[发明专利]电流体动力学喷印任意三维柔性电子电路图案的方法

权利要求书

1.电流体动力学喷印任意三维柔性电子电路图案的方法，其特征在于，其步骤包括：

A、将柔性基板平铺并固定在电流体动力学喷印设备的喷印平台上；

B、用电流体动力学喷印设备的喷射系统向柔性基板的上表面喷印无机/有机导电材料制成的喷印溶液，完成喷印和固化所有的电路图案；

C、将柔性基板已喷印柔性电子电路图案的一面朝下，相反的一面朝上，平铺并固定在电流体动力学喷印设备的喷印平台上，喷印均匀混合纳米级颗粒石墨烯粉末的熔融聚乳酸溶液，完成三维变形图案的喷印；

D、对柔性基板进行热处理，完成后取出并进行自然冷却至室温；

E、在喷印三维变形图案的喷印路径始末位置两端制作电极，将电源的正负极连接到所制作的电极上，通过调节电源电流或电压的大小，来改变温度高低，实现三维柔性电子电路图案的三维曲率在三维状态和平面状态之间的变化。

2.根据权利要求1所述的电流体动力学喷印任意三维柔性电子电路图案的方法，其特征在于，所述步骤A中柔性基板的材料为经过亲水处理的聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇、聚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、纺织材料、纸片中的一种。

3.根据权利要求1所述的电流体动力学喷印任意三维柔性电子电路图案的方法，其特征在于，所述步骤B包括：

B1、将无机/有机导电材料制成的喷印溶液装入喷射系统中；

B2、将预喷印的柔性电子电路图案导入到电流体动力学喷印设备的控制系统中或在电流体动力学喷印设备的控制系统中绘制预喷印的柔性电子电路图案；

B3、根据预喷的印柔性电子电路图案，规划预喷印柔性电子电路图案的喷印路径，并将喷印路径生成预喷印柔性电子电路图案路径的数据文件；

B4、根据预喷印柔性电子电路图案的宽度，设定电流体动力学喷印的工作电压、喷射高度、溶液流量和喷印平台移动速度；

B5、根据步骤B3的数据文件，通过电流体动力学喷印设备的控制系统移动喷印平台，将喷射系统的喷头定位在预喷印柔性电子电路图案喷印路径的起始位置，以设定的工艺参数，在柔性基板的上表面，沿着规划的喷印路径进行柔性电子电路图案喷印，同时喷印平台对已喷印的电路图案进行加热固化，直到完成喷印和固化所有的电路图案，将喷印平台移出喷印位置。

4.根据权利要求1所述的电流体动力学喷印任意三维柔性电子电路图案的方法，其特征在于，所述步骤C包括：

C1、将混合均匀的纳米级别颗粒的聚乳酸粉末和石墨烯粉末装入到通过气泵施加压力的带有加热功能的喷射系统中；

C2、将预喷印能产生三维变形图案导入到电流体动力学喷印设备的控制系统中或在电流体动力学喷印设备的控制系统中绘制预喷印能产生三维变形图案；

C3、根据预喷印能产生三维变形图案，规划预喷印能产生三维变形图案的喷印路径，并将喷印路径生成预喷印能产生三维变形图案路径的数据文件；

C4、根据预喷印的能产生三维变形图案的宽度，设定电流体动力学喷印的工作电压、喷射高度、气泵压力和喷印平台移动速度；

C5、根据步骤C3的数据文件，通过电流体动力学喷印设备的控制系统移动喷印平台，并将通过气泵施加压力的带有加热功能的喷射系统的喷头定位在预喷印能产生三维变形图案路径的起始位置，以设定的工艺参数，在柔性基板的上表面，沿着喷印能产生三维变形图案路径进行三维变形图案喷印，直到完成所有的三维变形图案的喷印，将喷印平台移出喷印位置。

5.根据权利要求1所述的电流体动力学喷印任意三维柔性电子电路图案的方法，其特征在于，所述步骤C中石墨烯和聚乳酸的质量比为0.1%-1%。

6.根据权利要求1所述的电流体动力学喷印任意三维柔性电子电路图案的方法，其特征在于，所述步骤D中的热处理的温度为70℃，持续加热时间为15~20s。

7.根据权利要求1所述的电流体动力学喷印任意三维柔性电子电路图案的方法，其特征在于：所述步骤E中通过调节电源电流或电压的大小，提供的功率逐渐增加时，温度逐渐增加，三维柔性电子电路图案的三维曲率逐渐变化由其初始的三维状态逐渐变化为平面状态；当关闭电源，随着温度的降低，柔性电子电路图案由平面状态逐渐变化到初始的三维状态。