一种高压压电致动器制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种高压压电致动器制备工艺，涉及高压压电致动器制备工艺领域，针对现有的压电制动器制备工艺存在生产成本高、产品尺寸较大等问题，现提出如下方案，其包括S1、将压电陶瓷粉料与粘接剂、润滑剂、去离子水混合均匀，得到混合均匀的料块；S2、将S1中的料块，放入80℃～150℃的挤膜机制备相应厚度压电陶瓷膜带；S3、将S2得到的膜带进行冲片，得到单片生胚片。本发明专利技术制备工艺不需要金属片、不增加致动器总高度、不影响伸缩比，既可以保证致动器能量转换效果，又工艺简单成本较低，该制备工艺的端电极印刷设备可自动化高效完成陶瓷片的端电极印刷，满足工艺创新的生产需求。满足工艺创新的生产需求。满足工艺创新的生产需求。

【技术实现步骤摘要】
一种高压压电致动器制备工艺


[0001]本专利技术涉及高压压电致动器制备工艺领域，尤其涉及一种高压压电致动器制备工艺。

技术介绍

[0002]目前高压压电陶瓷叠层型致动器的制备方法主要有以下两种：
[0003]陶瓷片之间印刷银浆，多片陶瓷片相互叠加组装，然后通过烧银工艺使多层陶瓷片紧密叠加固定，本方法优点是工艺简单，成本较低，缺点是银浆层太薄，中间容易产生空隙，一影响致动器能量转换效果、二影响使用寿命；
[0004]单个陶瓷片先通过印银、烘银和烧银工艺制成压电陶瓷片，两个压电陶瓷片之间插入一薄金属片(铜片或不锈钢片或镍合金片，压电陶瓷片与金属片之间采用高温环氧胶粘剂粘贴固定，多层压电陶瓷片和多层薄金属片相互间隔叠加组装，通过高温固化胶水完成紧密叠加固定。本方法优点是致动器能量转换效果好，产品牢固可靠，缺点是工艺复杂，增加金属片导致产品成本较高，并且薄金属片会增加致动器总高度，影响伸缩比；
[0005]综上所述，为了解决上述两种主流高压压电陶瓷叠层型致动器的工艺缺点，我们提出了一种高压压电致动器制备工艺。

