一种压电陶瓷换能器素坯的制备装置及换能器制备系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种压电陶瓷换能器素坯的制备装置，包括计算机控制器、投射装置、容器和成型平台；所述计算机控制器分别与所述投射装置、所述成型平台电连接；所述成型平台上设有用于支撑成型素坯的可上下移动的支撑底座，所述支撑底座始终位于所述投射装置的图像投射范围内。本实用新型专利技术提供的压电陶瓷换能器素坯的制备装置，能够将压电阵元、背衬层、匹配层、电极层等压电陶瓷换能器素坯进行微立体光刻成型，从而制作出结构完整、高性能的压电陶瓷器件，进而有利于满足超声换能器的高精度要求，且有效地提高了工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种压电陶瓷换能器素坯的制备装置及换能器制备系统
本技术涉及换能器
，尤其是涉及一种压电陶瓷换能器素坯的制备装置及换能器制备系统。
技术介绍
在超声换能器的制作过程中，压电陶瓷是最常见的一种材料。传统的压电陶瓷材料的制造过程是以减法制造的形式进行制造，存在着投入时间长，程序繁多的问题，而压电陶瓷材料现在已经被广泛的运用了起来，传统的制造模式已经远远不能满足社会的需求。随着科学技术的不断发展，传统技艺制作出来的压电陶瓷材料的精度、复杂度也存在很大的局限性。因此通过传统技艺制备得到的压电陶瓷换能器素坯，对于制作结构复杂的超声换能器而言，远远不能满足其需求。
技术实现思路
针对现有的技术问题，本技术的目的是提供一种压电陶瓷换能器素坯的制备装置及换能器制备系统，通过采用微立体光刻成型技术，将压电阵元、背衬层、匹配层、电极连接进行全打印，制作出的压电陶瓷器件结构完整、性能高，能够满足超声换能器的高精度要求，且有效地提高了工作效率。为了达到上述目的，本技术实施例提供了一种压电陶瓷换能器素坯的制备装置，包括计算机控制器、投射装置、容器和成型平台；所述计算机控制器分别与所述投射装置、所述成型平台电连接；所述成型平台上设有用于支撑成型素坯的可上下移动的支撑底座，所述支撑底座始终位于所述投射装置的图像投射范围内。本实施例提供的压电陶瓷换能器素坯的制备装置能够将压电阵元、背衬层、匹配层、电极层等进行微立体光刻成型，从而制作出结构完整、高性能的压电陶瓷器件，进而有利于满足超声换能器的高精度要求，且有效地提高了工作效率。作为优选方案，所述的压电陶瓷换能器素坯的制备装置还包括用于扫平所述容器的浆料表面的平扫器，所述平扫器与所述计算机控制器电连接。作为优选方案，所述投射装置包括数字微镜器件、光学透镜以及反射镜；所述反射镜位于所述支撑底座的上方，所述光学透镜位于所述数字微镜器件的投影端与所述反射镜之间，所述数字微镜器件的投影端的投影光线依次通过所述光学透镜和所述反射镜射到所述支撑底座上。作为优选方案，所述成型平台包括第一电机驱动装置和受所述第一电机驱动装置控制的升降器，所述升降器与所述支撑底座固定连接。作为优选方案，所述升降器与所述支撑底座垂直。作为优选方案，所述平扫器包括第二电机驱动装置和受所述第二电机驱动装置控制的平移器，所述平移器上设有用于扫平所述容器的浆料表面的扫平部。本技术还提供了一种换能器制备系统，包括如上述的压电陶瓷换能器素坯的制备装置，及对压电陶瓷换能器素坯进行后处理以得到换能器的后处理装置。附图说明图1是本技术实施例一提供的压电陶瓷换能器素坯的制备装置的结构示意图；图2是本技术实施例一提供的换能器制备系统的工艺流程图；其中，1、计算机控制器；20、数字微镜器件；21、光学透镜；22、反射镜；3、容器；40、升降器；41、支撑底座；5、平扫器。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参见图1，本技术实施例提供了一种压电陶瓷换能器素坯的制备装置，包括计算机控制器1、投射装置、容器3和成型平台；所述计算机控制器1分别与所述投射装置、所述成型平台电连接；所述成型平台上设有用于支撑成型素坯的可上下移动的支撑底座41，所述支撑底座41始终位于所述投射装置的图像投射范围内。在本技术实施例中，应当说明的是，当使用所述制备装置制备压电陶瓷换能器素坯时，所述计算机控制器1将需要打印的部件的一系列二维截面的掩膜图像通过所述投射装置投射到所述容器3的浆料上进行光固化成型，同时所述计算机控制器1控制所述成型平台的上下移动，累加成型对应部件的素坯；再根据不同部件的特征更换浆料后重复上述过程最终完成压电陶瓷换能器的素坯。