ATA-7030高压放大器在熔滴喷射金属增材制造中的应用
实验名称：熔滴喷射金属增材制造研究实验
研究方向：金属增材制造
实验内容：利用压电驱动阀带动喷管在轴向上进行往复运动，喷管内熔融金属在惯性的作用下产生脉冲压力，在脉冲压力作用下产生熔滴喷射，进而进行增材制造。
测试设备：ATA-7030高压放大器、信号发生器、压电驱动阀等。
实验过程：信号发生器的信号通过ATA-7030高压放大器传递给压电驱动阀，压电驱动阀带动喷管在轴向上进行往复运动，喷管内熔融金属在惯性的作用下产生脉冲压力，在脉冲压力作用下产生熔滴喷射。然后按照既定程序在运动控制系统的带动下进行沉积成形。既可以进行二维点阵、电路成形，也可以进行三维件的增材制造。
测试结果：
(1)利用水锤效应实现液滴喷射的关键在于控制喷管往复加速度的大小和方向。这调节了作用在熔融金属上的惯性力，从而调节了液滴的喷射。喷管被设置为先加速后减速，以先上升后下降的运动，产生压力变化，管内初始为负压，随后为正压。在突然的速度变化过程中产生了巨大的压力脉冲，使液滴喷射成为可能。
(2)模拟和实验结果表明，水锤效应产生的脉冲压力是影响熔滴喷射行为的决定性因素。脉冲压力不足不能产生液滴，而脉冲压力过大则会形成卫星液滴。结果表明：位移增大、孔口直径减小、运动周期减小、液柱高度增大均可提高孔口脉冲压力，从而提高喷射液滴的飞行速度；
(3)通过各种应用验证了所提出技术的增材制造能力，包括均匀尺寸的焊接球的制造，精确的点阵图案，以及2D电路和3D结构的构建。参数化实验结果表明，增大喷管位移可以提高3d打印部件的抗拉强度。这些实验突出了该技术的稳定性、精度以及推进金属增材制造的巨大潜力。
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