[发明专利]一种高精度电场驱动喷射沉积3D打印机及其工作方法

权利要求书

1.一种高精度电场驱动喷射沉积3D打印机，其特征是，包括安装底板，所述安装底板上设置Y轴工作台，Y轴工作台上固定真空吸附平台，真空吸附平台上吸附打印基板，所述打印基板上方对应设置打印喷嘴和垂直观测相机，打印喷嘴和垂直观测相机连接于Z轴工作台，Z轴工作台固定于X轴工作台；所述打印喷嘴一侧对应设置有斜视观测相机，打印喷嘴另一侧对应设置LED光源和远红外固化光源；所述打印喷嘴与储料瓶连通，储料瓶设置于升降台上；

所述安装底板上设置龙门架，龙门架包括与安装底板连接的龙门架支架，龙门架支架顶部设置龙门架横梁，X轴工作台固定于龙门架横梁上；

所述Z轴工作台连接有喷嘴支架，喷嘴支架上固定有喷嘴座，所述打印喷嘴固定于喷嘴座上；所述Z轴工作台上固定Z轴安装平台，Z轴安装平台上固定垂直相机支架，垂直观测相机固定于垂直相机支架上；所述垂直观测相机设置于打印喷嘴一侧，且与安装底板垂直；所述Z轴安装平台上固定斜视相机支架，斜视观测相机固定于斜视相机支架上；所述斜视观测相机与安装底板具有夹角，夹角可在0-80度之间调节；

所述LED光源和远红外固化光源固定于光源支架上，光源支架固定于Z轴安装平台上；所述LED光源和远红外固化光源与安装底板具有夹角，夹角可在0-80度之间调节；

所述储料瓶与背压调节模块连接；所述打印喷嘴与高压脉冲电源正极连接，高压脉冲电源与信号发生器连接。

2.如权利要求1所述的打印机的工作方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1：打印初始化，X轴工作台、Y轴工作台、Z轴工作台移动到打印原位；根据打印材料设定真空吸附平台的加热温度；

步骤2：Z轴工作台下移，使打印喷嘴达到预定高度，开启LED光源、远红外固化光源、垂直观测相机、斜视观测相机，利用垂直相机辅助定位；通过斜视观测相机观测喷嘴处微液滴形貌；

步骤3：选择打印模式：脉冲锥射流模式或连续锥射流模式或交流高电压模式；结合工作台的移动，打印形成三维实体结构，打印过程中利用斜视观测相机进行实时观测和监控；

步骤4：关闭各工作部件，X轴工作台、Y轴工作台、Z轴工作台回到原始工位，从打印基板上取下三维实体结构。

3.如权利要求2所述的打印机的工作方法，其特征是，所述步骤3中，若打印材料为导电材料，选择交流高电压打印模式，调整电压和频率进行打印。

4.如权利要求2所述的打印机的工作方法，其特征是，所述步骤3中，若打印大尺寸宏观结构，选择连续锥射流模式，采用直流高压，调节电压大小进行打印。

5.如权利要求2所述的打印机的工作方法，其特征是，所述步骤3中，若打印高精度微特征结构，选择脉冲锥射流模式，开启信号发生器和高压脉冲直源，利用斜视观测相机，调节打印工艺参数进行打印。

6.如权利要求2所述的打印机的工作方法，其特征是，若需打印多层结构，打印喷嘴在打印第一层结束后，上升一个层厚高度，结合垂直观测相机的定位，以打印的实体表面为目标打印位置，继续再进行下一层截面的沉积打印，如此循环，直至完成所有层的打印，最终形成三维实体结构。