基于压电陶瓷促动器驱动的导光板模具精密撞点设备

近年来，随着电子产品和手机的迅速发展，液晶显示也得到了空前发展。我国做为一个人口大国，智能手机的需求是一个庞大的市场，这也推动了导光板产业的快速发展。导光板的成型主要是利用注塑成型技术，注塑成型技术是市面上公认的效率最高的方法之一。

液晶显示的光源由背光模组提供，背光模组的光源质量决定了液晶显示的效果。随着科技的发展和人们生活水平的提高，液晶显示在亮度与色彩方面都有了更严格的要求，从而需要更高品质的背光模组。导光板是背光模组光源的传播媒介，其网点排布，形状及材料组成决定了出射光源的辉度、分布上的均匀性和出光效率。

导光板是液晶显示技术的关键零件，它的主要功能是通过在导光板上面制作细微结构，破坏光在导光板中的全反射，使侧向光导向LCD显示屏，使整个显示屏亮度均匀。导光板按制作原理分为印刷式和非印刷式，非印刷式导光板是利用精密模具成型，使导光板在成型过程中直接在导光板平面形成密布的微小网点。非印刷式的成型技术难度较高。

1：LED光源；2：平板导光板；3：导光板微结构

以LED为光源的平板导光板

导光板模具要求的精度在微米级别，属于精密微纳加工范畴。而传统的伺服电机与丝杠传动的组合方式已经不能满足微纳米技术在加工制造业的需求，从而产生了许多新型的微米位移驱动元器件，比如音圈电机、压电陶瓷驱动器等等。其中压电陶瓷以其位移控制精度高、响应速度快、驱动力大、驱动功率低和工作频率宽的优点，成为目前微纳米应用首选的驱动器。因为导光板模具上加工微结构，需要进给的行程很小，要求的精度和频率很高，所以压电陶瓷正好可以作为撞点机的核心驱动元件。

显微镜下观察的模具表面微结构

作为导光板模具微结构加工的核心驱动元件，压电陶瓷需要精度高、响应快、出力大等优良特性。芯明天生产的压电陶瓷促动器具有纳米级分辨率，行程可达260微米，微秒级响应时间，同时外部采用了柱形不锈钢外壳保护，内部机械预紧力，可适用于高负载、高动态等应用场景。芯明天压电促动器体积小、集成度高，适于设备的集成设计与研发，目前芯明天压电促动器已经批量应用于导光板模具的生产加工中。

芯明天压电陶瓷促动器安装于导光板模具精密撞点设备中，如下图所示。

       芯明天压电陶瓷促动器

芯明天具有上百种压电陶瓷促动器产品，集成高可靠性、叠堆式、低压／高压PZT压电陶瓷，产生的出力达50000N，使其非常适于机床、主动振动绝缘或自适应力学。封装式压电陶瓷促动器的小体积、高谐振频率的特点又使其非常适于扫描显微、激光调谐、光束偏转、膜片钳或干涉移相等应用。

直驱机构

芯明天压电陶瓷促动器采用压电陶瓷直驱式结构，特点是出力大、响应速度快，可选配传感器进行闭环反馈。

在封装压电陶瓷促动器的顶部和底部分别由螺纹固定，固定方式可定制，如外螺纹、内螺纹、球头、平头等。

开环与闭环

封装压电陶瓷促动器可分为开环（无定位反馈传感器）和闭环（集成定位反馈传感器）版本。开环下，它的分辨率是无限高的，只受控制设备的噪声的限制，但是由于压电陶瓷的迟滞和蠕变特性，使其重复性和稳定性较低。但闭环版本，会解决迟滞和蠕变问题。

闭环型号的线性度可达0．1％F．S．，重复定位精度0．05％F．S．。

可定制

芯明天可定制设计压电陶瓷促动器，如定制连接终端、定制风冷散热孔、定制密封防水防油、定制外形结构等，使产品更易于集成到用户的设备中。

参数举例

下面是芯明天PSt150／10／40 VS15压电陶瓷促动器的技术参数。

型号：PSt150／10／40 VS15

标称行程：38μm

刚度：60N／μm

推／拉力：2300／250N

静电容量：7．2μF

谐振频率：20kHz

长度L：46mm

传感器：可选配