CN113026125B - 一种用于蜿蜒结构轴向压弯的近场直写装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及静电纺丝的制造领域，更具体地说，它涉及一种用于蜿蜒结构轴向压弯的近场直写装置，其技术方案要点是：包括安装平台、支撑组件、电纺机构与调整平台，安装平台用于为各零部件提供安装基础；支撑组件设置于所述安装平台上；电纺机构包括料筒及电纺针头，所述料筒可在竖直面内往复移动地设置于所述支撑组件上，所述电纺针头设置于所述料筒的底面，用于喷射所述料筒内的流体；调整平台设置于所述安装平台上，用于接收所述电纺针头喷射出的流体。本发明具有适用性强、精度高的优点。

Description

一种用于蜿蜒结构轴向压弯的近场直写装置
技术领域
本发明涉及静电纺丝的制造领域，更具体地说，它涉及一种用于蜿蜒结构轴向压弯的近场直写装置。
背景技术
静电纺丝技术是聚合物液体(溶液或熔体)在高压电场作用下生成微纳米纤维的一种方法，近年来吸引了越来越多研发人员的关注。其基本原理即聚合物溶液或熔体在高压静电场力作用下产生泰勒锥，并在电场力拉伸下发生喷射，通过溶剂挥发或熔体固化，得到超细纤维的一种方法。这些纤维具有良好的吸附、过滤、催化和分离阻隔的性能，因此电纺纤维广泛应用于复合材料、生物催化、个人防护、光学传感、药物输送、伤口敷料、组织培养、过滤分离、吸声防噪、柔性电子等不同领域。
目前多数静电纺丝装置的接收装置从最初的平板型收集装置逐步发展为旋转鼓、旋转圆盘、平行电极板、同轴双滚筒收集装置。不同的接收板在静电纺丝过程中发挥着不同的作用，不同的静电纺丝装置和静电纺丝目的可结合不同的收集板实现，比如旋转辊子接收板可以结合普通静电纺丝装置实现纤维捻转成线。
轴向压弯效应又称为“卷绳效应”(rope coiling effect)来源于流体的轴向压缩和弯曲之间的竞争的现象。当粘性流体或细长弹性条的从一定高度向下运动到静止的表面上时，在表面附近生成螺旋结构，而粘性射流落到水平移动表面上时，存在摆线形、倒8形、波浪形等几种常规形式的液体绳索在水平面上卷绕(又被称为“流体机械缝纫机”)。蜿蜒/卷曲结构广泛存在于自然界中，如植物卷须、DNA螺旋、肌腱胶原纤维等，在天然生物组织中，蜿蜒纤维支架的非线性力学性能有助于增强材料的功能，胶原中波状结构(卷曲)的非线性机械性质允许组织柔性，同时防止过度延伸。
蜿蜒卷曲结构的制备方法有许多种，传统的电子束光刻、聚焦离子束光刻(FIB)、蘸笔纳米光刻(DPN)能生产出良好的微纳米图案，但是效率低且需要特殊的设备和复杂的工艺。相较于传统微纳结构制备方法静电纺丝技术成为最佳的替代方案，虽然远场静电纺丝由于射流的不稳定而开始不规律旋转和鞭动，但是无法准确的预测和控制纤维的沉积、排布、生物力学性能及孔隙率等关键性能参数
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于蜿蜒结构轴向压弯的近场直写装置，接收台可以快速偏转，从而快速制造不同蜿蜒屈曲强度的流体，具有适用性强、精度高的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的，一种用于蜿蜒结构轴向压弯的近场直写装置，包括：
安装平台，用于为各零部件提供安装基础；
支撑组件，设置于所述安装平台上；
电纺机构，包括料筒及电纺针头，所述料筒可在竖直面内往复移动地设置于所述支撑组件上，所述电纺针头设置于所述料筒的底面。用于喷射所述料筒内的流体；
调整平台，设置于所述安装平台上，用于接收所述电纺针头喷射出的流体。
在其中一个实施例中，所述调整平台包括：
支架，设置于所述安装平台上；
第一驱动件，设置有三个，三个所述第一驱动件等距设置于所述支架的外侧面；
柔性铰链，设置有三个，三个所述柔性铰链与三个所述第一驱动件相对应设置，所述柔性铰链的底部与所述第一驱动件传动连接；
接收台，连接于所述柔性铰链的顶部；
其中，所述第一驱动件用于驱动所述柔性铰链在竖直面内往复运动。
在其中一个实施例中，所述第一驱动件为促动器，所述促动器与所述柔性铰链相触接。
在其中一个实施例中，所述支撑组件包括：
第二驱动件，固设于所述安装平台上；
丝杠，传动连接于所述第二驱动件的输出端；
螺母座，螺接于所述丝杠上；
其中，所述料筒与所述螺母座之间设置有连接部，所述连接部的一端连接于所述料筒的外侧面，另一端连接于螺母座的外侧面。
在其中一个实施例中，所述第二驱动件为电机，所述电机的输出端朝上设置于所述安装平台上。
上述一种用于蜿蜒结构轴向压弯的近场直写装置，具有以下有益效果：
其一，接收台可以在第一驱动件的动力驱动下，快速实现不同角度的偏转，从而调整电纺针头所喷射而出的流体的屈曲强度以及蜿蜒程度；
