一种基于超声相控技术的3D打印方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于超声相控技术的3D打印方法及系统，包括至少一个超声相控阵组，超声相控阵组是由2块竖直且相对放置的超声相控板组成，超声相控阵组中2块超声相控板之间的距离可调；2块块超声相控板相对的壁面上阵列布置若干超声换能器，在2块超声相控板之间形成立体声场；超声相控板上配有FPGA开发板，FPGA开发板与该板上的超声换能器信号连接；在超声相控阵组的上方至少设有1个供料喷头，供料喷头朝向超声相控阵组中的立体声场布置，采用面供模式与点供模式相结合的方式进行供料；FPGA开发板依次与Arduino Nano开发板、计算机信号连接，对超声相控板上的超声换能器的相位和振幅进行控制。本发明专利技术所提出的3D打印方法及系统具备高速、并行化、小型化、无接触、无机械和高分辨率的优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于3d打印，尤其涉及一种基于超声相控技术的3d打印方法及系统。

技术介绍

1、传统的3d打印技术首先将打印物体转化为一组三维立体模型，打印机再对该三维模型逐层分切，规划每层路径，然后运用可粘合性材料针对分切的每一层按层次打印。

2、尽管常规3d打印方法相对于传统的减材制造方式具有更多的优点，但是常规3d打印方法主要为“单线程/机械式打印”，依赖三维机械装置实现打印材料的三维引导，路径控制机构复杂，并行能力有限，外加材料的打印速度、层间粘结时间和打印头移动速度等因素所限制难以实现高速、高效打印。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的不足，本申请提出了一种基于超声相控技术的3d打印方法及系统，本专利技术所提出的3d打印方法及系统具备高速、并行化、小型化、无接触、无机械和高分辨率的优势；此外，本专利技术的3d打印方法不仅适用于工业3d打印，也适用于食品3d打印，为3d打印领域带来了一种新的技术解决方案；具有广阔的应用前景和经济效益。

2、本专利技术所采用的技术方案如下：...

【技术保护点】

1.一种基于超声相控技术的3D打印系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于超声相控技术的3D打印系统，其特征在于，所述计算机(1)内置仿真软件，对超声相控阵组中的立体声场进行仿真，并指定在声场的目标位置生成目标焦点，Arduino Nano开发板(2)根据该目标焦点位置采用反向迭代算法计算各换能器的相位和振幅，由此控制超声相控阵进行控制。

3.根据权利要求2所述的一种基于超声相控技术的3D打印系统，其特征在于，计算机1内置Ultraino模拟器，通过定义换能器的位置、方向、频率、孔径和输出幅值常数，以及声场所处介质的密度与声速，从而将声场可视化；...

【技术特征摘要】

1.一种基于超声相控技术的3d打印系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于超声相控技术的3d打印系统，其特征在于，所述计算机(1)内置仿真软件，对超声相控阵组中的立体声场进行仿真，并指定在声场的目标位置生成目标焦点，arduino nano开发板(2)根据该目标焦点位置采用反向迭代算法计算各换能器的相位和振幅，由此控制超声相控阵进行控制。

3.根据权利要求2所述的一种基于超声相控技术的3d打印系统，其特征在于，计算机1内置ultraino模拟器，通过定义换能器的位置、方向、频率、孔径和输出幅值常数，以及声场所处介质的密度与声速，从而将声场可视化；且通过ultraino模拟器将分层切片所得到的的二维模型作为目标声场形状在仿真中定义声学全息图，并根据该声学全息图计算各换能器的相位和振幅。

4.根据权利要求1所述的一种基于超声相控技术的3d打印系统，其特征在于，供料喷头(5)由面供喷头(52)和点供喷头(53)组成，即环绕点供喷头(53)均匀分布多个面供喷头(52)，利用面供喷头(52)以面供模式进行供料，而点供喷头(53)以点供模式进行供料。

5.根据权利要求1所述的一种基于超声相控技术的3d打印系统，其特征在于，超声相控阵组可滑动安装在安装架(8)上，将超声相控阵组悬于水平载台(7)上部。

6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志华，何文婷，张宁，黄晓玮，石吉勇，邹小波，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：