技术实现思路

[0006]本专利技术提出的一种高压压电致动器制备工艺，解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0008]一种高压压电致动器制备工艺，包括以下操作：
[0009]S1、将压电陶瓷粉料与粘接剂、润滑剂、去离子水混合均匀，得到混合均匀的料块；
[0010]S2、将S1中的料块，放入80℃～150℃的挤膜机制备相应厚度压电陶瓷膜带；
[0011]S3、将S2得到的膜带进行冲片，得到单片生胚片；
[0012]S4、将S3得到的生胚片进行排胶烧结，得到单片陶瓷片；
[0013]S5、将S4得到的单片陶瓷片进行清洗和外观检查；
[0014]S6、将S5得到的陶瓷片进行规整，送入流水线进行单面的面电极银浆印刷并烘干；
[0015]S7、将S6得到的陶瓷片两端印刷端电极并烘干；
[0016]S8、将S7得到的陶瓷片另一面进行面电极印刷并烘干；
[0017]S9、对印刷好的陶瓷片进行烧银，完成后检测压电片端电极与面电极是否导通并做耐压测试；
[0018]S10、将S9得到的压电片端电极镀上薄薄一层焊锡；
[0019]S11、将S10得到的压电片进行粘接剂印刷并叠堆；
[0020]S12、将S11得到的瓷柱表面的粘接剂清理干净；
[0021]S13、将S12得到的瓷柱进行粘接固化；
[0022]S14、使用镀锡的导线分别与瓷柱两极焊接；
[0023]S15、对S14中得到的产品进行塑封；
[0024]S16、对S15得到的最终产品进行极化测试。
[0025]优选的，S1中粘接剂为羧甲基纤维素、润滑剂为甘油，且粉体、羧甲基纤维素、甘油和去离子的质量数比例为＝1.0:0.02～0.04:0.02～0.04:0.08～0.10；
[0026]S2中挤膜膜带厚度：0.15mm～0.35mm；
[0027]S3中冲片尺寸为：19.2mmx19.2mm；
[0028]S4中排胶温度为600℃，烧结温度为1230℃～1280℃；
[0029]S5中清洗瓷片表面隔离粉，检查瓷片是否完整，厚薄是否均匀，有无异色点等；
[0030]S6和S8中印刷面电极材料为45％～53％固含量银浆，电极印刷厚薄适中；
[0031]S7中印刷端电极材料采用60％固含量银浆；
[0032]S9中烧银温度为800℃，检测时用万用表短路档进行检测；
[0033]S10中用烙铁进行上锡，烙铁头粘少量锡，往端面电极上轻轻涂抹；
[0034]S11中粘接剂为环氧树脂，电容器结构进行叠堆，用平口钳压紧；
[0035]S12中清洗剂为无水乙醇，用棉花沾上无水乙醇进行清洗瓷柱表面环氧树脂；
[0036]S13中将瓷柱连同平口钳放入烘箱中进行环氧树脂固化，固化温度60℃～130℃；
[0037]S14中烙铁头沾少量焊锡，使用细导线焊接端电极，把整个端面连接成一个整体；
[0038]S15中用环氧树胶进行表面塑封；
[0039]S16中用耐压测试仪对瓷柱进行极化，极化电压为使用电压的1.5倍，进行试致动器电位移、最大出力等性能。
[0040]一种高压压电致动器端电极印刷设备，应用于上述高压压电致动器制备工艺，包括端电极印刷设备，所述端电极印刷设备由机械手、蘸料机构和机架构成，所述机械手设备的上游设置有进料输送机，且所述机械手设备的下游设置有出料输送机。
[0041]优选的，所述机械手包括转台、第一电机和第二电机，且所述转台与机架转动连接，所述第二电机的壳体与转台底端连接，且所述第二电机的输出轴贯穿转台，所述第二电机的输出轴末端固定套接有联轴器，且所述联轴器的顶端共轴连接有取料三通管，所述取料三通管的顶端套接有吸盘。
[0042]优选的，所述进料输送机的出料口两侧均设置有档杆，且所述进料输送机的出料口位于档杆的底部设置有弹片，且所述弹片靠近进料输送机的一端呈微向下折弯状，所述弹片远离进料输送机的一端呈向上折弯，两组所述档杆和弹片关于进料输送机呈对称设置。
[0043]优选的，所述转台的两端均设置有轴承座，且所述轴承座内均设置有轴承，其中位于第一电机一端的轴承为薄壁型，所述第一电机壳体与机架固定连接，且所述第一电机的输出轴贯穿机架、轴承与转台壳体连接。
[0044]优选的，所述蘸料机构由滑台气缸和摆动气缸构成，且所述滑台气缸的壳体与机架固定连接，所述摆动气缸的壳体与滑台气缸的滑块固定连接，且所述摆动气缸的输出轴连接有临时分散银浆的料盒，所述料盒的一侧连通设置有用于银浆进料的加料三通管，且所述料盒远离加料三通管的一侧连通设置有用于蘸料的棉条。