其二，电纺针头可以根据实时需求，调整其水平高度，以影响射流的轴向压弯效应。
附图说明
图1是本实施例中的整体结构示意图；
图2是本实施例中调整平台的结构示意图。
图中：1、料筒；2、电纺针头；3、接收台；4、柔性铰链；5、第一驱动件；6、支架；7、安装平台；8、第二驱动件；9、丝杠；10、螺母座；11、连接部。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
如图1和图2所示，一种用于蜿蜒结构轴向压弯的近场直写装置,包括安装平台7、支撑组件、电纺机构和调整平台。
具体的，安装平台7用于为各零部件提供安装基础，支撑组件设置于安装平台7上，电纺机构包括料筒1及电纺针头2，料筒1可在竖直面内往复移动地设置于支撑组件上，电纺针头2设置于料筒1的底面，用于喷射料筒1内的流体，调整平台设置于安装平台7上，用于接收电纺针头2喷射出的流体。
基于上述方案，用户可以根据实时需求，从而调整电纺机构的水平高度，以调整射流的轴向压弯效应。
调整平台包括支架6、第一驱动件5、柔性铰链4和接收台3。
具体的，支架6设置于安装平台7上，第一驱动件5设置有三个，三个第一驱动件5等距设置于支架6的外侧面，柔性铰链4设置有三个，三个柔性铰链4与三个第一驱动件5相对应设置，柔性铰链4的底部与第一驱动件5传动连接，接收台3连接于柔性铰链4的顶部，其中第一驱动件5用于驱动柔性铰链4在竖直面内往复运动。
第一驱动件5为促动器，促动器与柔性铰链4相触接。
在本实施例中，第一驱动件5选用的是压电陶瓷促动器，在其中一个压电陶瓷促动器驱动相应的柔性铰链4向上运动时，另外两个柔性铰链4则向下运动，从而实现接收台3一侧进行偏转，柔性铰链4起着传递位移和导向的作用，压电陶瓷促动器移动的距离不同，接收台3偏转的角度和方向也随之变化，从而制得不同屈曲强度和蜿蜒程度的射流。
具体的，支撑组件包括第二驱动件8、丝杠9和螺母座10。
第二驱动件8固设于安装平台7上，丝杠9传动连接于第二驱动件8的输出端，螺母座10螺接于丝杠9上。
其中，料筒1与螺母座10之间设置有连接部11，连接部11的一端连接于料筒1的外侧面，另一端连接于螺母座10的外侧面。
在本实施例中，第二驱动件8为电机，电机的输出端朝上设置于安装平台7上。
当然，支撑组件要实现料筒1的上下位移，还可以通过手动的方式，连接部11朝向螺母座10的一端连接移动板，在移动板上开设有水平高度不一的螺纹孔，通过将螺母座10螺接在水平高度不相同的移动板上，从而亦可实现料筒1的高度调节，进而调节射流的屈曲强度。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种用于蜿蜒结构轴向压弯的近场直写装置，其特征在于，包括：
安装平台，用于为各零部件提供安装基础；
支撑组件，设置于所述安装平台上；
电纺机构，包括料筒及电纺针头，所述料筒可在竖直面内往复移动地设置于所述支撑组件上，所述电纺针头设置于所述料筒的底面，用于喷射所述料筒内的流体；
调整平台，设置于所述安装平台上，用于接收所述电纺针头喷射出的流体；
所述调整平台包括：
支架，设置于所述安装平台上；
第一驱动件，设置有三个，三个所述第一驱动件等距设置于所述支架的外侧面；
柔性铰链，设置有三个，三个所述柔性铰链与三个所述第一驱动件相对应设置，所述柔性铰链的底部与所述第一驱动件传动连接；
接收台，连接于所述柔性铰链的顶部；
其中，所述第一驱动件用于驱动所述柔性铰链在竖直面内往复运动。
2.根据权利要求1所述的一种用于蜿蜒结构轴向压弯的近场直写装置，其特征在于：所述第一驱动件为促动器，所述促动器与所述柔性铰链相触接。
3.根据权利要求1所述的一种用于蜿蜒结构轴向压弯的近场直写装置，其特征在于，所述支撑组件包括：
第二驱动件，固设于所述安装平台上；
丝杠，传动连接于所述第二驱动件的输出端；
螺母座，螺接于所述丝杠上；
其中，所述料筒与所述螺母座之间设置有连接部，所述连接部的一端连接于所述料筒的外侧面，另一端连接于螺母座的外侧面。
4.根据权利要求3所述的一种用于蜿蜒结构轴向压弯的近场直写装置，其特征在于：所述第二驱动件为电机，所述电机的输出端朝上设置于所述安装平台上。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110041839A (ko) * 2009-10-16 2011-04-22 전북대학교산학협력단 노즐이 일체형으로 형성된 전기방사용 노즐블럭
CN103409819A (zh) * 2013-08-09 2013-11-27 厦门大学 一种近场气流电纺直写装置
CN105862146A (zh) * 2015-12-31 2016-08-17 广东工业大学 一种制备三维微纳导电组织工程支架的复合电纺装置
