[發明專利]基于陣列噴頭電紡直寫精度可變磁柵尺及制造裝置及方法

有效

• 申請號: 201410099644.0
• 申請日: 2014-03-18
• 公開（公告）號: CN103900456B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 王晗;李敏浩;陳新;陳新度;朱自明;唐立虎;李炯杰;巫孟良
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明涉及一種基于陣列噴頭電紡直寫精度可變磁柵尺及制造裝置及制造方法，屬于微納級位移傳感監測工具加工制造領域，特別是屬于微納三維快速成型領域。

背景技術

高壓靜電紡絲技術，是國內外最近十幾年發展起來的用于制備超細纖維的重要方法。電紡絲技術最早由Formhzls在1934年提出，隨后Taylor等人于1964年對靜電紡絲過程中帶電聚合物的變形提出了泰勒錐這一概念，直到上個世紀90年代人們開始廣泛關注電紡絲技術。孫道恒等人于2006年提出了近場電紡直寫技術，近場電紡直寫技術具有可靠的沉積精度，且參數可控，為電紡納米纖維產業開拓了一種新的方法。

在20世紀80年代中期，SLS被在美國德州大學奧斯汀分校的卡爾Deckard博士開發出來并獲得專利，項目由DARPA贊助的。1979年，類似過程由RF Housholder得到專利，但沒有被商業化。1995年，麻省理工的E Sachs,M Cima和J Cornie創造了“三維打印”一詞。隨著三維打印精度的提高，三維打印可以最大限度地發揮材料的特性，只把材料放在有用的地方，減少材料的浪費。隨著三維打印速率的提高，可以加快生產，讓三維打印技術可以投入在工業生產中。近年來，三維打印技術有了巨大的進步，很多設備都付諸了工業應用，開創了直接數字制造的時代。隨著三維打印精度與打印速度的進一步提高，未來三維打印將得到進一步的普及運用。

磁柵尺是磁柵數顯系統的基準元件，波長是磁柵尺的長度計量單位，任一被測長度都可用其對應的若干磁柵波長之和來表示。磁柵尺是在非導磁材料商涂一層10-20um的硬磁物質。

發明內容

本發明的目的在于考慮上述問題而提供一種基于陣列噴頭電紡直寫精度可變磁柵尺。本發明有很高的吸附性能，可以吸附在測量器件上，隨器件的熱脹冷縮而變化，其精度受環境影響小。

本發明的另一目的在于提供一種基于陣列噴頭電紡直寫精度可變磁柵尺的制造裝置。本發明所述基于電感效應的微納級電磁柵尺的制造裝置，是陣列式近場電紡直寫設備，具有良好的自動控制性能，可以用作三維快速成型。

本發明的另一目的在于提供一種操作簡單的基于陣列噴頭電紡直寫精度可變磁柵尺的制造方法。

本發明的技術方案是：本發明基于陣列噴頭電紡直寫的精度可變磁柵尺，包括不導磁薄膜基板和磁性薄膜，磁性薄膜覆蓋在不導磁薄膜基板上，并在磁性薄膜上錄磁制成磁柵尺。

本發明基于陣列噴頭電紡直寫的精度可變磁柵尺的制造裝置，包括有XY平面運動平臺、Z軸運動導軌、陣列噴頭、注射泵、高壓電源、高壓電源控制器、注射泵控制器、Z軸運動控制器、XY運動平臺控制器、電紡控制器、微電流檢測器,其中XY平面運動平臺用于提供電紡平臺，并提供XY平面方向的相對運動；Z軸運動導軌用于提供Z方向的距離控制；用于實施電紡的陣列噴頭與注射泵連接，注射泵與注射泵控制器連接，注射泵控制器用于控制注射泵的工作狀態；高壓電源用于為陣列噴頭提供電壓，且高壓電源與高壓電源控制器連接，高壓電源控制器用于控制高壓電源的工作狀態；用于控制Z軸導軌的運動狀態的Z軸運動控制器與Z軸導軌的驅動裝置連接；用于控制XY平面運動平臺的工作狀態的XY平臺運動控制器與XY平面運動平臺的驅動裝置連接；用于檢測電紡電流參數的微電流檢測器裝設在平面運動平臺的旁側，微電流檢測器將檢測的電紡電流參數反饋給用于確定電紡狀態并調節電紡參數的電紡控制器，高壓電源控制器、注射泵控制器、Z軸運動控制器、XY運動平臺控制器與電紡控制器連接，電紡控制器用于在生產制造中協調控制高壓電源控制器、注射泵控制器、Z軸運動控制器、XY運動平臺控制器的控制狀態 。

本發明基于陣列噴頭電紡直寫精度可變磁柵尺的制造方法，包括以下步驟：

12）制作不導磁基板:即在陣列噴頭近場電紡直寫平臺上通過陣列噴頭近場電紡直寫的方法沉積一定厚度不導磁聚合物形成的不導磁薄膜；

13）覆蓋磁性薄膜: 將聚合物中混雜高導磁性材料顆粒，通過陣列噴頭近場電紡直寫的方法在不導磁薄膜上覆蓋一層磁性薄膜；

14）錄磁: 去除首尾兩端，并完成錄磁過程，最終形成的磁柵尺。

本發明與現有技術相比，具有如下優點：

1）本發明所述基于陣列噴頭電紡直寫精度可變磁柵尺，完全由高分子聚合物電紡直寫而成，有很高的吸附性能；

2）本發明所述基于陣列噴頭電紡直寫精度可變磁柵尺，材料分布均勻且其結構與二維彈簧類似，可以均勻的拉伸一定長度，從而改變其柵線精度；