材料沉积喷墨打印及
涂层系统解决方案

我们的应用

基于Inkjet、EHD、Ultra-sonic等技术积累,搭建材料喷墨打印与涂层研究与 应用平台,从科研到产业为您提供解决方案。

<p>大气物理水汽标定、雾化、爆炸物探测等。</p>

其他

大气物理水汽标定、雾化、爆炸物探测等。

典型案例

  • ▲ NASA实验舱太空观测

    美国宇航局在微重力环境中的减重抛物线轨道飞行的初始测试中使用了MicroFab的微分配器。空间近晶质岛的观察与分析(OASIS)项目正在探索微重力环境中自由悬浮液晶的特性。 MicroFab的喷墨分配器用于在液晶表面上沉积液滴。分配器在2014年在国际空间站上飞行的设备上安装,在那里进行完整的实验。 上图显示了使用MicroFab喷墨分配器的气泡室。 空间近晶质岛(OASIS)甘油/水填充物的观察和分析:在每个样品容器上用甘油/水填充Inkjet液滴设备,用于最终实验协议,并更换硬盘驱动器。OASIS研究液晶在微重力下的独特行为,包括它们的整体运动和被称为近晶岛的晶体层的合并。液晶用于电视和时钟的显示屏,它们也存在于肥皂和细胞膜中。该实验允许对这些结构的行为进行详细研究,以及微重力如何影响它们像液体和固体晶体一样起作用的独特能力。

  • ▲ 大气物理水汽标定

    大气探测。液滴测量范围2~50μm。

  • ▲ 农药精确变量喷施研究

    ​农药精确变量喷施技术一直是智能化植保机械的重要研究内容,一直是精细化农业领域的研究热点。农药精确喷施牵涉到农药的有效利用、农产品安全、环境污染和操作者的人身安全等众多问题。如何按照农业要求快速准确地进行喷施作业,并使其具有良好的雾化特性和均匀性是喷施的关键要素。 农药雾滴在叶片表面的沉积、润湿和粘附行为在植物保护中至关重要,因为对它们的研究能有效减少化学品浪费和环境污染。实际中数以百万计的直接作用于植物表面的农药雾滴会到达非目标地点,且这些农药在降落途中可能被风吹离轨道,也可能从植被表面反弹回来。这种偏差导致施药效果降低且施药频率增加,因此,将大多数液滴定位在目标表面以防止化学物质损失在农药植保中是一个非常值得关注的问题。解决这一问题的方法包括用表面活性剂改变农药制剂的流变性质,并对喷雾液滴进行静电充电,以增强在叶片表面的沉积和扩散效果。表面活性剂的加入起到发泡或消泡、稳定或缓冲以及润湿或粘附性质的作用,并降低制剂的界面张力以增强液滴的沉积。来自有机硅氧烷、聚电解质和乙氧基化合物的表面活性剂已被试验证明有效,其效力取决于浓度水平。虽然表面活性剂农药复合物改善了植物表面的液滴沉积,但它受到叶片方向和表面形态、液滴行为和施用系统的抑制。亲水或疏水叶片表面在正面-背面部分暴露于喷雾液滴决定了沉积效率。喷射液滴的电荷叠加也增强了极性吸引和环绕沉积。高电压施加为液滴提供了特有的负电荷,以吸引叶片结构中的正离子。在不同的各向异性的情况下,表面活性剂-农药配方和电极荷电率的组合效应可以最大化液滴在不同叶片表面上的沉积和扩散。 江苏大学课题组利用自己设计的药物液滴观测分析平台研究了不同浓度的表面活性剂和农药制剂在疏水性叶片正面的原位带电单尺寸液滴行为。实验平台可以研究溶液电导率、液滴荷电率、表面张力、静态接触角、疏水性叶片表面上的沉积和润湿面积。定制的液滴发生器与开发的感应电极喷嘴帽相结合,用于产生带电的单一尺寸的液滴。该模型包括一个注射针头,通过头部泵的振荡运动将带电液滴流分配到叶片表面。注射器的不锈钢针头长度为5毫米,直径为0.71毫米,容量为2.5毫升,可产生2至5微升的单个液滴。针头固定在喷嘴帽内,每侧有两个30 × 10 × 3毫米的电极,并连接到容量为15千伏的高压发生器,以在液滴破裂时将负电荷叠加到液滴上。使用平板电极在农药喷洒的连续液滴排放区(适用于扁平扇形喷嘴)获得高性能和最大充电强度的对称电场。该装置是可调节的,以在任何设置下保持针尖和测试台之间的最大距离为50毫米。该装置在一个封闭的实验室内,内部有静风以防止液滴喷射脱轨,湿度为67%,温度为25℃,以提供模拟现场条件的理想液滴蒸发。将不同浓度的表面活性剂-农药复合物的制剂吸入注射泵。以指定的时间间隔转动注射器的旋钮,以喷射带电的液滴大小。 在叶片表面,带电的单一大小的液滴在破裂后具有势能,降落(沉积),膨胀获得动能(扩散),并根据表面的各向异性粗糙度或光滑度粘附(保留)或脱落(反弹)。光谱研究了雾滴在叶片表面的沉积、滞留、扩散、反弹和接触角等撞击行为。由于叶片表面的形态特性是生物稳定的,因此只有配方和应用系统才能得到改善,以增强液滴撞击行为。表面活性剂的加入改变了农药溶液的流变特性,而电荷的叠加有助于液滴撞击叶片表面结构。不同浓度的表面活性剂-农药溶液的电性能和导电性从根本上影响了液滴的荷电性以及液滴在叶片表面的沉积状态。 液滴体积大小的变化直接影响表面活性剂和农药制剂在施用过程中的表面张力。溶液中分子内的内聚力对于较大的液滴尺寸比较小的液滴尺寸更强,因此γ值更大。在所有配方中,液滴尺寸的增加使γ值最大化。相比之下,水溶剂会产生较大的液滴,但在水溶液中混合表面活性剂和农药会产生较小的液滴,从而产生较低的γ值。 在农药喷洒过程中,液滴表现出撞击、弹跳或扩散行为。配方的流变性质和叶片表面的纹理类别影响着撞击过程,这取决于液滴夹带的动能。由于弹跳通常在高冲击力下发生,在本实验中,静电感应原理应用于表面活性剂-农药溶液的液滴时,这种现象是不可见的。带电液滴轰击、固定和润湿叶片表面的时间取决于液滴的体积。在植物的正面叶片上,不同浓度的乳油和制剂的液滴冲击行为不同。液滴在表面的扩散随着溶液中表面活性剂-农药浓度的增加,达到最大平衡点。 总之,在实验室中研究了表面活性剂-农药复合制剂对电荷的响应性,以增强液滴在疏水性叶表面上的撞击行为。该制剂在溶液中表现出表面活性剂和农药作为超级分散剂的特征。除水外,表面活性剂和农药在水溶液中的电导率随着浓度的增加而增加,这进一步增加了液滴的电荷量。喷射液滴流中电荷的叠加降低了γ值,并且总是降低叶片疏水表面的接触角。带电液滴的γ值和静态θ值的下降程度与液滴的大小和体积成正比。 在农药喷雾应用方面,MicroFab研制的微液滴发生系统可以为研究药物喷雾的发生和控制提供一整套研究方案。通过MicroFab的微液滴发生系统可以观测液滴在植物叶面上的运动情况及附着状态。该系统可以很好的应用于农药精确喷施技术的研究。其优点:1、高精度,喷墨产生高度可重复的液滴,可通过聚集产生更大的体积;2、连续变化,从此应用的角度来看,单个滴(20-200 pL)的极小尺寸几乎会产生总(累积)量的连续变化。