在本技术实施例中，应当说明的是，借鉴厚膜混合电路技术实现换能器的匹配层、背衬层、电极层的分别制备打印浆料，且将成型素坯和压电陶瓷阵元素坯一起高温烧结。厚膜混合电路浆料由固体颗粒(0.2-10微米)与树脂或聚合物粘合剂、表面活化剂等组成。浆料中颗粒尺寸与配料成分与微立体光刻成型浆料契合，通过引入光固化剂、紫外吸收剂等，用于微立体光刻成型。对厚膜混合电路浆料固体颗粒尺寸、固含量等参数做相应调整，使其声阻抗、声衰减等参数符合具体高频超声换能器需求。氧化铝基片浆料可用于换能器被衬层；导体浆料可用于电极层；玻璃粉包装浆料可用于匹配层。在本技术实施例中，应当说明的是，换能器各部件打印浆料还有如下各自的特殊要求：压电层，浆料固含量高，颗粒尺寸适中的压电陶瓷粉末，浆料中气泡尽量少，以满足压电陶瓷高密度、高致密要求；背衬层：浆料固含量适中，颗粒尺寸分布范围大的氧化铝等粉末，浆料中气泡适中，以满足较高声衰减要求；匹配层：浆料固含量低，颗粒小的玻璃粉末，浆料中气泡尽量少，以满足声阻抗匹配和低声衰减的要求；电极互联层：浆料固含量适中，颗粒小的金属粉末，浆料中气泡尽量少，以满足层薄且电阻率低的要求。在本技术实施例中，作为优选方案，所述的压电陶瓷换能器素坯的制备装置还包括用于扫平所述容器3的浆料表面的平扫器5，所述平扫器5与所述计算机控制器1电连接。在打印压电陶瓷换能器某一部件过程中，当投射图像切换到下一层时，所述成型平台对应下移，同时所述平扫器5对成型平台上已固化的器件表面的浆料扫平，使得器件表面的浆料均匀分布，为下一层的固化成型做好铺垫。在本技术实施例中，应当说明的是，所述投射装置包括数字微镜器件20、光学透镜21以及反射镜22；所述反射镜22位于所述支撑底座41的上方，所述光学透镜21位于所述数字微镜器件20的投影端与所述反射镜22之间，所述数字微镜器件20的投影端的投影光线依次通过所述光学透镜21和所述反射镜22射到所述支撑底座41上。在打印压电陶瓷换能器某一部件过程中，所述投射装置将计算机控制器1生成的器件的二维截面的掩膜图像投射到浆料表面，图像照射范围内的浆料发生固化反应，转换为固态，单层成型完毕。所述投射装置具体包括数字微镜器件20(DMD)、光学透镜21和反射镜22，在投射图像时，通过移动光学透镜21及反射镜22的位置来改变投射图像的大小和光线方向等，从而达到最佳的投射效果，而无需移动数字微镜器件20。在本技术实施例中，应当说明的是，所述成型平台包括第一电机驱动装置和受所述第一电机驱动装置控制的升降器40，所述升降器40与所述支撑底座41固定连接。所述计算机控制器1控制所述投射装置与所述成型平台同步配合进行打印，在打印压电陶瓷换能器某一部件过程中，当投射图像切换到下一层时，所述计算机控制器1通过控制所述成型平台的第一电机驱动装置使支撑底座41对应下移，同时所述平扫器5对成型平台上已固化的器件表面的浆料扫平，使得器件表面的浆料均匀分布，为下一层的固化成型做好铺垫。在本技术实施例中，可以理解的是，所述升降器40与所述支撑底座41垂直。在打印压电陶瓷换能器部件过程中，为了达到最佳打印效果，应当保证所述支撑底座41始终与浆料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压电陶瓷换能器素坯的制备装置，其特征在于，包括计算机控制器、投射装置、容器和成型平台；所述计算机控制器分别与所述投射装置、所述成型平台电连接；所述成型平台上设有用于支撑成型素坯的可上下移动的支撑底座，所述支撑底座始终位于所述投射装置的图像投射范围内。

【技术特征摘要】
1.一种压电陶瓷换能器素坯的制备装置，其特征在于，包括计算机控制器、投射装置、容器和成型平台；所述计算机控制器分别与所述投射装置、所述成型平台电连接；所述成型平台上设有用于支撑成型素坯的可上下移动的支撑底座，所述支撑底座始终位于所述投射装置的图像投射范围内。2.如权利要求1所述的压电陶瓷换能器素坯的制备装置，其特征在于，还包括用于扫平所述容器的浆料表面的平扫器，所述平扫器与所述计算机控制器电连接。3.如权利要求1或2所述的压电陶瓷换能器素坯的制备装置，其特征在于，所述投射装置包括数字微镜器件、光学透镜以及反射镜；所述反射镜位于所述支撑底座的上方，所述光学透镜位于所述数字微镜器件的投影端与所述反射镜之间，所述数字微镜器件的投影端的投影光线依次...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴大伟，王黎，陈磊，
申请(专利权)人：广州联声电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44