【概述】

本研究搭建電流體動力噴印系統，為后續磁-機耦合特性研究與柔性驅動應用奠定制造基礎。
 

實驗名稱：電流體動力噴印一步式制造柔性磁致伸縮纖維帶薄膜實驗

研究方向：柔性磁致伸縮材料制備、電流體動力噴印、低磁場磁-機耦合建模、柔性微驅動/傳感元件研發、磁致伸縮柔性機器人驅動

實驗目的：本實驗針對傳統柔性磁致伸縮材料制備工藝復雜、精度與柔性難以兼顧、低磁場驅動性能不足的問題，采用電流體動力噴印技術，實現一步式、低成本、大面積制備兼具高磁致伸縮效應與高機械柔性的Fe??Co??纖維帶薄膜，優化成型結構與形貌，為后續磁-機耦合特性研究與柔性驅動應用奠定制造基礎。

測試設備：

1、流量泵：精準控制液態膠體的供料速率，將膠體穩定輸送至針頭，保證噴印過程中材料供給均勻，避免因流量波動導致纖維粗細不均或斷流。

2、信號發生器：輸出可控的低壓電信號，為高壓放大器提供原始激勵信號，用于調控噴印電場的強度與模式。

3、高壓放大器：將信號發生器輸出的低壓信號放大至數十千伏級高壓，在針頭與X-Y驅動平臺間形成強電場，為電流體噴印提供核心的電場拖拽力，使膠體形成泰勒錐并拉伸成微納纖維。

4、針頭：作為膠體噴出與電場加載的終端，一方面承接流量泵輸送的膠體，另一方面與高壓放大器相連，形成強電場，將膠體拉伸成微納射流。

5、X-Y驅動平臺：承載柔性基底，按預設CAD軌跡在平面內運動，配合針頭的持續噴印，實現復雜圖案（如回型、直線陣列）的精準沉積與成型。

6、Z軸驅動：調節針頭與基底之間的垂直距離（噴印高度），優化電場分布與射流穩定性，從而控制纖維的形貌、厚度與鋪展效果。

圖1試驗平臺示意圖

圖2試驗平臺實拍圖

實驗過程：先將Fe??Co??合金粉末與酚醛樹脂、丙三醇、PVP分散劑混合攪拌，配置成均勻穩定的液態合金膠體；將膠體裝入噴印針頭，通過高壓放大器在噴嘴與柔性PET基底間施加高壓電場，利用電場力拖拽形成泰勒錐，將膠體有序打印在基底上；通過CAD控制X-Y平臺軌跡成型回型布局纖維帶，最后旋涂PDMS并靜置固化，完成一步式封裝與樣品制備。

實驗結果：成功制備出輪廓均勻、形貌規整的回型結構柔性磁致伸縮纖維帶薄膜，樣品尺寸為45mm×15mm×200μm，纖維帶寬度約210μm、高度約18μm；Fe??Co??顆粒在薄膜中分散均勻，無明顯團聚，兼具良好機械柔性與透明性，可彎曲貼合曲面；該一步式工藝簡化流程、提升效率，突破了傳統多步轉移法的精度與結合力瓶頸，實現“精柔統一"的穩定制造。
 

安泰放大器在此應用中的產品優勢：

1.高壓驅動能力——產生微米級纖維帶的決定性電場

2.寬頻帶與低失真——保障容性負載驅動下的射流穩定性與打印精度

3.高輸出穩定性與實時監測——支撐工藝一致性

【推薦產品】：ATA-7000系列高壓放大器

圖：ATA-7000系列高壓放大器指標參數

本文實驗素材由西安安泰電子整理發布。Aigtek已經成為在業界擁有廣泛產品線，且具有相當規模的儀器設備供應商，樣機都支持免費試用。西安安泰電子是專業從事功率放大器、高壓放大器、功率信號源、前置微小信號放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測試儀器研發、生產和銷售的高科技企業。