CN108796631A (zh) * 2017-01-13 2018-11-13 大连民族大学 能够排除针头堵塞的静电纺丝的方法
CN112144127A (zh) * 2020-10-20 2020-12-29 厦门大学深圳研究院 一种基于近场电纺直写的多层微结构纤维的制备装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007079488A2 (en) * 2006-01-03 2007-07-12 Victor Barinov Controlled electrospinning of fibers
EP1973731A4 (en) * 2006-01-20 2011-02-09 Univ Akron METHOD FOR THE PRODUCTION OF SPIRAL AND CURVED ELECTROSPULSE FIBER STRUCTURES
JP2008190055A (ja) * 2007-02-01 2008-08-21 Teijin Techno Products Ltd エレクトロスピニング装置
US8980158B2 (en) * 2010-10-07 2015-03-17 Physical Sciences, Inc. Near field electrospinning system for continuous, aligned fiber tows
US8586148B2 (en) * 2011-03-23 2013-11-19 The Regents Of The University Of California Low voltage near-field electrospinning method and device
CN103898618B (zh) * 2014-03-06 2016-04-20 广东工业大学 针对微纳加工的电纺射流快速稳定控制装置及其控制方法
CN103993369B (zh) * 2014-04-16 2016-08-24 广东工业大学 一种可控波形微纳米纤维的生成装置
MX2014006290A (es) * 2014-05-23 2015-11-23 Ct Investig Y Estudios Del Ipn Sistema de deflexion electrostatico para la elaboracion de membranas no aleatorias de polimero.
CN109686836B (zh) * 2018-11-27 2022-12-16 江苏大学 一种在均匀电场下3d打印聚偏氟乙烯压电薄膜的制备方法
CN110154384B (zh) * 2019-05-22 2021-04-27 福建科盛达科技有限公司 一种智能一体化3d打印平台新型短流程熔体静电纺丝仪
CN110042058B (zh) * 2019-05-24 2024-02-02 北京化工大学 一种制备有效搭桥细胞支架的熔体静电纺丝直写装置
CN211471772U (zh) * 2019-10-24 2020-09-11 季华实验室 制备多层纤维膜的近场直写装置
CN112030242B (zh) * 2020-08-26 2021-08-20 广东工业大学 压电驱动式直写静电纺丝系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110041839A (ko) * 2009-10-16 2011-04-22 전북대학교산학협력단 노즐이 일체형으로 형성된 전기방사용 노즐블럭
CN103409819A (zh) * 2013-08-09 2013-11-27 厦门大学 一种近场气流电纺直写装置
CN105862146A (zh) * 2015-12-31 2016-08-17 广东工业大学 一种制备三维微纳导电组织工程支架的复合电纺装置
CN108796631A (zh) * 2017-01-13 2018-11-13 大连民族大学 能够排除针头堵塞的静电纺丝的方法
CN112144127A (zh) * 2020-10-20 2020-12-29 厦门大学深圳研究院 一种基于近场电纺直写的多层微结构纤维的制备装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《熔体电纺直写工艺制备纤维支架及其拉伸性能评价》;林晓峰等;《产业用纺织品》;20181231;第36卷(第12期);第25-31页 *

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