[0045]优选的，所述进料输送机和蘸料机构分布于机械手的两侧，且所述出料输送机位于机械手的底端，所述进料输送机和出料输送机呈互相平行设置。
[0046]优选的，所述取料三通管远离吸盘的两端，其中一端用于连接负压源，另一端与联轴器之间密封，所述加料三通管的其中两端与料盒两端连通，且所述加料三通管的另一端与银浆的供料设备连接。
[0047]优选的，所述第一电机和第二电机均为闭环步进型。
[0048]本专利技术的有益效果为：
[0049]1、该压电制动器的制备工艺中，与市面常规制备工艺不同之处在于，对单个陶瓷片两端进行端电极印刷，陶瓷片两端印刷的端电极与该陶瓷片两面的面电极分别连接，作为单个陶瓷片的两极，于是端电极起到将多组陶瓷片叠加隐藏的面电极引出的作用，使得后期得以使用导线将这些叠加的陶瓷片通过端电极焊接串联压电陶瓷片，压电陶瓷片之间直接采用高温环氧胶粘剂粘贴固定，不需要金属片、不增加致动器总高度、不影响伸缩比，本方法既可以保证致动器能量转换效果，又工艺简单成本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压压电致动器制备工艺，其特征在于，包括以下操作：S1、将压电陶瓷粉料与粘接剂、润滑剂、去离子水混合均匀，得到混合均匀的料块；S2、将S1中的料块，放入80℃～150℃的挤膜机制备相应厚度压电陶瓷膜带；S3、将S2得到的膜带进行冲片，得到单片生胚片；S4、将S3得到的生胚片进行排胶烧结，得到单片陶瓷片(6)；S5、将S4得到的单片陶瓷片(6)进行清洗和外观检查；S6、将S5得到的陶瓷片(6)进行规整，送入流水线进行单面的面电极银浆印刷并烘干；S7、将S6得到的陶瓷片(6)两端印刷端电极并烘干；S8、将S7得到的陶瓷片(6)另一面进行面电极印刷并烘干；S9、对印刷好的陶瓷片(6)进行烧银，完成后检测压电片端电极与面电极是否导通并做耐压测试；S10、将S9得到的压电片端电极镀上薄薄一层焊锡；S11、将S10得到的压电片进行粘接剂印刷并叠堆；S12、将S11得到的瓷柱表面的粘接剂清理干净；S13、将S12得到的瓷柱进行粘接固化；S14、使用镀锡的导线分别与瓷柱两极焊接；S15、对S14中得到的产品进行塑封；S16、对S15得到的最终产品进行极化测试。2.根据权利要求1所述的一种高压压电致动器制备工艺，其特征在于，S1中粘接剂为羧甲基纤维素、润滑剂为甘油，且粉体、羧甲基纤维素、甘油和去离子的质量数比例为＝1.0:0.02～0.04:0.02～0.04:0.08～0.10；S2中挤膜膜带厚度：0.15mm～0.35mm；S3中冲片尺寸为：19.2mmx19.2mm；S4中排胶温度为600℃，烧结温度为1230℃～1280℃；S5中清洗瓷片表面隔离粉，检查瓷片是否完整，厚薄是否均匀，有无异色点等；S6和S8中印刷面电极材料为45％～53％固含量银浆，电极印刷厚薄适中；S7中印刷端电极材料采用60％固含量银浆；S9中烧银温度为800℃，检测时用万用表短路档进行检测；S10中用烙铁进行上锡，烙铁头粘少量锡，往端面电极上轻轻涂抹；S11中粘接剂为环氧树脂，电容器结构进行叠堆，用平口钳压紧；S12中清洗剂为无水乙醇，用棉花沾上无水乙醇进行清洗瓷柱表面环氧树脂；S13中将瓷柱连同平口钳放入烘箱中进行环氧树脂固化，固化温度60℃～130℃；S14中烙铁头沾少量焊锡，使用细导线焊接端电极，把整个端面连接成一个整体；S15中用环氧树胶进行表面塑封；S16中用耐压测试仪对瓷柱进行极化，极化电压为使用电压的1.5倍，进行试致动器电位移、最大出力等性能。3.一种高压压电致动器端电极印刷设备，其特征在于，应用于上述根据权利要求1
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2任一项所述的高压压电致动器制备工艺，包括端电极印刷设备，所述端电极印刷设备由机械手(3)、蘸料机构(4)和机架(5)构成，所述机械手(3)设备的上游设置有进料输送机(1)，且
所述机械手(3)设备的下游...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱惠祥，戴开彬，张独异，
申请(专利权)人：广州凯立达电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：