3D电子打印喷头状态优化模型与智能算法研究

基本信息
批准号:61802280
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:23.00
负责人:何茂伟
学科分类:
依托单位:天津工业大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李春青,李昕,王秋艳,赵黎,徐思文,白建龙
关键词:
增材制造智能优化印制电子喷墨打印
结项摘要

3D electric printing technology is an important research direction of Additive Manufacturing. Inkjet printing is employed to deposit the conductive, dielectric or semiconductor material onto the flexible or rigid substrate for manufacturing electronic products. Optimization of piezoelectric printhead working state guarantees the stability of 3D electric printing system, which is essential to the improvement of printing quality. Currently, the research on the printhead working state optimization is still in the beginning stages. The optimization problems face extremely complicated optimization models with high nonlinear characteristics. Therefore, this is very important and urgent to construct efficient and intelligent optimization theory and method for optimizing printhead working state. This project will further study the model of piezoelectric printhead with high generality and precision, and design an efficient and effective integration optimization model of multiple intelligent algorithms based on lifecycle theory with adaptive selection mechanism. By optimizing the parameters of driving waveform, the key issues, such as residual vibrations in one channel, cross-talk between neighboring nozzles and satellite drops, should be solved, which results in the improvement of printing quality and efficiency. The innovation of this project is that intelligent optimization method is employed to solve the problem of optimizing printhead working state in 3D electric printing system, for the first time. This project is the basic research in the cross field of additive manufacturing and intelligent computing, which will drive further promotion and application of 3D electric printing technology.

3D电子打印技术是增材制造重要研究方向之一,其原理为应用打印方式将导电、介电或半导体材料沉积到柔性或刚性基板制备电子产品。压电式打印喷头工作状态优化是保障3D电子打印系统稳定运行的基础,对电子器件打印质量提升至关重要。目前国内外对压电式喷头喷射状态优化研究处于起步阶段,其面对的优化问题具有模型复杂、非线性特点,对高效智能优化方法及相关理论研究与应用要求极高。课题将深入研究通用性强、模拟精度高的打印喷头模型,开发性能高效、具有自适应择优机制的多智能算法生命周期融合技术,通过优化喷头模型的波形驱动参数解决墨腔冗余扰动、多喷嘴间串扰、卫星液滴等关键技术问题,从而提高3D 电子打印技术在高精度加工中的打印效率和质量。课题创新点体现在首次将智能优化方法应用于3D电子打印系统喷头状态优化问题求解,是增材制造与智能计算交叉领域的重要应用基础性研究,研究成果将驱动3D电子打印技术进一步推广和应用。

项目摘要

3D电子打印技术是增材制造重要研究方向之一,其原理为应用打印方式将导电、介电或半导体材料沉积到柔性或刚性基板制备电子产品。压电式打印喷头工作状态优化是保障3D电子打印系统稳定运行的基础,对电子器件打印质量提升至关重要。目前国内外对压电式喷头喷射状态优化研究处于起步阶段,其面对的优化问题具有模型复杂、非线性特点,对高效智能优化方法及相关理论研究与应用要求极高。课题将深入研究通用性强、模拟精度高的打印喷头模型,开发性能高效、具有自适应择优机制的多智能算法生命周期融合技术,通过优化喷头模型的波形驱动参数解决墨腔冗余扰动、多喷嘴间串扰、卫星液滴等关键技术问题,从而提高3D 电子打印技术在高精度加工中的打印效率和质量。课题创新点体现在首次将智能优化方法应用于3D电子打印系统喷头状态优化问题求解,是增材制造与智能计算交叉领域的重要应用基础性研究,研究成果将驱动3D电子打印技术进一步推广和应用。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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