[发明专利]一种微区同步固化电喷打印方法

说明书

本发明属于先进制造技术领域，涉及一种微区同步固化电喷打印方法。首先，打印墨水通过注射泵输出，经过连接导管输送到电喷射打印喷头中，同时，电位调节器使得打印喷头具有高电位，与运动基底之间形成高电压；当墨水输送到打印喷头的喷口时，在电场力、重力和自身表面张力的作用下形成精细射流；在打印过程中，电射流在接触打印衬底的同时，加热装置随即进行加热，使其中的有机溶剂快速挥发，从而实现同步固化，且加热装置仅对电射流接触衬底的局部区域进行加热，从而大幅度减小加热对打印衬底带来的热形变。此微区同步固化电喷打印装置及方法能够解决传统加热固化技术的问题，且具有低能耗、低成本等特点。

技术领域

本发明属于先进制造技术领域，涉及一种微区同步固化电喷打印方法。

背景技术

打印技术是集计算机辅助设计、精密机械和材料科学于一体的无模成型方法，具有精准、快速和节省原料等优点。现在发展起来的打印技术有喷墨打印、挤出直写和电流体喷印。其中电流体喷印也被称为电流体喷射打印或电射流打印，是一种非接触式打印成型技术，可实现微米级甚至纳米级的高精度打印制造，具有工艺简单、材料适应性广、成本低等特点。打印过程中打印墨水在重力、表面张力和电场力的共同作用下形成精细射流，射流到达衬底后，其内的有机溶剂快速挥发，进而墨水在衬底上固化成型。传统的加热固化技术是对打印衬底进行整体加热，从而使打印墨水固化成型，但在此过程中，对于易受热形变的衬底，整体加热会使其发生严重的热形变，从而难以使打印墨水呈现出预期的打印效果，而且由于打印衬底的热形变，墨水固化过程中甚至会使衬底、打印结构发生断裂。此外，传统的加热固化技术对打印衬底进行整体加热，并且需要保证均匀加热，这对加热装置和衬底的导热性能具有一定的要求。

发明内容

本发明要解决的技术难题是克服上述技术的不足，发明一种微区同步固化电喷打印方法。首先，打印墨水通过注射泵输出，经过连接导管输送到电喷射打印喷头中，同时，电位调节器使打印喷头具有高电位，与运动基底之间形成高电压。当墨水输送到打印喷头的喷口时，在电场力、重力和自身表面张力的复合作用下形成精细射流。在打印过程中，射流在达到衬底的同时，加热装置随即进行加热，使射流中的有机溶剂快速挥发，从而实现打印结构的同步固化，且加热装置仅对射流沉积在衬底的局部区域进行加热，从而大幅度减小加热对打印衬底带来的热形变。此微区同步固化电喷打印方法具有可控性强、低成本等特点。

本发明采取的技术方案是：

一种微区同步固化电喷打印方法，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、加热装置夹具、热气流喷头、运动基底、打印衬底、衬底夹具、计算机控制器、激光发生器、热照明灯、活动臂滑块；所述的热气流喷头、激光发生器、热照明灯均为加热装置，由交流电源供电，均位于打印衬底上方，用于加热打印衬底；热气流喷头通过加热装置夹具固定在活动臂上，活动臂固定在活动臂滑块下方，通过调节活动臂和活动臂滑块使加热装置发出的热量聚焦在指定位置；所述的运动基底上安装有热传感器，通讯连接计算机控制器，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、电机夹具、丝杠、纵向滑块、纵向支撑梁、CCD高清相机、横向承重梁；所述的交流伺服电机由交流电源供电，通过电机夹具固定在纵向支撑梁上丝杠呈竖向安装在纵向支撑梁上，丝杠的上端与交流伺服电机连接，纵向滑块能上下滑动地安装在纵向支撑梁上，且纵向滑块与丝杠螺旋传动连接；横向承重梁与纵向滑块固定连接，同步加热固化模块中的活动臂滑块安装在横向承重梁上；所述的CCD高清相机与控制计算机连接，用于观察打印墨水的固化状态和打印效果。