机械工程学报

作者：孟凡博, 黄进, 平补, 白楠, 张霄来, 李鹏

单位：西安电子科技大学机电工程学院 西安 710071

关键词：非可展开曲面,空间等距触发,多轴联动,残余误差,运动触发协同控制；

基金：陕西省自然科学基础研究计划杰出青年（2022JQ-366）、国家自然科学基金青年基金（52205411）、国家自然科学基金重点（52035010）、国防重点实验室基金（2022-JCJQ-LB018）、陕西省创新团队（2018TD-012）、111引智基地（B14042）和陕西省基金（2022JC-33，2023-GHZD-35）资助项目。

针对非可展开曲面电子器件制造难度高、精度差的问题，提出了一种基于五轴联动的非可展开曲面多材喷墨打印方法，通过五轴运动机构带动双阵列喷头在非可展开曲面上喷射介质材料与导电材料，并经过多层堆叠后形成共形电子功能结构。首先，对非可展开曲面模型进行三角面片离散化和多项式曲面重构，并根据弓高误差进行小线段分割后生成打印数据；其次，针对传统定时触发导致加减速区间喷头触发点不均匀及墨水斜面流动的问题，依次提出了法向量打印方法及空间等距喷头触发方法，实现了多轴联动非可展开曲面法向量水平打印的同时，较定时喷射触发数量误差减小96.5%；然后，分析了多喷头切换及累积误差和对打印精度的影响机理，提出了残余长度补偿算法，实现了曲面多材料协同触发打印。最后，进行了曲面微带天线的多材打印实验。打印件测试结果表明，导线层的线宽和线间距平均绝对误差均能控制在7.2 μm以内，为共形天线等电子装备的一体化成形制造提供基础。

来源：2023年第17期

《机械工程学报》期刊编辑部

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