计可包括几个关键元件：

1.流化粉末供应物

2.与分配元件接触的腔室，在该腔室中，粉末在控制的能量下被流化

3.使用由压电致动器给予的附加能量来定量给料粉末的数控分配器元件

4.将图像或图案转换成离散信号以激励压电致动器分配元件阵列的软件控制系统

粉末分配印刷头设计成通过图案化层或粉末的沉积来分配数字限定的2d图像。

粉末分配印刷头还设计成能够精确控制用粉末填充腔室，例如填充药物胶囊或泡罩包装。

粉末是许多功能性和装饰性涂层的功能性元素。然而，粉末的直接印刷在技术上具有挑战性，并且通常，印刷粉末依赖于载体流体以能够将材料输送至基底。尽管激光印刷(静电印刷)已经建立了微粉化粉末的静电沉积的原则，但是该技术对粉末性质提出了严格的要求，这意味着非常少的粉末能够使用该技术印刷。我们通过开发一种按需定量给料粉末的印刷头解决了这个问题，该印刷头利用数控的压电致动以通过离散的分配器元件将粉末从流化粉末容器输送到基底。

我们先前已经公开了使用单元件压电分配器的按需粉末分配的原理，然而，由于供给系统中的粉末“锁定”和压实，不可能将这些系统构造为印刷头或分配器阵列。此外，这些单元件分配器没有充分小型化以形成每英寸至少十个元件的密集阵列。印刷头的目的是在延长的时间段内输送沉积致动的二维阵列，这适用于制造。在本申请中，我们公开了一种用于粉末的数字按需沉积的新颖的印刷头设计，其使用粉末流化技术来供给多个压电分配器元件，以输送二维粉末印刷或分配。

本申请中的创造性步骤是将能量控制的流化或搅动的粉末供给系统连接到压电分配器以产生集成的粉末印刷头。已经确定，通过控制流化和/或搅动粉末的能量(其供给一系列不同的压电致动分配器元件)，可以使用分配器元件来计量粉末剂量以延长时间段。

迄今为止，还不可能以与按需滴墨喷墨印刷相当的方式按需分配粉末。在本申请中，我们公开了一种粉末印刷头设计，其利用数字按需滴墨的原理来分配微克量的粉末，以将2d图案、成像和分配输送到2d的腔室阵列中。该技术可用于建筑材料、装饰性层压材料、纸和非织造产品、食品、药物剂量以及电子和光学涂层的工业涂层。这种方法也应用于基于图案的逐层构建的3d印刷中。另一个主要应用是填充腔室，例如填充用于药物剂型的胶囊。本发明实施例的这些和其他应用将在具体实施方式部分中更详细地阐述。

本发明公开了一种控制能量的流化粉末贮存器和在分配孔口处施加附加能量的压电致动分配元件的组合。本发明基于这样的认识，即，仅通过控制贮存器中的流化材料的能量，就可以使用来自压电致动器的附加能量来计量使用与粉末容器相接触的分配器元件的剂量。

根据本发明，提供了一种分配器元件，其包括压电致动器和孔口，通过所述孔口分配流体，其中所述分配器元件构造成提供对粉末流动的足够阻力，以确保仅当所述压电致动器通电时才开始质量输送。

例如，静止角＞30°的粉末在不施加超声搅动的情况下在分配器元件中静止。

分配器元件可以构造成向分配器元件附近的粉末提供能量，使得发生粉末流动。能量可以通过压电致动器的高频机械振动而提供给粉末。替代地或附加地，振动可以是超声波的。替代地或附加地，能量可以经由压电致动器与孔口之间的直接机械连接来提供。所输送的能量可以处于1-500khz范围内的频率，并且所输送的功率可以处于1至1000毫瓦的范围内。

分配器元件还可以包括导管，该导管构造成将压电致动器的机械振动传递到粉末。导管可以构造成管、槽或筛子中的孔的阵列。

替代地或附加地，粉末可以在重力的影响下被分配。

孔口可以是板中的孔的阵列，该阵列通常可以被称为网。替代地或附加地，孔口可以是直边圆筒。该孔口可以替代地实施为锥形或螺旋形式。

分配元件还可以包括锥形管，该锥形管构造成将待分配的流化粉末提供到孔口。

上述分配元件的阵列可以组合以形成粉末印刷头。

粉末印刷头还可包括能量控制的流化粉末供给腔室，并且粉末印刷头可构造成根据需要通过分配元件分配粉末。供给腔室可包括一个或多个下列部件以使待分配的粉末流化：机械搅拌器；空气泵和/或超声致动器。

