一种快速启停响应的微笔直写装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术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。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及微笔直写装置，具体是一种快速启停响应的微笔直写装置。
技术介绍
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，另外，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。
技术实现思路
本技术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。为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：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。进一步的，位移发生器重复定位精度范围≤±10μm，笔芯长度范围为1cm～10cm，外径范围为10μm～350μm，笔尖的锥度范围10°～40°，笔头内径范围为50μm～500μm。进一步的，笔芯使用刚度大的细长杆。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。进一步的，加压装置为气体加压装置。本技术的有益效果是：1、使用高速摄像机观察基片能实时准确的观察工作情况。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。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。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。图1为本技术结构示意图。图2为本技术工作时笔尖放大示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术的实施例进行详细说明，但是本技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。如图1～图2所示，本技术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1安装与笔6连接，位移发生器1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13一端设有笔头14，笔头14为圆锥体，端盖9安装在笔芯10一端，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5一侧，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1重复定位精度范围≤±10μm，笔芯长度范围为1cm～10cm，外径范围为10μm～350μm，笔尖的锥度范围10°～40°，笔头14内径范围为50μm～500μm，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。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1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。以上所述的本技术实施方式，并不构成对本技术保护范围的限定,任何在本技术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。本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐兵，陈强，张自峰，申海洋，任玲芝，
申请(专利权)人：巢湖学院，
类型：新型
国别省市：安徽;34