制备多层纤维膜的近场直写装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及静电纺丝领域，具体涉及制备多层纤维膜的近场直写装置及多层纤维膜制备方法，包括高压电源、接收系统、供液系统、控制系统、针头切换系统、视觉检测系统；针头切换系统与供液系统通过输液管连接，控制系统分别与供液系统、高压电源、接收系统、针头切换系统以及视觉检测系统电连接，视觉检测系统用于拍摄接收板上的纤维图片，控制系统根据纤维图片计算得到当前纤维膜尺寸，同时将当前纤维膜尺寸与预设纤维膜尺寸进行大小比较，根据比较结果控制供液系统、针头切换系统以及接收系统工作，采用视觉检测系统控制针头的切换和纺丝溶液的切换，自动完成多层纤维膜材料的制备，减少因为再定位问题产生误差的可能性。

【技术实现步骤摘要】
制备多层纤维膜的近场直写装置
本专利技术涉及静电纺丝
，尤其涉及一种制备多层纤维膜的近场直写装置。
技术介绍
静电纺丝是一种特殊的纤维制造工艺，聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝，这种方式可以生产出纳米级直径的聚合物细丝。而电纺直写技术则是一种新型的基于静电纺丝的连续射流喷印技术，抑制了传统静电纺丝射流的螺旋、弯曲及不稳定运动，克服了传统静电纺丝纳米纤维无序沉积的缺点，利用稳定直线射流进行有序纳米结构的直写制备。目前单一材料组成的纤维膜很难满足使用过程中的各种要求，制备多层、多材料组成的纳米纤维膜是静电纺丝发展的一大趋势。现有技术中制备多层、多材料组成的纤维膜时，面对不同的熔体或者溶液进行纺丝的时候需要手动更换针头以及手动更换纺丝溶液或熔体，手动更换针头和溶液会影响静电纺丝效率并且手动更换针头时也会增加出现误差的可能性。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种制备多层纤维膜的近场直写装置，包括：高压电源、接收系统、供液系统、控制系统、针头切换系统、视觉检测系统；针头切换系统与供液系统通过输液管连接，供液系统包括多个储存不同纺丝溶液或熔体的储液腔体，针头切换系统包括多个不同直径的针头，高压电源的正极与针头连接，高压电源负极与接收系统的接收板连接；控制系统分别与接收系统、供液系统、高压电源、针头切换系统以及视觉检测系统电连接，视觉检测系统用于拍摄接收板上的纤维图片，控制系统根据纤维图片计算得到当前纤维膜尺寸，同时将当前纤维膜尺寸与预设纤维膜尺寸进行比较，当尺寸相等，则控制系统控制供液系统更换纺丝溶液或熔体、同时控制针头切换系统切换针头，制备下一层纺丝纤维膜。通过上述设置，实现了静电纺丝的自动控制，提高了静电纺丝的效率，同时由于纺丝过程中的更换纺丝溶液以及切换针头无需人工进行，减小了出现误差的可能性。进一步的，视觉检测系统还包括光源、显示屏，光源设置在接收板的斜上方，照射接收板，显示屏用于显示拍摄的纤维图片。进一步的，供液系统还包括注射泵、设有多个储液腔体的旋转储液腔选择器；储液腔体一端设有活塞，另一端与输液管连接；注射泵一端与控制系统电连接，在供液系统进行供液时，控制系统控制注射泵运动，注射泵推动活塞实现为针头供液。进一步的，针头切换系统包括设有供液管道的固定卡盘、安装有多个针头的针头安装座、安装基板；固定卡盘垂直设置在安装基板上，针头安装座中心设有旋转主轴，旋转主轴穿过固定卡盘将针头安装座固定；供液管道上端通过输液管与供液系统连接，供液管道的下端穿过固定卡盘与针头安装座上的针头的上端相对。进一步的，供液管道下端为倒置的圆台形结构，针头的上端为可收缩的弹簧式圆台形结构；可收缩的弹簧式圆台形结构包括弹簧以及与弹簧一端连接的圆台形结构，弹簧的另一端与针头的针管内壁连接；供液管道下端的倒置的圆台形结构的下接口直径大于弹簧式圆台型结构的上接口的直径。进一步的，弹簧式圆台形结构的圆台形结构的外表面处还设有密封垫圈。进一步的，接收系统还包括电机、与电机以及接收板连接的导杆，电机与控制系统电连接，控制系统控制电机通过导杆驱动接收板沿X轴、Y轴或者Z轴运动。本专利技术提供的制备多层纤维膜的近场直写装置实现了自动静电纺丝，自动化程度更高，提高了静电纺丝的工作效率，也在一定程度上降低了纺丝误差，提高了静电纺丝质量。附图说明为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。图1为本专利技术一实施例的功能模块结构图；图2为本专利技术一实施例的装置结构图；图3为本专利技术一实施例中的旋转储液腔选择器的俯视图；图4为本专利技术一实施例中的旋转储液腔选择器的正视图；图5为本专利技术一实施例中的针头切换系统的结构图；图6为本专利技术一实施例中的供液管道与针头的局部放大图；图7为本专利技术一实施例的多层纤维膜自动制备流程图；图8为本专利技术一实施例的制备多层纤维膜的闭环控制图；1-控制系统、2-高压电源、3-接收系统、4-供液系统、5-针头切换系统、6-视觉检测系统、41-注射泵、42-转轴、43-储液腔体、44-活塞、51-固定卡盘、52-针头安装座、53-安装基板、54-供液管道、55-针头、56-旋转主轴、5501-密封垫圈。