粉末印刷头还可以包括孔口，通过该孔口分配粉末。孔口可以在50-1000微米的范围内；100-500微米的范围内，例如500微米。孔口的尺寸至少部分地受待分配的粉末的尺寸的影响。所关注的粉末的平均直径在10至200微米的范围内。选择孔口使其具有至少五倍于待分配颗粒的平均直径的直径。

供给至印刷头的粉末在供给分配器元件的腔室中时保持基本上流化。通过使用一个或多个上述机构的连续控制来维持流化。此外，供给腔室中的压力可以控制在1-6巴的范围内。

此外，根据本发明，提供了一种使用如上所述的粉末印刷头进行印刷的方法，其中，在印刷步骤之后立即进行固定沉积的粉末的技术。固定技术可以选自包括激光加热；ir辐射加热；uv固化和通过施加流体的固结的组。

可以重复印刷步骤，使得沉积多个2d图案化粉末层。2d层可以组合以产生3d形式。

印刷步骤之前是使待印刷的粉末流流化的步骤。流化步骤使用以下机构中的一种或多种进行：空气流动；超声能量和机械搅动。

附图说明

现在将参照附图仅通过示例的方式描述本发明，在附图中：

图1示出了包括粉末分配器元件阵列的印刷头的侧视图；

图2示出了包括粉末分配器元件阵列的替代印刷头的侧视图；

图3示出了粉末印刷头中的粉末分配器元件阵列的正视图；

图4示出了与印刷头结合使用的控制系统；

图5示出了包括如图1至4中的一个或多个所示的两个印刷头的印刷系统的俯视图；以及

图6示出了使用多道次粉末印刷技术构建的3d物体的侧视图。

图7a示出了根据本发明的将粉末分配到基底上的示例印刷头设备；

图7b示出了图7a的设备的分配器元件的示例构造的俯视图；

图7c示出了图7b的分配器元件的侧视图；

图8示出了本发明适于装饰性地沉积粉末的设备的替代示例构造；

图9示出了本发明的设备的替代示例构造，该设备具有适于将粉末层沉积到容器中的分配器元件。

具体实施方式

图1示出了形成印刷头100的一部分的粉末分配器元件10的阵列的侧视图。待分配的粉末被加入到封闭在腔室24内的流化粉末床22中。在流化粉末床22上方存在气体顶部空间26。为了使粉末保持在其流化形式，存在流化空气流28，可以根据需要连续地或周期性地施加流化空气流28。气体顶部空间26是由于流动的气体通过粉末以使粉末流化而产生的。气体顶部空间26的大小将取决于应用，并且在一些实施例中，气体顶部空间26的大小可以是最小的或甚至不存在。

在其他未单独示出的实施例中，空气流28可以被用于搅拌流化床的机械搅拌器和/或与流化床连接的超声振动源代替或增强，该超声波振动源能够将振动传递给流化床22以保持流化床22的均匀性。均匀床的优点在于它避免了颗粒与流化粉末的分离，而分离会对粉末的计量产生负面影响。均匀床能够控制粉末的可用性并确保自由流动的粉末输送。

分配元件10包括用作致动器的数控压电换能器12。压电换能器12施加跨越2d阵列的孔口16的电脉冲14，粉末通过孔口16分配。在一些实施例中，使用这种压电换能器的阵列。由流化粉末的均匀床提供的对粉末流的增强控制使得能够实施这种精确的分配方法，而没有在供给系统中“锁定”和压实的风险。

图2示出了包括粉末分配器元件10的阵列的另一印刷头100的侧视图。待分配的粉末被加入到封闭在腔室24内的流化粉末床22中。在流化粉末床22上方存在气体顶部空间26。为了使粉末床22保持在其流化形式，存在流化空气流28，可以根据需要连续地或周期性地施加流化空气流28。此外，在气体顶部空间26的上方设置出口30。出口30使得腔室24和印刷头100的其余部分之间的压力能够均衡。

