微滴喷射自由成形

本书介绍近年发展起来的一项新技术——微滴喷射自由成形，它是快速成形技术发展的新里程碑，其核心是在计算机控制下，根据设计的二维或三维图形，迫使不同类型的材料以微细液滴的形式从喷头的微米级小孔中射至底材上，形成各种具有真实产品功能的器件，例如二维图文、点阵或三维实体。由于这种技术具有很高的成形精度、响应频率和效率，特别是适用的成形材料几乎无限制，可以采用用户自行研制、选择的材料，因此在制造领域和生物医学工程中得到了广泛的应用。
本书为编著者多年来的实践经验总结，汇集了国内外大量有关微滴喷射自由成形文献中的*精华，系统地阐述了微滴喷射自由成形的原理和应用。全书共分六章：概述、微滴喷头、微滴喷射检测、微滴喷射供料系统、二维微滴喷射自由成形系统、三维微滴喷射自由成形系统。
本书可作为高等院校制造工程类、材料工程类、生命科学类院系的教材和参考书，也可作为从事新产品研究、设计、制造的工程技术人员的参考资料。

第3章　微滴喷射检测
　　3.1　微滴喷射的故障
　　微滴喷射的主要故障有如下几种。
　　1）喷嘴堵塞
　　尘粒阻塞喷孔是造成喷射系统故障的最常见原因，为避免这种故障的出现，在使用之前清洗系统是最重要的。
　　2）喷嘴损坏
　　喷嘴可能出现物理性损坏，例如，用毛玻璃经微加工而成的喷嘴在接近喷孔部分开裂，导致喷孔扩大和形状不规则。用超声波清洗喷嘴时，如果喷孔表面与超声波清洗容器的壁直接接触，也容易使喷嘴损坏。
　　3）内存气泡
　　靠近喷孔处液体中的气泡对喷射有不利的影响，这是因为这些气泡会提高喷射所需的驱动脉冲幅值。气泡进入液体的途径有以下几种。
　　（1）在供液过程中进入液体。
　　（2）因过高的负压被吸入液体。多数液体都需要一定的负压，以防止液体由喷孔缓慢地泄漏而出。但是，过高的负压会导致空气吸入。可施加而又不损害运行的负压，其值会随喷孔直径不同而发生显著的变化，当喷孔直径大于75um时，过高的负压会破坏弯月面，并且只要压头低于-10cm，水柱中就会吸人空气。
　　（3）高驱动幅值脉冲造成液体中的内在空穴而产生气泡。用高幅值驱动脉冲清洗堵塞的喷孔时，会吸入产生于储液罐液体中的气体。气体进入喷射系统后不会在足够使喷射继续可靠进行的短期内再溶解。这意味在喷射高黏度液体时，不能任意地提高喷射脉冲压的幅值。有些液体出现空穴的门限值相当低，从而会影响近乎正常的喷射条件，因此在调整系统时，稍有失误都可能导致气泡产生并在喷嘴近处出现气泡。
　　（4）在喷射循环时也可能产生气泡，例如用金属箔小孔做喷嘴时，其孔径比箔的厚度大，使得系统易于吸入空气，而不会与圆锥形喷孔和长圆柱形喷孔一样借助毛细管作用而将空气挤出。
　　……