  • ▲ 爆炸物探测器校准

    自2001年9月11日起,检测非常低含量的非法物质(化学和生物制剂及炸药)的需求已成为联邦,州和地方政府机构的当务之急。在机场,边境口岸,联邦大楼,港口,使馆和高度安全的区域中,需要能够检测微量上述物质的系统。在这样的区域中已经部署了成千上万的痕量检测器。爆炸物代表一类重要的非法物质,而军事爆炸物(例如TNT,RDX,PETN,HMX)是重要的子类,目前是各种痕量检测方法所针对的重要子类。痕量检测-检测极少量的爆炸物-识别与爆炸物接触的人或物。痕量检测方法已在从手持和便携式到台式或门户的各种仪器中实现。下面介绍一些最常用的检测方法。 检测方法从爆炸物散发的气雾中识别信息。主要问题是在环境温度下蒸气压或高炸药浓度相当低。25°C空气中爆炸性蒸气的浓度范围为千分之1到万亿分之一或更低。因此,检测仪器要么必须采样大量空气,要么具有高灵敏度,首选后一种选择。除了犬的痕量检测外,检测方法还可以分类为:分离方法(气相色谱-GC,高效液相色谱-HPLC,毛细管电泳-CE),离子检测方法(质谱-MS,离子迁移谱-IMS),振动光谱法(红外吸收,拉曼散射等),紫外线/可见光法(发荧光的聚合物,颜色反应),免疫化学传感器或电化学传感器。单个“电子鼻”仪器中可以包含多个传感器。从对当前市场上可用系统的分析来看,IMS跟踪工具似乎非常常用,可以应用于广泛的系统(从手持式到门户)。 在所描述的各种方法中,尤其是在灵敏度的最新改进之后,气雾检测成为了最实用,最可取的检测方法。产生已知爆炸物浓度的气雾的现有系统是基于从固体炸药中提取气雾。这些系统相当大,几乎没有小型化的前景,动态范围也很小。MicroFab的系统可以轻松减小尺寸,并可以作为模块化组件制造,以包含在跟踪检测系统中,以进行定期自动校准。 通过产生已知浓度的爆炸性气雾,气雾发生器提供了一种手段来验证现场系统的检出限及其重新校准。IMS是气雾痕量检测中使用最广泛的技术之一,但是它对由于天气或海拔高度引起的压力变化敏感。气雾发生器可用于在各种操作/环境条件下重新校准IMS系统。 气雾发生器的另一个应用领域是各种仪器之间的比较。当前,关于仪器灵敏度的唯一可用信息来自制造商。每个制造商使用不同的方法来确定和报告其仪器的灵敏度。为了能够比较来自不同制造商的痕量检测器,基准仪器和测试程序是必需的。 为了提高检测极限而进行的持续研究和开发需要非常低浓度的气雾源。期望这种气雾源是便携式的,因为在现场部署的大量气雾痕量检测器是固定的。现有技术不是很精确,不能轻易小型化。NIST已使用MicroFab微型分配器的数据评估了采用喷墨微型分配器的气雾发生器对几种炸药(RDX,TNT和PETN)提供的潜在范围,并显示浓度几乎可以连续变化,范围为每0到百分之一百万亿(v / v)。该范围不仅涵盖当前的检测极限,而且还将涵盖未来新开发的探测器灵敏度的提高。