分配器元件10包括用作致动器的压电换能器12。压电换能器12施加跨越流动通道18的电脉冲14，该流动通道设置有管，在使用中，待分配的流化粉末流过该管。

尽管出口30仅在图2中示出，但是对于本领域技术人员来说明显的是，出口30也可以应用于图1中所示的印刷头。

图3示出了粉末印刷头100中的粉末分配器元件阵列的正视图。存在有十六个孔口，通过这些孔口可以分配粉末20。每个孔口设置有分配器元件10，分配器元件10可构造为简单的管、槽或筛子。流化粉末床22被保持在供给室24内分配器元件10上方。在流化床22和分配器元件10之间可以存在筛子(未示出)，以便排除任何太大而不能被有效分配的颗粒，这些颗粒可能会损害试图分配它们的分配器元件的完整性。

印刷头100定位在基底32上方，在基底32上将分配有粉末。基底32可以是纸、织物，或者可以是药物产品将被分配到其中的胶囊。每个分配器元件10是可单独控制的，其中印刷头具有压电致动器阵列和控制器，该压电致动器阵列构造成能够使粉末从单个分配器元件或多个分配器元件分配，控制器(未示出)构造成数控所述压电致动器的致动。这使得能够例如在纸基底32上形成图像，因为不同的分配器元件可以构造成分配不同量的粉末。在药物产品的情况下，单独的控制元件使得能够通过控制分配的粉末的质量来制备患者特定的剂量。

图4示出了与印刷头100结合使用的控制系统。控制器与印刷头100结合使用，以控制印刷头100的功能。印刷头100还设置有粉末进料器34、螺旋进料器36和水平传感器38。控制器控制通过粉末进料器34引入腔室中的粉末的重量，以便控制流化粉末床22内的粉末20的密度，并且由此控制随着每个分配器元件10的每次致动而分配的粉末的量。螺旋进料器36使得分配的粉末能够由新的进料代替。

图5示出了包括如图1至4中的一个或多个所示的两个印刷头的印刷系统的俯视图。两个粉末印刷头100在基底32上移动。行进方向标记为a。在一些实施例中，基底移动，印刷头保持静止。在其他实施例中，基底保持静止，印刷头相对于基底移动。黑色区域表示第一粉末#1已经沉积的区域，阴影区域表示第二粉末#2已经沉积的区域。白色区域#0表示没有粉末沉积的部分。

图6示出了使用多道次粉末印刷技术构建的3d物体的侧视图。所公开的设备的这个示例应用涉及逐层数字粉末床沉积，这个示例应用在增材制造/3d印刷的行业中是有用的。

3d印刷技术，例如选择性激光烧结(sls)、高速烧结(hss)和选择性激光熔化(slm)取决于以逐层顺序分配粉末层的能力。这些方法利用图案化技术来选择性地逐层堆积地熔合粉末颗粒，以在聚合物和金属中制造三维形状。

粉末层的沉积通常通过刮削或滚动粉末层来实现，并且受限于直径大于50微米的颗粒，并且还需要与粉末床直接接触。

有利地，所公开的设备能够使用直径小于50微米的颗粒来实现粉末的数控逐层沉积，从而能够实现更高的部件分辨率，并且不与前面的粉末层接触。该设备的数控特性使得层厚度能够由质量控制。

现在将更详细地描述逐层粉末床沉积方法和设备。

该方法的初始步骤包括向待分配粉末的贮存器施加单一短脉冲，例如50khz频率持续20毫秒，以使供应物流化。该步骤在分配每层粉末之前执行，并且在构建床之外执行，因为一些粉末可能会在设置脉冲中被分配。

随后，矩形分配器在3d印刷机构建床容器上方经过并且沿着预定路径移动，同时以如下所述的方式分配粉末层以用于3d印刷。

分配器(未示出)的长度为50cm，并包括安装到有效元件的压电致动器组件。分配器的有效元件使其中包含的粉末沉积，并且有效元件由压电组件致动，该有效元件包括两个不锈钢带，每个不锈钢带厚0.6mm，深23mm，并彼此间隔10mm。这些不锈钢带通过一条编织钢网搭接，该编织钢网与每个不锈钢带重叠2mm，用环氧粘合剂将该编织钢网粘合到这些锈钢带上，并且该编织钢网具有适合于粉末的孔尺寸，例如50微米。

