CN209364541U - 一种新型微纳制造用工业电锤 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型微纳制造用工业电锤，包括缸体、柔性折叠管和压电驱动器，所述缸体下端口设置有第一弹性锥形阀，缸体外侧设置有悬浮液进液管口，悬浮液进液管口中靠近罐体一端设置有第二弹性锥形阀；所述缸体上端口与柔性折叠管的下端连通，柔性折叠管上端与压电驱动器的底部固定连接，压电驱动器通过导线与脉冲电源电性连接；本实用新型通过压电驱动器和柔性折叠管的配合使缸体中的空气压力周期性的变化产生空气压力脉冲，实现了类似电锤功能，压电驱动器相应灵敏快速，精确控制滴液；柔性折叠管避免了缸体的过多机械摩擦，提高使用寿命。

Description

一种新型微纳制造用工业电锤

技术领域

本实用新型涉及微纳制造技术领域，具体是一种新型微纳制造用工业电锤。

背景技术

微纳米制造技术是指制造微米、纳米量级的三位结构、器件和系统的技术。目前微纳米制造技术有很多方面的发展和应用，如包括机械微加工、激光微加工、电火花微加工、曝光+刻蚀、电铸微加工、直写成型技术等。

其中直写成型技术由美国Sandia国家实验室CESARANO等首次提出，该技术借助计算机辅助设计预先设计结构图案，通过控制悬浮液的流变性能将浆料从喷嘴输出，可制备各种形状复杂的微纳尺度的精细三维结构，与普通的激光烧结、光固化等快速成型技术相比具有生产周期短，效率高，生产灵活、控制精确等优点；直写成型技术分为线性直写成型和按需的液滴直写成型等，而按需的液滴直写成型过程中，计算机控制下，液滴直写成型设备的滴液头上的滴液喷嘴只会在需要时才产生喷出单个离散的液滴到基底上成型，并经溶剂蒸发、化学反应和冷却等方式固化；一般是通过液滴直写成型设备内部一个类似电锤一样的装置产生一个空气压力脉冲来使喷嘴获得一个液滴，但是生活和生产中常用的电锤一般都是通过偏心机构使活塞在气缸内往复压缩空气，气缸内的空气压力周期变化带动气缸中的击锤往复打击，其结构太大且控制不精确，不适合用在能制备出微纳尺度的精确三维结构的液滴直写成型设备上，且通过活塞在气缸中往复运动产生空气压力脉冲的方法，活塞与气缸机械磨损较大，影响使用寿命；因此，本领域技术人员提供了一种新型微纳制造用工业电锤，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种新型微纳制造用工业电锤，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种新型微纳制造用工业电锤，包括缸体、柔性折叠管和压电驱动器，所述缸体下端口设置有第一弹性锥形阀，缸体外侧设置有悬浮液进液管口，悬浮液进液管口中靠近罐体一端设置有第二弹性锥形阀；所述缸体上端口与柔性折叠管的下端连通，柔性折叠管上端与压电驱动器的底部固定连接，压电驱动器通过导线与脉冲电源电性连接。

作为本实用新型进一步的方案：所述压电驱动器包括第一压电陶瓷、第二压电陶瓷、第一负极导电板、第二负极导电板和正极导电板，第一压电陶瓷位于第二压电陶瓷上方，第一压电陶瓷的下端与第二压电陶瓷的上端通过正极导电板固定串接，第一压电陶瓷上端与第一负极导电板固定连接，第二压电陶瓷下端与第二负极导电板固定连接，第二负极导电板底部与柔性折叠管的上端固定连接，正极导电板通过导线与脉冲电源的正极连接，第一负极导电板和第二负极导电板均通过导线与脉冲电源的负极连接，第一压电陶瓷的下端与第二压电陶瓷的上端极性相同，且与正极导电板的极性相匹配。

