實驗名稱：熔滴噴射金屬增材制造研究實驗

研究方向：金屬增材制造

實驗內容：利用壓電驅動閥帶動噴管在軸向上進行往復運動，噴管內熔融金屬在慣性的作用下產生脈沖壓力，在脈沖壓力作用下產生熔滴噴射，進而進行增材制造。

測試設備：ATA-7030高壓放大器、信號發(fā)生器、壓電驅動閥等。

實驗過程：信號發(fā)生器的信號通過ATA-7030高壓放大器傳遞給壓電驅動閥，壓電驅動閥帶動噴管在軸向上進行往復運動，噴管內熔融金屬在慣性的作用下產生脈沖壓力，在脈沖壓力作用下產生熔滴噴射。然后按照既定程序在運動控制系統(tǒng)的帶動下進行沉積成形。既可以進行二維點陣、電路成形，也可以進行三維件的增材制造。

測試結果：

(1)利用水錘效應實現(xiàn)液滴噴射的關鍵在于控制噴管往復加速度的大小和方向。這調節(jié)了作用在熔融金屬上的慣性力，從而調節(jié)了液滴的噴射。噴管被設置為先加速后減速，以先上升后下降的運動，產生壓力變化，管內初始為負壓，隨后為正壓。在突然的速度變化過程中產生了巨大的壓力脈沖，使液滴噴射成為可能。

(2)模擬和實驗結果表明，水錘效應產生的脈沖壓力是影響熔滴噴射行為的決定性因素。脈沖壓力不足不能產生液滴，而脈沖壓力過大則會形成衛(wèi)星液滴。結果表明：位移增大、孔口直徑減小、運動周期減小、液柱高度增大均可提高孔口脈沖壓力，從而提高噴射液滴的飛行速度；

(3)通過各種應用驗證了所提出技術的增材制造能力，包括均勻尺寸的焊接球的制造，精確的點陣圖案，以及2D電路和3D結構的構建。參數化實驗結果表明，增大噴管位移可以提高3d打印部件的抗拉強度。這些實驗突出了該技術的穩(wěn)定性、精度以及推進金屬增材制造的巨大潛力。

功率放大器推薦：ATA-7030高壓放大器

圖：ATA-7030高壓放大器指標參數

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審核編輯 黃宇