每个不锈钢带沿其长度方向安装有一列pzt盘片阵列，每个盘片阵列直径为15mm，厚度为0.15mm，这些pzt盘片机械地结合到不锈钢带。这些pzt盘片在其最上表面上具有电极，并且全部单独地电连接到驱动电压源。在一些实施例中，电极还可以共同连接到电压源。

有效元件通过硅树脂块保持就位以允许自由振动。特别地，有效元件的边缘保持在硅树脂块之间，具有例如1mm的重叠。分配器设备包括位于有效元件上方的料斗，该料斗包含待分配的粉末(例如：basfadsinttpu90flextpu粉末，danthanepowder(danqunisagmbh))。料斗的壁打孔有小孔图案，例如在具有10mm间距的正方形网格中的0.2mm直径的孔。在料斗壁内部是填充有例如2巴的加压空气的容积，该容积除了料斗壁中的穿孔之外还被密封。料斗与有效元件接触并用环氧粘合剂粘附到有效元件。料斗由厚度为0.15mm的不锈钢构造。

粉末具有约10微米的d90。粉末优选是金属或金属合金，例如5级钛。通过改变施加到压电致动器的驱动电压波形，粉末层可以数字地变化。这可以与迄今为止已经沉积的层的测量高度相结合，以确保维持期望的粉末层厚度。

当分配器处于其预定行进路径的一端时，从大料斗周期性地补充粉末。分配器定位成靠近但不接触待填充的容器的顶部，例如在待填充的容器的顶部1mm内。

3d印刷机构建的床容器具有底板，该底板可以升高或降低并且在容器的顶部处开始。在沉积之后，将构建床容器的底板以每层的高度降低。

在行进的同时，激活分配器，并且将粉末沉积到容器中。驱动分配器的信号的参数使得粉末准确地填充容器中的新空间。

然后使用激光熔化金属粉末，以使用选择性激光烧结(sls)方法选择性地熔化用于最终部件的粉末。能量束或印刷粘合剂也可用于选择性地熔化粉末的一些区域。

重复该过程，其中分配器在相反方向上行进，将层或粉末分配到基底上。

图6示出了四道次，每道次产生沉积粉末的单独层。这些表示为道次1、道次2、道次3和道次4，其中沉积第一粉末#1的区域用黑色表示，沉积第二粉末#2的区域用阴影线表示。明显的是，这使得能够创建三维形状。

图7a至图7c示出了根据本发明实施例的分配器设备如何能够在通过沉积热塑性粘合剂粉末来层压纺织品的方法中使用。

通常，该技术涉及一种这样的方法，其中粉末20被施加到基底上并被软化和熔化以便将多层织物结合在一起。合适的粘合剂粉末的主要示例是热塑性聚氨酯(tpu)。

已经使用例如图7a至图7c中所示的印刷头100展示了将tpu粉末形状40施加到织物基底上。随后，通过将第二织物层放置在顶部上来层压粉末形状40，并应用热辊以软化其间的tpu粉末并将两层织物粘合在一起。所公开的设备的优点在于，由于压电致动器可以被数控，因此所分配的粉末的形状也可以数字地限定和控制，这与仅能沉积全覆盖涂层的已知技术相反。

在本示例中，包括压电致动器驱动组件的30cm宽的矩形分配器10用于将重复的矩形tpu粉末层40分配到聚酯织物基底上。

分配器的有效元件44使粉末沉积并由压电组件致动，该有效元件包括两个不锈钢带46，每个不锈钢带厚度0.6mm，深23mm，并且彼此间隔10mm。这些不锈钢带通过一条编织钢网48桥接，该编织钢网与每条不锈钢带重叠2mm，该编织钢网用环氧粘合剂粘合并且具有适合于粉末的孔径，例如0.5mm。

每个不锈钢带46沿其长度安装有pzt盘片12的阵列，每个pzt盘片直径15mm，厚度0.15mm，并且pzt盘片机械地结合到不锈钢带上。这些pzt盘片在其最上表面上具有电极，pzt盘片全部单独地电连接到驱动电压源。在一些实施例中，电极还可以共同连接到电压源。

