目前，金屬漿料印刷工藝主要分為絲網(wǎng)印刷與噴嘴噴印兩類。絲網(wǎng)印刷工藝常因網(wǎng)孔堵塞致使工藝分辨率欠佳，高溫?zé)Y(jié)后金屬微結(jié)構(gòu)導(dǎo)電性能差；焊膏噴印工藝雖噴嘴噴印速度有限，金屬顆粒易堵塞噴嘴，增加了運(yùn)維成本。

為了解決上述問題，考慮使用激光驅(qū)動(dòng)金屬漿料打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)金屬漿料印刷。該技術(shù)利用激光的高時(shí)空可調(diào)性和高重頻特性，通過精確控制激光參數(shù)和路徑規(guī)劃，有望實(shí)現(xiàn)金屬漿料的高效、高精度打印。

本項(xiàng)目圍繞激光驅(qū)動(dòng)金屬漿料打印，從樣機(jī)設(shè)計(jì)搭建、樣機(jī)控制、打印工藝三個(gè)層面開展研究，形成完整體系，并驗(yàn)證效果。

1、完成激光驅(qū)動(dòng)金屬漿料打印樣機(jī)設(shè)計(jì)與搭建：

[1]    設(shè)計(jì)激光驅(qū)動(dòng)金屬漿料打印樣機(jī)；

[2]    開發(fā)金屬漿料打印多軸調(diào)平系統(tǒng)；

[3]    搭建激光驅(qū)動(dòng)金屬漿料打印樣機(jī)。

2、完成激光驅(qū)動(dòng)金屬漿料打印樣機(jī)控制：

[1]    實(shí)現(xiàn)激光-金屬漿料-沉積位置準(zhǔn)確對準(zhǔn)；

[2]    完成激光脈沖能量監(jiān)測與穩(wěn)定性評價(jià)；

[3]    完成漿料打印系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制及軟件集成。

3、完成激光驅(qū)動(dòng)金屬漿料打印工藝：

[1]    建立單點(diǎn)漿料激光打印工藝數(shù)據(jù)庫；

[2]    闡明激光驅(qū)動(dòng)漿料搭接行為演變；

[3]    實(shí)現(xiàn)復(fù)雜圖案漿料打印路徑規(guī)劃。

本項(xiàng)目圍繞激光驅(qū)動(dòng)金屬漿料打印設(shè)備，獲得了三個(gè)方面的成果：

打印樣機(jī)設(shè)計(jì)與搭建方面，從激光光路、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、測距與調(diào)平系統(tǒng)等模塊入手，完成了樣機(jī)的設(shè)計(jì)、選型、搭建與調(diào)試，通過實(shí)際操作驗(yàn)證了金屬漿料打印流程。

打印樣機(jī)控制方面，設(shè)計(jì)并編程實(shí)現(xiàn)了一套圖形化界面上位機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了激光-金屬漿料-沉積位置的自動(dòng)位置對準(zhǔn)；設(shè)計(jì)了能量監(jiān)測算法進(jìn)行激光脈沖能量監(jiān)測與分析。

打印工藝方面，通過實(shí)驗(yàn)研究對比了各工藝參數(shù)條件下的打印效果，構(gòu)建了工藝數(shù)據(jù)庫；研究得出了金屬漿料搭接效果的最佳間距范圍；設(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜圖案打印的路徑規(guī)劃。