近场静电纺丝直写轨迹的自动编程系统开发
静电纺丝操作简单、制造成本低、适应范围广，电纺丝纳米纤维性能优越，在柔性电子、生物医学和MEMS等领域受到了广泛的关注。传统的静电纺丝制备得到的纳米纤维呈现无序状态，这给纳米纤维的研究和应用带来了极大的不便和困难。近场静电纺丝技术可实现电纺过程的可控，制备得到排列有序且连续的纳米纤维。基于近场静电纺丝的微/纳米结构直写技术在电纺丝领域中具有广阔的发展前景，而该直写技术的关键是纺丝轨迹控制的实现。本文根据构建的“PC+运动控制卡”开放式数控系统，提出一种用于近场静电纺丝预定轨迹加工的自动编程系统。该系统通过提取出预定轨迹的二维图形信息，结合用户输入的加工参数实现自动编程，自动生成数控加工的机器码，实现微纳米结构的图案化制备，为近场静电纺丝技术的应用发展提供一定的实验基础。
围绕本课题的任务，本论文的具体内容如下：
1)介绍了计算机图形学的几何基础知识，为自动编程系统的开发提供了理论基础。
2)分析了DXF文件结构，在此基础上提出了DXF文件识别与解析的通用性模块化方法，并实现了近场静电纺丝直写轨迹加工指令的自动生成；采用最近距离算法对图形元素进行了优化排序，减少了机床空行程，提高了加工效率。
3)为了检验得到的加工程序的正确性，对近场静电纺丝的直写过程进行了计算机动态仿真。
4)实现了一些特殊曲线的自动绘制及其自动编程，并对非圆曲线的插补算法进行了讨论。
5)进行了近场静电纺丝的微纳米结构直写试验，验证了开发的自动编程系统的正确性与可靠性。
近场静电纺丝;纳米纤维;直写轨迹;自动编程系统
厦门大学
硕士
机械电子工程
叶军君;姚斌
2011
中文
TQ340.649;TB383
70
2012-03-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）