具体实施方式下面将结合本专利技术中的附图，对本专利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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术的保护范围。在本专利技术的一实施例中，如图1-2所示，本专利技术提供一种制备多层纤维膜的近场直写装置，包括：控制系统1、高压电源2、接收系统3、供液系统4、针头切换系统5、视觉检测系统6，针头切换系统5与供液系统4通过输液管连接，供液系统4包括多个储存不同纺丝溶液的储液腔体43，针头切换系统5包括多个不同直径的针头55，在进行静电纺丝时，高压电源2的正极与其中一个针头55连接，高压电源2负极与接收系统3的接收板连接，高压电源2开启时调节适当的电压使聚合的纺丝溶液或熔体在高压的作用下形成连续射流，射流经拉伸，溶剂挥发，最后接收板上会收集到大量的纳米纤维。在本实施例中，控制系统1分别与接收系统3、供液系统4、高压电源2、针头切换系统5以及视觉检测系统6电连接，具体的，视觉检测系统6包括摄像头组件，摄像头组件透过安装在摄像头组件上的显微镜头拍摄接收板上的纤维图片，并将拍摄到的纤维图片传送给控制系统1，控制系统1根据纤维图片计算得到当前接收板上的纤维膜的尺寸，同时将当前接收板上的纤维膜尺寸与预先设置好的纤维膜的尺寸进行大小比较，当尺寸相等时，停止纺丝，控制系统1控制供液系统4更换纺丝溶液或熔体、针头切换系统5切换针头，开始进行下一层纤维膜的纺丝，从而实现对制备多层纤维膜的近场直写装置的自动控制，在制备不同材料的多层纤维膜时，本专利技术提供的制备多层纤维膜的近场直写装置能够实现自动更换纺丝溶液、自动切换与纺丝溶液相适应的针头，从而提高静电纺丝效率，用自动控制代替手动更换针头还可以减少误差，在手动更换针头时，可能会造成针头移位，定位不准，从而产生纺丝误差。具体的，若当前接收板上的纤维膜尺寸与预先设置好的纤维膜尺寸相等，则控制系统1关闭高压电源2，使制备多层纤维膜的近场直写装置停止纺丝，同时控制系统1按照预先设定好的程序，控制供液系统4选择更换制备下一层纤维膜所需要的纺丝溶液或熔体，并控制针头切换系统5切换与纺丝溶液相应的针头，开启高压电源2调整到合适的电压开始进行下一层纺丝。具体的自动控制选择更换纺丝溶液或熔体以及自动切换针头的过程下文有详细描述，在此不再过多赘述。可选的，视觉检测系统6还包括光源，光源设置在接收板的斜上方，光源照射接收板，为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备多层纤维膜的近场直写装置，其特征在于，包括：高压电源、接收系统、供液系统、控制系统、针头切换系统、视觉检测系统；/n所述针头切换系统与所述供液系统通过输液管连接，所述供液系统包括多个储存不同纺丝溶液或熔体的储液腔体，所述针头切换系统包括多个不同直径的针头，所述高压电源的正极与所述针头连接，所述高压电源负极与所述接收系统的接收板连接；/n所述控制系统分别与所述接收系统、所述供液系统、所述高压电源、所述针头切换系统以及所述视觉检测系统电连接，所述视觉检测系统用于拍摄所述接收板上的纤维图片，所述控制系统根据纤维图片计算得到当前纤维膜尺寸，同时将当前纤维膜尺寸与预设纤维膜尺寸进行比较，当尺寸相等，则所述控制系统控制所述供液系统更换纺丝溶液或熔体、同时控制所述针头切换系统切换针头，制备下一层纺丝纤维膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种制备多层纤维膜的近场直写装置，其特征在于，包括：高压电源、接收系统、供液系统、控制系统、针头切换系统、视觉检测系统；
所述针头切换系统与所述供液系统通过输液管连接，所述供液系统包括多个储存不同纺丝溶液或熔体的储液腔体，所述针头切换系统包括多个不同直径的针头，所述高压电源的正极与所述针头连接，所述高压电源负极与所述接收系统的接收板连接；
所述控制系统分别与所述接收系统、所述供液系统、所述高压电源、所述针头切换系统以及所述视觉检测系统电连接，所述视觉检测系统用于拍摄所述接收板上的纤维图片，所述控制系统根据纤维图片计算得到当前纤维膜尺寸，同时将当前纤维膜尺寸与预设纤维膜尺寸进行比较，当尺寸相等，则所述控制系统控制所述供液系统更换纺丝溶液或熔体、同时控制所述针头切换系统切换针头，制备下一层纺丝纤维膜。


2.如权利要求1所述的一种制备多层纤维膜的近场直写装置，其特征在于，所述视觉检测系统还包括光源、显示屏，所述光源设置在所述接收板的斜上方，照射所述接收板，所述显示屏用于显示拍摄的纤维图片。


3.如权利要求2所述的一种制备多层纤维膜的近场直写装置，其特征在于，所述供液系统还包括注射泵、设有多个储液腔体的旋转储液腔选择器；
所述储液腔体一端设有活塞，另一端与所述输液管连接；所述注射泵一端与控制系统电连接，在所述供液系统进行供液时，所述控制系统控制所述注射泵运动，所述注射泵...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晗，李申，史磊，梁祝业，康欢，薛增喜，
申请(专利权)人：季华实验室，
类型：新型
国别省市：广东;44