實驗名稱：脈沖電射流打印實驗平臺

測試目的：在脈沖電射流打印過程中，脈沖電壓幅值、頻率、占空比、高度、流量和平臺運動速度是影響打印的主要參數，因此脈沖電射流打印平臺應使這些參數能夠進行有效調節。為了實時觀察打印過程是否在穩定的“微滴”模式下進行，實驗平臺應具備實時顯微成像功能。平臺的定位系統用來進行打印前的精確定位。

測試設備：電壓放大器、任意波形發生器、微量注射泵、三軸運動平臺、監測相機與定位相機、計算機和噴針等。

實驗過程：

圖1：脈沖電射流打印裝置示意圖

脈沖電射流打印裝置實驗平臺如圖1所示。打印平臺中各硬件設備的作用分別為：

（1）任意波形發生器：生成所需的各種波形信號，并將生成的波形信號輸出給電壓放大器，經電壓放大器放大后即可得打印所需高壓。

（2）電壓放大器：輸出端正極與噴針相連，三軸運動平臺上的鋁基板接地連接，在基板和噴針間形成高壓的電場，產生打印所需電場力。

（3）微量注射泵：通過推動微量注射器，將液體通過PTFE管推入噴針針頭。管路應緊密連接，以防溶液中有氣泡混入或出現漏液的情況，影響打印的穩定性。

（4）三軸運動平臺：三軸運動平臺由三個電動平移臺組裝而成，可以根據軟件控制，帶動鋁基板以所需速度和軌跡運動，用于脈沖電射流打印不同微結構。

（5）計算機、冷光源、監測相機：用于對打印實時監控與分析，實時觀察打印過程是否在穩定的“微滴”模式下進行。

（6）定位相機：通過與環形光源和點光源的配合使用，在打印開始之前對打印位置進行精確定位，進行按需打印。

實驗設備的軟件控制主要是由PC機和運動控制卡等部分實現，由LabVIEW軟件完成編程程序。

圖2：系統控制軟件界面

實驗結果：

搭建了脈沖電射流打印實驗平臺，介紹了平臺各部件的作用。并通過Labview軟件控制設備的協同運行。脈沖電壓幅值、頻率、占空比、高度和流量等打印參數實現了有效的調節。實時顯微成像功能用于對打印實時監控與分析，實時觀察打印過程是否在穩定的“微滴”模式下進行。平臺的定位系統用來在打印開始之前對打印位置進行精確定位，進行按需打印。

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審核編輯 黃宇