作为本实用新型再进一步的方案：所述第一压电陶瓷和第二压电陶瓷均为PZT压电陶瓷。

作为本实用新型再进一步的方案：所述第一弹性锥形阀和第二弹性锥形阀结构相同，两者的锥顶部对称的开有四条缝隙。

作为本实用新型再进一步的方案：所述第一弹性锥形阀的锥顶向下，第二弹性锥形阀的锥顶向右。

作为本实用新型再进一步的方案：所述脉冲电源为型号是CN61M/306311的矩形脉冲发生器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型在结构上设计简合理，本实用新型通过压电驱动器和柔性折叠管的配合使缸体中的空气压力周期性的变化产生空气压力脉冲，实现了类似电锤功能，压电驱动器相应灵敏快速，精确控制滴液，柔性折叠管避免了缸体的过多机械摩擦，提高使用寿命。

附图说明

图1为一种新型微纳制造用工业电锤的结构示意图。

图2为一种新型微纳制造用工业电锤中弹性锥形阀的缝隙关闭时的立体示意图。

图3为一种新型微纳制造用工业电锤中弹性锥形阀缝隙打开时的立体示意图。

图中：1缸体、2柔性折叠管、3压电驱动器、310第一压电陶瓷、311第二压电陶瓷、321第一负极导电板、322第二负极导电板、323正极导电板、4脉冲电源、5第一弹性锥形阀、50第二弹性锥形阀、6悬浮液进液管口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～3，本实用新型实施例中，一种新型微纳制造用工业电锤，包括缸体1、柔性折叠管2和压电驱动器3，所述缸体1下端口设置有第一弹性锥形阀5，缸体1外侧设置有悬浮液进液管口6，悬浮液进液管口6中靠近罐体一端设置有第二弹性锥形阀50；所述缸体1上端口与柔性折叠管2的下端连通，柔性折叠管2上端与压电驱动器3的底部固定连接，压电驱动器3通过导线与脉冲电源4电性连接。

所述压电驱动器3包括第一压电陶瓷310、第二压电陶瓷311、第一负极导电板321、第二负极导电板322和正极导电板323，第一压电陶瓷310位于第二压电陶瓷311上方，第一压电陶瓷310的下端与第二压电陶瓷311的上端通过正极导电板323固定串接，第一压电陶瓷310上端与第一负极导电板321固定连接，第二压电陶瓷311下端与第二负极导电板322固定连接，第二负极导电板322底部与柔性折叠管2的上端固定连接，正极导电板323通过导线与脉冲电源4的正极连接，第一负极导电板321和第二负极导电板322均通过导线与脉冲电源4的负极连接，第一压电陶瓷310的下端与第二压电陶瓷311的上端极性相同，且与正极导电板323的极性相匹配。

所述第一压电陶瓷310和第二压电陶瓷311均为PZT压电陶瓷，压电陶瓷压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料，具有逆压电效，极化的压电陶瓷两端接电流，压电陶瓷会发生长度上的微小形变，电流消失后压顶陶瓷会恢复形状；本实施例中当脉冲电源4向压电驱动器3施加脉冲电流，压电陶瓷会伸长，脉冲电流消失后，压顶陶瓷会恢复原状，通过两个压电陶瓷的串接，增大压电驱动器3整体的伸长量，若需继续提高压电驱动器3整体的伸长量，只需通过导电板串接更多的压电陶瓷，且保证导电板两侧串接的两个压电陶瓷的相对端的极性相同，并把所述的导电板通过导线与脉冲电源4对应的电极连接。

所述第一弹性锥形阀5和第二弹性锥形阀50结构相同，两者的锥顶部对称的开有四条缝隙，当两者的锥形内腔有压力，缝隙会被挤压开，当锥形外部有压力时，缝隙不会被打开，反而被挤压闭合紧。

所述第一弹性锥形阀5的锥顶向下，第二弹性锥形阀50的锥顶向右，当脉冲电源向压电驱动器3施加脉冲电流，压电驱动器3伸长并推动柔性折叠管2折叠，进而压缩缸体 1内腔，使得第一弹性锥形阀5的缝隙打开，第二弹性锥形阀5的缝隙处于关闭状态，脉冲电流过后，压电驱动器3回缩并带动柔性折叠管2回拉，进而缸体1内腔产生负压，第二弹性锥形阀5的缝隙打开，但第一弹性锥形阀5的缝隙打开出于关闭状态。