有效元件44通过硅树脂块保持就位以允许自由振动。分配器设备包括位于有效元件44上方的料斗50，料斗包含待分配的粉末(例如：basfadsinttpu90flextpu粉末，danthanepowder(danqunisagmbh))。料斗50的底部靠近但不接触有效元件44。料斗的壁是固体的。在料斗壁内部是填充有例如2巴的加压空气的容积26，除了料斗50和有效元件44之间的允许空气流出的间隙之外，该容积是密封的。

空气流过间隙并使料斗50中的粉末流化，从而确保粉末流到有效元件44。材料的网在分配器下方经过，由辊引导，所述辊的宽度与分配器相同并且距离分配器1-5cm。将粘合剂粉末(例如d50＝0.3mm且d90＝0.4mm的聚酯粉末)保持在分配器中。

当纺织材料在分配器下方通过时，周期性驱动信号被施加到诸如如上所述的压电致动器，使得粉末流过上述材料的网并落到约20cm宽的材料上。波形是10khz方波，峰的峰振幅为50v。波形施加5ms的时间，其间有5ms的暂停。信号持续到所需长度的纺织材料被粉末涂覆。分配器通常打开5秒，然后关闭5秒(以6m/min覆盖30cm的带)。典型的形状是20cm×30cm的矩形tpu涂层。

第二层聚酯织物的施加可以通过如下手工进行：将织物放置在tpu涂覆的基底上或添加第二材料的网。对于层压，使用约100-120℃的温度和1分钟的加热来层压两层结构

图8示出了本发明实施例在将装饰性粉末涂层施加到纸或卡片基底中的另一示例应用。

粘附到纸上的粉末通常用于装饰纸制品，例如礼品卡。已经证明所公开的设备将装饰性粉末施加到纸的已经预先涂覆有粘合剂的区域上。在该示例中，粉末分配器安装在xy平移运动系统上，并用于将粉末沉积到由粘合剂涂层限定的形状上，或选择性地将粉末沉积到完全涂覆有粘合剂的基底上。

使用中心对称的圆形分配器，其中有效元件是内径为30mm、宽度为25mm的不锈钢平环。将直径为35mm的网状盘片焊接到环的下侧。在其他方面，有效元件在结构上与图7a至图7c所示的相同，其中使用机械连接到不锈钢带的一系列pzt盘片控制致动。

在该示例中使用圆锥形料斗50，其上部直径为50mm，下部直径与元件环的内侧匹配。料斗位于有效元件的网上，并用有机硅粘合剂粘合就位。螺旋进料器以与分配速率相匹配的流速向料斗提供流化的粉末材料。该粉末材料是装饰性粉末，例如闪光粉末，具有约200微米的d50。螺旋进料器出口位于分配器的中间上方。通常，进料器出口的底部与料斗的顶部平齐

有效元件上的pzt盘片由如关于图7a至图7c的设备所描述的波形驱动。该波形被施加到作为单独可寻址元件的单个pzt盘片。盘片的激活模式是数控的，并且允许附加的功能，例如围绕环逐渐移动激活以在筛子上展开材料。

在示例沉积工艺中，分配器以在基底32上方的固定高度处在基底上移动，基底32是纸张或卡片。基底全部或仅在一些区域涂覆有粘合剂。分配器在水平面上沿着与粘合剂图案匹配的预定路径移动。分配器对于一些或全部运动是有效的，从而以由分配器在水平面中的运动确定的形状来沉积粉末材料。图9示出了根据本发明设备的另一示例应用，其中该设备用于用粉末填充容器。

有许多用于食品、消费品和制药工业的粉末容器。本发明的实施例能够用粉末质量以5％的精度和在5mg-50g的质量范围内精确地、数控地填充容器。

在本示例中，该设备用于向容器填充多种类型的用于洗碗机的清洁粉末。不同粉末和厚度的多个层的沉积使得能够产生多种功能，其中每个粉末层以质量限定。

该设备包括单独的分配器阵列，每个分配器包含位于容器上方的有效元件。

有效元件是厚度0.4mm、宽度20mm和长50mm的单个不锈钢带。该不锈钢带在其中心具有六边形孔的阵列，每个孔在其平坦侧上为1mm，间隔0.5mm。这些孔覆盖直径为17mm的圆形区域。将15×20mm的pzt材料矩形焊接到不锈钢带的每一端上，并且pzt材料矩形构造成在通电时致动不锈钢带。

