[發(fā)明專利]電紡直寫噴印關(guān)斷控制裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210106392.0
• 申請(qǐng)日: 2012-04-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102632729A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭高峰;施建龍;黃裕茜;方德俊;王翔;孫道恒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號(hào): B41J29/38
• 分類號(hào): B41J29/38
• 代理公司: 廈門南強(qiáng)之路專利事務(wù)所 35200
• 代理人: 馬應(yīng)森

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種噴墨打印輔助設(shè)備，尤其是涉及一種電紡直寫噴印關(guān)斷控制裝置。

背景技術(shù)

電紡直寫技術(shù)作為一種新型的噴墨打印方式，是利用紡絲射流的直線穩(wěn)定階段實(shí)現(xiàn)了線寬50nm～10μm納米纖維或微米薄膜的有序制備，定位精度6～8μm，最高噴印速度可達(dá)4m/s，可在常溫常壓環(huán)境下將聚合物、金屬顆粒溶液等多種溶液直接噴印到硬性或柔性基底上；與柔性電子材料具有良好的兼容性，并可與卷到卷制造工藝結(jié)合實(shí)現(xiàn)柔性電子和有機(jī)微納器件的大面積、批量化、低成本制造。電紡直寫技術(shù)可以較好地克服傳統(tǒng)微電子制造技術(shù)投資大、環(huán)境污染嚴(yán)重、制造環(huán)境條件要求高求、與柔性基板、有機(jī)材料工藝兼容性差等缺點(diǎn)，具有巨大的應(yīng)用潛力。并且電紡直紡在工作原理上不同于傳統(tǒng)采用內(nèi)壓力(如壓電、熱氣泡噴墨打印)，而是采用于外高壓電場(chǎng)拉伸噴印溶液使之變形產(chǎn)生泰勒錐而出現(xiàn)射流噴射；噴印射流來(lái)源于紡絲泰勒錐錐尖，射流直徑不受限于紡絲噴嘴的內(nèi)徑，可進(jìn)一步減小噴印微納結(jié)構(gòu)線寬(傳統(tǒng)噴墨打印最小線寬20μm)。因此，電紡直寫噴印可采用大內(nèi)徑噴頭進(jìn)行微納結(jié)構(gòu)的噴印制備，突破了傳統(tǒng)噴印技術(shù)中對(duì)溶液粘度的限制(傳統(tǒng)噴墨打印噴印溶液粘度0.002～0.1Pas)，可實(shí)現(xiàn)高粘度溶液(粘度可達(dá)～15Pas)快速噴印。電紡直寫噴印已經(jīng)成為柔性電子產(chǎn)業(yè)噴印最具潛力的制造技術(shù)之一。

在電紡直寫噴印過(guò)程中，主要在噴頭與收集平臺(tái)之間施加高壓電場(chǎng)，使其拉伸黏彈性溶液發(fā)生變形，產(chǎn)生射流進(jìn)行噴印。在高壓電場(chǎng)作用下，溶液中電荷將朝泰勒錐錐尖運(yùn)動(dòng)并產(chǎn)生聚焦，射流從泰勒錐射出后將攜帶走溶液表面聚焦的電荷，帶電射流在高壓電場(chǎng)作用下將朝收集平臺(tái)加速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電紡直寫停止時(shí)，高壓電源關(guān)斷后噴嘴處電荷不能馬上降為零，泰勒錐和射流表面仍聚焦有大量殘留電荷。受殘余電荷排斥力黏彈性溶液流體慣性的共同影響，射流仍將繼續(xù)保持噴射。但此高壓電場(chǎng)已經(jīng)關(guān)斷，射流在殘留電荷的作用下射流尾流將主要產(chǎn)生不均勻納米纖維或衛(wèi)星液滴為主，破壞了已經(jīng)噴印的微納米結(jié)構(gòu)整體性，特別是在微納系統(tǒng)精密集成加工方面的影響更為顯著。

實(shí)現(xiàn)電紡直寫噴印射流的準(zhǔn)確快速關(guān)斷，是實(shí)現(xiàn)其在集成微納系統(tǒng)精確制備應(yīng)用的關(guān)鍵之一。

目前，紡絲射流關(guān)斷仍主要依靠射流的自然關(guān)斷，關(guān)斷時(shí)間長(zhǎng)、控制效果差；對(duì)于紡絲射流快速關(guān)斷的控制研究尚未見(jiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道。

本申請(qǐng)人在中國(guó)專利CN102019240A中提供一種電紡直寫噴頭。設(shè)帶噴頭空心套管、帶螺紋調(diào)節(jié)塞、線圈、銜鐵、回位彈簧、探針、排氣管道；帶噴頭空心套管前端設(shè)有噴孔和注入孔，帶螺紋調(diào)節(jié)塞設(shè)于帶噴頭空心套管后端，線圈套在帶噴頭空心套管外側(cè)，銜鐵設(shè)于帶噴頭空心套管內(nèi)，探針與銜鐵固連，探針前端位于帶噴頭空心套管前端的噴孔中，探針后端與回位彈簧一端固連，回位彈簧另一端與帶螺紋調(diào)節(jié)塞內(nèi)端固連，排氣管道設(shè)于帶螺紋調(diào)節(jié)塞上，排氣管道內(nèi)端與帶噴頭空心套管內(nèi)腔相通，排氣管道外端與外界相通。

本申請(qǐng)人在中國(guó)專利CN102162175A中提供一種激光引導(dǎo)電紡直寫裝置。設(shè)有控制器、高壓繼電器、靜電高壓電源、空心噴頭、準(zhǔn)直聚焦透鏡組、光纖、密封調(diào)節(jié)件、激光器、供液泵、供液管、收集板和運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。控制器接高壓繼電器，高壓繼電器各端分別接靜電高壓電源、收集板及設(shè)于空心噴頭前端的導(dǎo)體噴嘴，密封調(diào)節(jié)件與空心噴頭后端密封連接，光纖穿過(guò)密封調(diào)節(jié)件中心且與密封調(diào)節(jié)件固連，準(zhǔn)直聚焦透鏡組設(shè)于光纖前端，光纖后端露出空心噴頭且與激光器連接，供液泵通過(guò)供液管與空心噴頭連通，收集板固于運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上且面對(duì)空心噴頭。激光約束了紡絲射流的無(wú)序運(yùn)動(dòng)并引導(dǎo)紡絲射流沉積于收集板激光斑點(diǎn)處。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種可以實(shí)現(xiàn)電紡直寫噴印射流的快速準(zhǔn)確關(guān)斷的電紡直寫噴印關(guān)斷控制裝置。

本發(fā)明設(shè)有噴頭、導(dǎo)電繼電器、供電高壓繼電器、直流高壓電源、接地高壓繼電器、接地繼電器、延時(shí)繼電器、收集平臺(tái)、加熱絲、機(jī)械關(guān)斷閥片、加熱直流電源、機(jī)械關(guān)斷閥片轉(zhuǎn)盤、溫控繼電器、限流電阻、機(jī)械關(guān)斷閥啟動(dòng)限位、機(jī)械關(guān)斷閥關(guān)斷限位、支架、三端直流電源組、電機(jī)、保護(hù)電阻、電控單刀三擲開(kāi)關(guān)和控制器；