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能源与环境的矛盾关系已经成为当今社会关注的焦点和热点。锂离子电池作为一种清洁高效的能源转换与存储器件,在能源和环境保护方面占有极其重要的地位,其中薄膜锂离子电池由于其更高性能、广泛的适应环境、安全和可靠性,已经成为各国竞相研究发展的领域之一。 目前薄膜锂离子电池的制备工艺存在诸多问题,严重影响了电池的性能,制约了电池的大规模生产。针对目前薄膜锂离子电池制备工艺中存在的问题,结合3D打印的分层技术,提出以喷墨打印的方法制备薄膜锂离子电池的新方法。本文以高效、精确、安全地打印出所需要的薄膜锂离子电池为目标,提出一套能够用于薄膜锂离子电池打印工艺的软件系统。 喷墨打印薄膜锂离子软件系统从喷墨打印薄膜锂离子的总体要求考虑,设计了喷墨打印薄膜锂离子电池的软件系统的整体架构,并对软件系统中信息流进行分析。三维模型的分层切片是喷墨打印软件系统中关键环节,论文重点研究了基于分组的三维模型快速分层切片算法。基于分层方向对整个模型进行整体分组排序,组内进行拓扑关系的重建。针对具体的模型,通过大量的仿真实验分析,确定合适的分组组数。在拓扑重建的过程中,采用基于链表的拓扑重建算法,有效的处理了冗余数据,提高了分层效率。对分层切片过程中切平面与三角面片的位置关系,针对具体情况进行处理,生成多边形轮廓线。基于分组的切片算法与其他算法进行了对比分析,证明所用分层切片算法的快速、高效性。采用扫描线法对分层生产的轮廓线进行填充,并对填充过程中奇点进行处理。最后,设计并实现了软件系统,从功能层面对软件系统进行划分,其中包括三维模型分层切片、电池打印管理、喷印参数管理、运动管理、喷头状态检测、墨路和气路管理、自动清洗维护、喷头校准管理和系统设置等。基于喷头数据转换的原理,对喷印数据进行转换分配,制定上位机软件系统与喷印设备的各个模块参数的通信协议,实现上下位机快速高效通信。最后设计了喷头状态自动检测系统,通过对喷头喷射的测试图形对比分析,对喷头采取清洗或替换策略,降低了打印电池的废品率。延长了喷头的使用寿命。