进料管(未示出)用于将粉末输送到分配器元件10。进料管由聚丙烯制成，外径为16mm，壁厚为1mm。进料管被压靠在由外壳保持的有效元件的中心。进料管填充有粉末(例如，喷雾干燥的衣物洗涤剂)，粉末具有在200至800微米范围内的粒度。

该进料管由气动粉末输送系统填充。在示例构造中，高速空气流从源容器携带粉末。在分配器10附近，粉末减速使得其从气流中掉落并沉积在分配器料斗中。可以通过如下而使粉末减慢：加宽包含空气流的通道使空气和粉末一起变慢，或者通过急剧地转动气流使得粉末撞击通道壁并且直接减慢(例如旋风分离器)。

当分配器10与工具板对齐时，分配器10被激活。分配器由波形驱动，该波形是12khz的正弦波，峰峰振幅为300v。该激活可以持续滑架在工具板上的整个时间或仅持续滑架在工具板的一部分。多个分配器10可被串联使用以分配多种粉末。每个分配器10可以构造成将不同的材料沉积到工具板的凹穴中。这允许组成的变化，例如不同气味、不同功能的层。对于每次分配，可以改变由每个滑架沉积的粉末量。

能量控制的流化粉末腔室

如上所述的用空气流化粉末需要知道所用特定粉末的最小流化速度。最小流化速度是为了发生流化而引入的空气或气体必须获得的速度。落入geldarta分级的粉末的最小流化速度可以使用以下等式计算：

·其中umf＝最小流化速度(m/s)；

·ρp＝粉末的堆积密度(g/m³)；

·dv＝基于体积的平均粒径(m)；以及

·420＝空气中颗粒的经验值(m²/g-s)。

只要满足最小流化速度，就可以用可变的能量产生流化粉末床。使用气流、振动、压电致动器或其他机构来控制能量。该流化粉末贮存器与压电致动器控制的分配器元件阵列紧密接触。当流体分配器元件“关闭”或低于umf(最小流化速度)时，粉末不能流过分配器元件，因为分配器构造成提供阻力，该阻力在没有来自压电致动器的附加能量的情况下降低粉末通过的能量。当流体分配器元件“打开”时，使流化粉末具有高于umf的速度，粉末能够流过分配器。可用于该系统的典型粉末是装饰性颜料(诸如金属)、食品(诸如粉末香料)和包括与乳糖混合的活性药物成分的药物制剂。

两阶段压电致动的粉末供给系统

也可使用压电致动粉末供给系统来控制输送到粉末分配器阵列的粉末的质量。这使得粉末能够在更好的控制条件下并且以与主分配器匹配的流速被输送到分配器。该两阶段粉末分配系统最优选地构造成使得压电致动的筛子阵列用作粉末供给机构中的第一阶段，并且第二阶段是压电致动的筛子或孔口的阵列。第一阶段的替代选择是使用搅拌器来搅动粉末以使团聚最小化并确保自由流动地输送到分配器阶段。

压电致动的粉末分配器阵列

分配器的阵列包括机械地联接到压电换能器的多个孔口结构。当使用典型的电信号，例如交流电压驱动时，压电换能器向系统传送高频(＞1khz)振动能量。分配器元件通常由以下结构构成：

1.对粉末流动提供阻力的一个或多个孔口

2.压电致动器，其用于：

a.产生可以打开或关闭的阀门

b.通过向分配元件内的粉末施加振动能量来克服对粉末流动的阻力分配器元件可以由诸如如下结构组成：

1.线性管，其中压电致动器机械地附接到线性管。

2.锥体，其中压电致动器附接到锥体的外部，并起到分配锥体内粉末的作用

3.阀元件，诸如活门元件，其可通过压电致动器打开和关闭

4.例如平面的孔阵列的结构，例如筛网。各个分配器元件通过机械接口限定，该机械接口使用单个或多个压电致动器来寻址每个唯一的分配器。

a.分配器阵列可以由单个连续的筛网片形成，其中各个元件由唯一的压电致动器寻址。

分配过程可能需要重力来将分配的粉末从分配器元件转移到基底。