[发明专利]一种微区同步固化电喷打印方法

权利要求书

1.一种微区同步固化电喷打印方法，其特征在于，所用的电喷打印装置包括同步加热固化模块、运动调节模块、电喷打印模块；所述的同步加热固化模块包括活动臂(8)、加热装置夹具(9)、热气流喷头(10)、运动基底(11)、打印衬底(12)、衬底夹具(13)、计算机控制器(14)、激光发生器(16)、热照明灯(17)、活动臂滑块(22)；所述的热气流喷头(10)、激光发生器(16)、热照明灯(17)均为加热装置，由交流电源供电，均位于打印衬底(12)上方，用于加热打印衬底(12)；所述的热气流喷头(10)通过加热装置夹具(9)固定在活动臂(8)上，活动臂(8)固定在活动臂滑块(22)下方，通过调节活动臂(8)和活动臂滑块(22)使加热装置发出的热量聚焦在指定位置；所述的运动基底(11)上安装有热传感器，通讯连接计算机控制器(14)，以配合热气流喷头(10)、激光发生器(16)、热照明灯(17)对打印衬底(12)加热；所述的衬底夹具(13)固定打印衬底(12)并且调节其在运动基底(11)上的位置；

所述的运动调节模块包括交流伺服电机(3)、电机夹具(4)、丝杠(5)、纵向滑块(6)、纵向支撑梁(7)、CCD高清相机(15)、横向承重梁(21)；所述的交流伺服电机(3)由交流电源供电，通过电机夹具(4)固定在纵向支撑梁(7)上；丝杠(5)呈竖向安装在纵向支撑梁(7)上，丝杠(5)的上端与交流伺服电机(3)连接，纵向滑块(6)能上下滑动地安装在纵向支撑梁(7)上，且纵向滑块(6)与丝杠(5)螺旋传动连接；横向承重梁(21)与纵向滑块(6)固定连接，同步加热固化模块中的活动臂滑块(22)安装在横向承重梁(21)上；所述的CCD高清相机(15)与控制计算机(14)通信连接，用于观察打印墨水的固化状态和打印效果；

所述的电喷打印模块包括连接导管(1)、注射泵(2)、喷头夹具(18)、电位调节器(19)、电喷射打印喷头(20)、精细射流(23)；所述的注射泵(2)通过螺丝固定在运动调节模块中的横向承重梁(21)右上端；所述的电喷射打印喷头(20)通过喷头夹具(18)固定在横向承重梁(21)左端；所述的连接导管(1)两端分别连接注射泵(2)和电喷射打印喷头(20)，注射泵(2)通过连接导管(1)将打印墨水输入到电喷射打印喷头(20)中；所述的电位调节器(19)输出端与电喷射打印喷头(20)连接，并向电喷射打印喷头(20)提供电位；所述的精细射流(23)形成于电喷射打印喷头(20)出口处，且喷射到打印衬底(12)上。

2.采用权利要求1所述的打印装置进行微区同步固化电喷打印，其特征在于，具体步骤如下：

第一步，同步固化装置的调节

利用衬底夹具(13)将打印衬底(12)固定在运动基底(11)上，启动控制计算机(14)和CCD高清相机(15)，CCD高清相机(15)获取打印衬底(12)的空间形貌，将数据传输到控制计算机(14)上，使计算机上显示捕获的高清图像，交流伺服电机(3)与控制计算机(14)连接，按照计算机预定的参数调节电喷打印喷头(20)距离打印衬底(12)的高度，选择合适的加热装置使其固定在加热装置夹具(9)上，调节活动臂(8)和活动臂滑块(22)的位置使加热装置输出的热量聚焦在电喷射打印喷头(20)的正下方的打印衬底(12)的表面上，在打印开始前启动加热装置使加热装置进行预热；

第二步，多复合场条件下电射流形成

注射泵(2)内装有打印墨水，并且由控制计算机(14)人为操作控制启动，连接导管(1)连接注射泵(2)和电喷射打印喷头(20)，打印墨水由注射泵(2)输出，通过连接导管(1)输送到电喷射打印喷头(20)中，电位调节器(19)与控制计算机(14)连接，按照计算机预定参数调节电喷射打印喷头(20)电位，此时电喷射打印喷头(20)与运动基底(11)之间会形成一定的电势差，打印墨水在重力场、电场、流体场的作用下，从喷头喷射出精细射流(23)；

第三步，微区同步固化成型

喷射出的射流沉积到打印衬底(12)时，由于预先调整的加热装置使热量聚焦到电喷射打印喷头(20)正下方的打印衬底(12)表面上的局部区域，打印墨水中的有机溶剂快速挥发，实现打印墨水在打印衬底(12)上的快速固化，打印衬底(12)固定在运动基底(11)上沿着XY平面上运动，电喷射打印喷头(20)与打印衬底(12)相对运动，电喷射打印喷头(20)和加热装置同时固定在横向承重梁(21)上，喷头与加热装置相对静止，因此，加热装置可始终实现打印墨水的微区同步固化成型，打印墨水能够按照控制计算机(14)中预定的轨迹进行固化成型，此外，CCD高清相机(15)实时捕捉打印过程中打印墨水的固化形态，将数据传输到控制计算机(14)，以方便人为的监控打印状态。