本实用新型专利技术涉及一种跨尺度带电射流成型的四自由度按需接收装置。包括底板、接收板和喷头，其特征在于所述底板上安装一个Y轴移动机构，该Y轴移动机构的Y轴滑块固连一个X轴移动机构，该X轴移动机构的X轴滑块固连一个旋转圆盘接收机构，该旋转圆盘接收机构的旋转圆盘上安置所述接收板；所述底板上安装一个Z轴喷头移动机构，该Z轴喷头移动机构的Z轴滑块固连一个喷头支架，在该喷头支架上固定安装所述喷头处在所述接收板的正上方。本接收装置集平动接收和转动接收功能于一体，实现多自由度接收的组合和切换，在不改变实验装置的条件下实现一机多用。解决了平动接收装置和圆盘转动接收装置不兼容的难题，有利于实现有规律的多级带电射流体的收集。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及的是一种应用在带电射流成型装置，特别是一种跨尺度带电射流成型的四自由度按需收集的接收装置。
技术介绍
近年来，在机械制造领域快速成型技术(Rapid Prototyping Manufacturing， RPM)发展迅速，它采用一个全新的成型的原理，在不使用传统模具和工具的条件下，根据模型各层截面的二维轮廓信息，自动生成加工路径，选择性地固化或切割一层层的成型材料并顺序叠加成三维坯件，这种工艺可以成型任意复杂形状的零部件。FDM (熔融沉积快速成型)的工作原理是熔丝机构把成型材料和支撑材料有选择性地涂覆在工作台上，快速冷却后形成截面轮廓，一层成型完成后，喷头上升一截面层的高度，再进行下一层的涂覆，如此循环，最终得到所需产品原型。FDM以成型速度快、精度高、成型材料广泛等优点已经广泛应用在新产品开发、模具制造，组织工程等各个领域。静电纺丝的基本原理是带电聚合物溶液或熔融物在高压静电场中受到电场力的作用被拉伸，当电场力大于聚合物液滴的表面张力时，聚合物将形成喷射细流，在喷射过程中溶剂挥发或熔融的聚合物由于温度降低而凝固，在接收网上能得到纺布状的纤维毡，它是一种目前比较流行制造纳米纤维的方法，以其设备简单、操作容易、材料来源广泛、工艺过程不破坏材料本体等特性已经成为当前研究纳米纤维制造的热点。多级带电射流技术是一种新型的成型工艺，该工艺结合了现有的快速成型技术和静电纺丝技术的优点，在不切换喷头和其它装置的情况下，改变供料速度、接收距离和施加电压等参数，可实现跨尺度的带电射流喷射。多级带电射流成型工艺分为宏观喷射成型和微观喷射成型两种模式宏观喷射模式下射流体喷射直径在微米级，微观喷射模式的喷射直径在纳米级，因此该成型工艺可实现多级射流的切换，在成型具有复杂多尺度结构的功能零件，如骨组织工程支架等领域有非常重要的应用潜力。宏观成型模式要求收集装置的接收速度在0-0. lm/s之间可调，微观成型模式要求收集装置接收速度在0-7m/s之间可调， 两种模式下射流速度差异比较大，这导致射流按需收集困难，更成为该技术发展的瓶颈之
技术实现思路
本技术的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种跨尺度带点射流体成型的四自由度按需接收装置，实现多自由度的收集和切换，实现有规律的多级带电射流体的收集。为达到上述目的，本技术的构思是通过对多级带电射流成型工艺进行分析， 并讨论工艺参数对射流形态的影响的基础上，设计了一种可实现跨尺度喷射射流按需收集的四自由度接收装置。该装置主要有X、Y、Z三轴运动机构和旋转圆盘组成；工作台的X、Y 轴运动机构可实现χ、γ两轴的平移运动，Z轴运动机构可实现喷头到接收板之间喷射距离的调节，旋转圆盘机构用于调节旋转圆盘的转速以实现旋转接收速度的调整。轴移动机构所述XY移动机构如图1所示，包括X轴移动机构和Y轴移动机构。所述X轴移动机构包括X轴底板(11)、X轴侧板(1)、X轴滚珠丝杆(2)、X轴滚珠丝杆螺母(3)、X轴直线轴承(4 )、X轴滑块(5 )、X轴连轴器(6 )、X轴电机架(7 )、X轴驱动电机(8 )；所述Y轴移动机构包括Y轴底板(12 )、Y轴滚珠丝杆(13 )、Y轴侧板(14 )、Y轴连轴器(15 )、Y轴驱动电机 (16)、Y轴电机架(17)、Y轴直线导轨(18)。所述X轴移动机构在X轴电机的驱动下带动接收板实现X轴方向移动，X轴的行程是300mm ；所述Y轴移动机构在Y轴电机的驱动下带动X轴移动机构及其上方的接收板实现Y方向的移动，Y轴的行程是300mm ；通过调节X轴、Y轴电机的转速和转向可实现接收板在XY方向的正反向运动和复合运动。