所述脉冲电源4为型号是CN61M/306311的矩形脉冲发生器，反应灵敏，在液滴直写成型设备配备的计算机的控制下精确产生脉冲电流，便于精确控制压电驱动器3伸长推动柔性折叠管2，进而使缸体1精确喷出液滴，所述脉冲电源4与外部液滴直写成型设备配备的计算机电性连接。

所述压电驱动器3的第一负极导电板321和缸体1在液滴直写成型设备滴液头内部固定，缸体1对应为滴液头上的滴液喷嘴，按需喷出液滴，悬浮液进液管口6与外部悬浮液源连通。

本实用新型的工作原理是：

本实用新型涉及一种新型微纳制造用工业电锤，工作时，缸体1底腔中预先填充有滴液用的悬浮液，当需要喷出液滴进行直写成型时，液滴直写成型设备配备的计算机控制脉冲电源4向压电驱动器3精确发出脉冲电流，压电驱动器3快速响应整体伸长并推动柔性折叠管2折叠，产生空气压力脉冲，柔性折叠管2中的空气挤入缸体1中，缸体1中气压增大，使的缸体1底部的第一弹性锥形阀5锥顶部的缝隙打开，缸体1中的悬浮液从第一锥形阀5喷出形成液滴，当脉冲电流过后，压电驱动器3会回缩复位，拉升柔性折叠管2 恢复原状，使的缸体1中的产生负压，导致悬浮液进液管口6中的第二弹性锥形阀50锥顶部的缝隙打开，悬浮液补充进到缸体1中，供下一次喷射液滴；本实用新型通过压电驱动器3和柔性折叠管2的配合使缸体1中的空气压力周期性的变化产生空气压力脉冲，实现了类似电锤功能，压电驱动器3相应灵敏快速，精确控制滴液，柔性折叠管2避免了缸体1的过多机械摩擦，提高使用寿命。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种新型微纳制造用工业电锤，包括缸体(1)、柔性折叠管(2)和压电驱动器(3)，其特征在于，所述缸体(1)下端口设置有第一弹性锥形阀(5)，缸体(1)外侧设置有悬浮液进液管口(6)，悬浮液进液管口(6)中靠近罐体一端设置有第二弹性锥形阀(50)；所述缸体(1)上端口与柔性折叠管(2)的下端连通，柔性折叠管(2)上端与压电驱动器(3)的底部固定连接，压电驱动器(3)通过导线与脉冲电源(4)电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型微纳制造用工业电锤，其特征在于，所述压电驱动器(3)包括第一压电陶瓷(310)、第二压电陶瓷(311)、第一负极导电板(321)、第二负极导电板(322)和正极导电板(323)，第一压电陶瓷(310)位于第二压电陶瓷(311)上方，第一压电陶瓷(310)的下端与第二压电陶瓷(311)的上端通过正极导电板(323)固定串接，第一压电陶瓷(310)上端与第一负极导电板(321)固定连接，第二压电陶瓷(311)下端与第二负极导电板(322)固定连接，第二负极导电板(322)底部与柔性折叠管(2)的上端固定连接，正极导电板(323)通过导线与脉冲电源(4)的正极连接，第一负极导电板(321)和第二负极导电板(322)均通过导线与脉冲电源(4)的负极连接，第一压电陶瓷(310)的下端与第二压电陶瓷(311)的上端极性相同，且与正极导电板(323)的极性相匹配。

3.根据权利要求2所述的一种新型微纳制造用工业电锤，其特征在于，所述第一压电陶瓷(310)和第二压电陶瓷(311)均为PZT压电陶瓷。

4.根据权利要求1所述的一种新型微纳制造用工业电锤，其特征在于，所述第一弹性锥形阀(5)和第二弹性锥形阀(50)结构相同，两者的锥顶部对称的开有四条缝隙。

5.根据权利要求1所述的一种新型微纳制造用工业电锤，其特征在于，所述第一弹性锥形阀(5)的锥顶向下，第二弹性锥形阀(50)的锥顶向右。

6.根据权利要求1所述的一种新型微纳制造用工业电锤，其特征在于，所述脉冲电源(4)为型号是CN61M/306311的矩形脉冲发生器。