[发明专利]一种利用超声辅助触夹持的超材料光固化打印设备

摘要

本发明提出一种利用超声辅助触夹持的超材料光固化打印设备,该设备选用液态光敏树脂作为超材料基材的原材料，固体微粒作为人造微结构，根据计算机仿真数据得到的微结构空间排布生成目标声场参数及其对应的相控阵超声控制参数，同时根据所设计超材料的几何构型可直接生成打印文件；生成的源数据分别传送至基于相控阵的超声俘获系统和基于立体光固化成型的3D打印设备；基于相控阵的超声俘获系统在液态光敏树脂中同时产生多个既定分布的声压节点，将人造微结构俘获于各声压节点中，使其按照设计的拓扑结构有序排列；基于立体光固化成型的3D打印设备采用面光源，分不同层厚固化人造微结构下方液体基材、人造微结构同一平面周围的液态基材及人造微结构上方液体基材。

主权项

一种利用超声辅助触夹持的超材料光固化打印设备，其特征在于：同时使用液态光敏树脂和固体微粒作为打印原料进行目标超材料实体3D打印，其中液态光敏树脂作为超材料基材的原材料，固体微粒作为人造微结构，最终形成固态光敏树脂为基材并包裹具有二维空间拓扑排序人造微结构的超材料；所述光固化打印设备包括带有PXI总线的上位机(1)、基于PXI总线的相控阵的超声俘获子系统(2)和基于立体光固化成型的3D打印子系统(3)；所述带有PXI总线的上位机(1)用于计算机辅助设计超材料的几何构型和人造微结构的二维空间拓扑排序，从而自动化生成目标声场参数及3D打印文件；同时为基于PXI总线的相控阵的超声俘获子系统(2)及基于立体光固化成型的3D打印子系统(3)提供总线接口，将生成的目标声场参数通过PXI总线发送至基于PXI总线的相控阵的超声俘获子系统(2)，并显示当前3D打印进度；所述基于PXI总线的相控阵的超声俘获子系统(2)用于在液态光敏树脂中营造空间可控声场，实现光固化制造环境中规则排布微结构的非接触夹持，从而形成既定拓扑结构；所述基于立体光固化成型的3D打印子系统(3)用于固化包围人造微结构周围的液态光敏树脂，形成目标超材料的基材。