轴移动机构所述Z轴移动机构如图2所示包括Z轴底板(22)及其上方Z轴电机架(20)、Z 轴侧板(21 )、轴承端盖(26), Z轴滚珠丝杆(23)、喷头支架(Μ)、Z轴直线轴承(25)、喷头 (27), Z轴滚珠丝杆螺母(28)、Z轴直线导轨(29)、Z轴连轴器(31)、Z轴驱动电机(32)。所述Z轴移动机构在Z轴电机的驱动下带动喷头支架和喷头实现Z轴方向运动，Z 轴的行程是400mm ；通过调整Z轴电机的转动可实现喷头到接收板之间接受距离的调整。旋转圆盘接收机构所述旋转圆盘接收机构实现对射流体的旋转接收功能，如图3所示有侧板支架 (36)及其上方旋转轴电机(33)、旋转轴电机架(34)、电机同步带轮(35)、旋转轴轴承(37)、 旋转轴支架(38)、旋转轴套筒(39)、旋转轴同步带轮(40)、旋转轴(41)和旋转圆盘(42)构成。旋转轴电机通过电机架固定在侧板上，旋转圆盘固定在旋转轴的顶端，旋转轴通过支架跟侧板相连接，电机和旋转轴通过同步带进行扭矩的传递，为方便对同步带进行张紧，侧板上电机定位槽为U型，允许电机左右移动以调整同步带张紧状况，电机同步带轮和旋转轴同步带轮齿数相等，保证二者转速相等，设计最高转速为5000r/min。根据上述机械结构，本技术采用下述技术方案一种跨尺度带电射流成型的四自由度按需接收装置，包括底板、接收板和喷头，其特征在于所述底板上安装一个Y轴移动机构，该Y轴移动机构的Y轴滑块固连一个X轴移动机构，该X轴移动机构的X轴滑块固连一个旋转圆盘接收机构，该旋转圆盘接收机构的旋转圆盘上安置所述接收板；所述底板上安装一个Z轴喷头移动机构，该Z轴喷头移动机构的 Z轴滑块固连一个喷头支架，在该喷头支架上固定安装所述喷头处在所述接收板的正上方。所述Y轴运动机构的结构是一个Y轴电机架和两个Y轴侧板通过一个Y轴底板固定连接到底板上；一个Y轴驱动电机固定安装在Y轴电机架上，该Y轴驱动电机的输出轴通过一个Y轴联轴器连接一根Y轴滚珠丝杆，两个Y轴侧板通过两个Y轴轴承转动支撑Y 轴滚珠丝杆，Y轴滚珠丝杆的两旁有两根平行的Y轴直线导轨，与两个Y轴侧板固定连接； 一个Y轴滚珠丝杆螺母与Y轴滚珠丝杆旋配，两个Y轴直线轴承分别与两根Y轴直线导轨滑配，所述Y轴滑块与Y轴滚珠丝杆螺母和两个Y轴直线轴承固连成一体。所述X轴运动机构的结构是一个X轴电机架和两个X轴侧板通过一个X轴底板固定连接到所述Y轴滑块上；一个X轴驱动电机固定安装在X轴电机架上，该X轴驱动电机5的输出轴通过一个χ轴联轴器连接一根χ轴滚珠丝杆，两个χ轴侧板通过两个χ轴轴承转动支撑X轴滚珠丝杆，X轴滚珠丝杆的两旁有两根平行的X轴直线导轨，与两个X轴侧板固定连接；一个X轴滚珠丝杆螺母与X轴滚珠丝杆旋配，两个X轴直线轴承分别与两根X轴直线导轨滑配，所述X轴滑块与X轴滚珠丝杆螺母和两个X轴直线轴承固连成一体。所述旋转圆盘接收机构的结构是一块旋转底板固连在所述X轴滑块上，该旋转底板上垂直固定连接一块侧板支架，该侧板支架上固定一个旋转轴电机架和两个相对应的旋转轴支撑架，该旋转轴电机架上固定安装一个旋转轴电机，该旋转轴电机的输出轴上固定安装一个电机同步带轮，两个旋转轴支架通过两个旋转轴轴承支撑起一根旋转轴，该根旋转轴的上端部固定连接所述旋转圆盘，中部安装一个旋转轴同步带轮，电机同步带轮通过同步带传动旋转轴同步带轮。所述Z轴移动机构的结构是一块Z轴底板竖直固定安装在所述底板上，在Z轴底板面向旋转圆盘接收机构的侧面上固定连接一个Z轴电机架和两个Z轴侧板，该Z轴电机架上固定安装一个Z本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种跨尺度带电射流成型的四自由度按需接收装置，包括底板（１９）、接收板和喷头（２７），其特征在于所述底板（１９）上安装一个Ｙ轴移动机构（４４），该Ｙ轴移动机构（４４）的Ｙ轴滑块固连一个Ｘ轴移动机构（４５），该Ｘ轴移动机构（４５）的Ｘ轴滑块（５）固连一个旋转圆盘接收机构（４６），该旋转圆盘接收机构（４６）的旋转圆盘（４２）上安置所述接收板；所述底板（１９）上安装一个Ｚ轴喷头移动机构（４７），该Ｚ轴喷头移动机构（４７）的Ｚ轴滑块固连一个喷头支架（２４），在该喷头支架（２４）上固定安装所述喷头（２７）处在所述接收板的正上方。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘媛媛，李庆伟，井长娟，胡庆夕，刘莹，韩振中，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：实用新型
国别省市：31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。