近日，我院机电工程系青年教师薛博策在熔滴喷射智能监控领域取得进展，研究成果《水锤式熔滴按需喷射智能监测和控制系统》（Intelligent monitoring and control system for molten metal drop-on-demand jetting by water-hammer effect）发表于《Precision Engineering》期刊。该期刊是工程制造领域的国际知名期刊，2024年影响因子为3.5（SCI二区）。论文第一作者为青年教师薛博策，通讯作者为机电工程系张彦振教授和浙江大学唐晓宇研究员，中国石油大学（华东）为第一通讯单位。该研究得到国家自然科学基金、山东省自然科学基金等基金的联合资助。
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金属熔滴按需喷射技术在电子制造、金属增材制造等领域具有广阔的应用前景。为了保证熔滴质量的稳定性与可靠性，需要对喷射系统状态进行监测、对喷射过程进行控制。然而目前相关研究针对的主要是常规墨水，且未将对喷射系统的监测和对喷射过程的控制进行集成。本研究针对自主开发的水锤式熔滴按需喷射系统，构建了一种智能监测和控制系统。首先在液位高度变化的情况下采集了不同驱动波形参数下的熔滴几何特征并进行了分析。之后，建立了熔滴喷射仿真模型，并利用其进行采样，训练了可喷射体积范围预测模型用于监测喷射系统的液位高度是否合适。接下来，基于深度强化学习进行了熔滴多目标控制系统的设计，使控制系统能同时对熔滴的体积和形状进行控制。最后，对得到的监测和控制系统进行了仿真和实验。结果显示，所构建的监测系统能够准确对当前液位高度是否合适进行判断，且在液位高度合适的情况下，控制系统能同时实现对熔滴体积和形状的准确和快速控制。本研究有助于提升熔滴按需喷射系统的生产质量。
喷射系统监测和喷射过程控制系统的框架
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.precisioneng.2025.06.010