  • ▲ 超真实印刷

    MicroFab研发的阵列式按需液滴压电喷墨打印头技术,将120个独立通道的线阵列被制作成不到一英寸(170μm间距),可用于高速且效果逼真的打印。作为打印头技术开发工作的一部分,MicroFab公司研发了动态调节滴墨量的技术,在打印的光斑区域中可达到4:1的调制范围,得到的打印质量如上图所示。

  • ▲ 气溶胶喷射

      通过Inkjet喷墨打印技术实现气溶胶生成。

  • ▲ 香气发生装置(零售和电商)

    互联网或您当地的杂货店的下一个层面将是增加香气。想象一下在当地杂货店的过道上走。您经过烘烤区,特别是盒装布朗尼蛋糕区。您的运动会触发一个传感器,散发出新鲜出炉的巧克力蛋糕的香气。这会诱使您购买巧克力蛋糕吗?甚至使您渴望巧克力蛋糕吗?与单独包装相比,香气的使用可能非常有力,甚至更具说服力。 在香水行业,市场研究可能是一项艰巨的任务。通过使用香气生成设备,公司可以以比当前方法更实惠的成本对最终用户进行市场研究。这些工具不仅高度适用于香水行业,而且还适用于任何希望更多地了解香气对消费者决策产生影响的行业,如:商场、酒店等。 当放置在百货商店中并链接回香水制造商时,内部装有香水产生装置的信息亭将是一种宝贵的工具。使用信息亭的个人可以任意组合,从不同的气味或“香精节点”中进行选择,并在几秒钟内闻到新创建的香精。然后,程序可以在记录信息并将其通过Internet发送回制造商的过程中,始终询问消费者对所创建香水的喜好。该应用程序还可用于市场测试机构甚至研究实验室。

  • ▲ 气味发生装置(娱乐与虚拟现实)

    香气通过给游戏玩家带来自然的气味来增强游戏的动作。但是,香气的使用更加深入。研究表明,香气可用于引发恐惧,兴奋和许多其他情绪。在游戏中添加此维度将创造更逼真的游戏体验。 MicroFab创建了代号为Pinoke的原型香气生成系统,以演示该技术在游戏环境中的紧凑性和简便性。Pinoke型设备可能位于显示器旁边,正前方,甚至可能像医生的听诊器一样被佩戴。写入软件代码的数字信号触发香气发生器发出精确数量的适当香气。Pinoke顶上的莫霍克号是一个香气盒,当香气材料被消耗掉时,只需将其拆下并更换。 游戏原型Pinoke中的相同技术适用于电影观看体验。声音彻底改变了无声电影,香气也改变了现代电影。香气生成设备还将增强虚拟现实体验。虚拟现实头戴式耳机中的安装设备将以轻松的方式将香气传递给受训者或游戏玩家。将气味纳入虚拟现实训练中将使训练环境更接近现实生活。

  • ▲ 织物曲面打印

    曲面打印设备以Inkjet技术为基础,配合半导体级别精度Linear stage直线电机运动平台、光学CCD观测及分析系统和电气控制系统,具备底板对位和打印分析功能。用于喷墨打印实现曲面打印合成实验平台,实现通过该平台进行基于喷墨打印工艺的高精度曲面打印。适用于各种材料、各种复杂形状表面的喷墨打印需求。

  • ▲ 精密模具/零部件3D打印

    3D打印又称“增材制造”,是一类制造技术的总称,从内涵至外延包含了广泛的原材料应用和增材工艺方法。