[發(fā)明專利]利用電場驅(qū)動(dòng)噴射3D打印制造電磁屏蔽光學(xué)窗方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811018666.4
• 申請日: 2018-09-03
• 公開（公告）號(hào): CN109247005B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘭紅波;周賀飛;李滌塵;趙佳偉;許權(quán)
• 申請（專利權(quán)）人: 青島理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H05K9/00
• 分類號(hào): H05K9/00;B22F3/105;B33Y10/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

本發(fā)明公開了一種利用電場驅(qū)動(dòng)噴射3D打印制造電磁屏蔽光學(xué)窗方法，包括以下步驟：對硬質(zhì)透明基材進(jìn)行降低表面能的預(yù)處理；利用基于單電勢的電場驅(qū)動(dòng)噴射沉積3D打印工藝和設(shè)備，以玻璃針頭作為噴嘴，采用無顆粒納米銀漿作為打印材料，在預(yù)處理后的基材表面按設(shè)定路徑進(jìn)行金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)陣列的打印，在基材上打印第一層金屬網(wǎng)柵，利用電場驅(qū)動(dòng)噴射3D打印的自聚焦效應(yīng)打印其它層，直到完成金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)陣列；將制作好金屬網(wǎng)柵的基材進(jìn)行烘烤或燒結(jié)，按照設(shè)定溫度和時(shí)間進(jìn)行燒結(jié)，通過燒結(jié)后處理使無顆粒納米銀漿轉(zhuǎn)化和還原成導(dǎo)電納米銀，完成導(dǎo)電化處理，形成金屬網(wǎng)柵結(jié)構(gòu)電磁屏蔽光學(xué)窗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用電場驅(qū)動(dòng)噴射3D打印制造電磁屏蔽光學(xué)窗方法。

背景技術(shù)

航空航天裝備光學(xué)窗、軍事保密設(shè)施防電磁泄露光窗、醫(yī)用電磁隔離室觀察窗、精密光電儀器光學(xué)窗、通訊設(shè)備透明電磁屏蔽元件、手機(jī)觸控屏等諸多領(lǐng)域?qū)τ谕该麟姶牌帘魏碗姶牌帘喂鈱W(xué)窗提出越來越高的要求。例如為了實(shí)現(xiàn)對空和對地目標(biāo)的觀測和探測，飛行器通常在儀器艙或工作艙內(nèi)安裝一臺(tái)或多臺(tái)精密光電成像和探測儀器，工作在從可見光到遠(yuǎn)紅外的寬波段內(nèi)。為實(shí)現(xiàn)特定觀測和探測功能，飛行器必須預(yù)留一定面積的高透明性光學(xué)窗作為光電儀器必要的信息通道，如飛機(jī)座艙、整流罩、觀察窗等。

然而光學(xué)窗的高透明性也使得雷達(dá)波和無線電波能輕易穿透光學(xué)窗而破壞飛行器整體的電磁屏蔽性能，危害極大。尤其是現(xiàn)在飛行器所處的空間電磁環(huán)境越來越復(fù)雜，不僅有太陽黑子、宇宙射線、雷電等自然電磁信號(hào)，還有電視廣播和衛(wèi)星通信等民用信號(hào)，在戰(zhàn)場條件下，更有錯(cuò)綜復(fù)雜的各種雷達(dá)信號(hào)以及隨著電子對抗技術(shù)發(fā)展而越來越突出的電磁干擾信號(hào)。由于普通光學(xué)窗的電磁通透性，飛行器艙內(nèi)眾多的電子設(shè)備暴露在這樣復(fù)雜的空間電磁環(huán)境下，極易造成性能降低甚至失效，如艙內(nèi)的精密光電探測器件，由于受外部電磁場的干擾，其探測能力會(huì)顯著降低甚至造成虛假目標(biāo)探測；另一方面，艙內(nèi)電子設(shè)備工作時(shí)，也向窗外輻射電磁波，造成電磁污染，更為嚴(yán)重的危害是使飛行器成為反輻射武器的追蹤目標(biāo)，同時(shí)也會(huì)造成電磁泄漏，使重要情報(bào)信息被發(fā)現(xiàn)和截獲。所以這要求光學(xué)窗必須對飛行器艙體內(nèi)外實(shí)現(xiàn)電磁隔離，既要防止外部有害電磁信號(hào)對內(nèi)部光電儀器和電子設(shè)備的干擾，又要防止內(nèi)部電磁信號(hào)向外部輻射成為探測源和電磁泄漏。

航空航天裝備領(lǐng)域的光學(xué)窗需要進(jìn)行電磁屏蔽，以實(shí)現(xiàn)抗電磁干擾、電磁隔離和縮減雷達(dá)特征信號(hào)等功能，且隨著空間電磁環(huán)境的復(fù)雜化，雷達(dá)探測技術(shù)的不斷進(jìn)步，要求光學(xué)窗的電磁屏蔽必須是強(qiáng)電磁屏蔽。另一方面，隨著光電探測器件靈敏度和最小分辨能力的不斷提高，為實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離和更微小目標(biāo)的光學(xué)探測和觀測，光學(xué)窗的電磁屏蔽還應(yīng)不影響其光學(xué)透明性，即光學(xué)窗必須有高的透光率和低的成像質(zhì)量影響。因此，在軍事及航空航天等領(lǐng)域光學(xué)窗必須同時(shí)滿足兩方面要求：一方面能夠?qū)⒂绊懴到y(tǒng)內(nèi)電子器件正常工作和對信號(hào)接收設(shè)備產(chǎn)生干擾的電磁波有效屏蔽掉；另一方面還要兼具優(yōu)良的透光特性，使其不影響光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量，以滿足設(shè)備探測和觀測的要求。

又如醫(yī)療用核磁共振儀屏蔽室的觀察窗需要具有超強(qiáng)的寬波段電磁屏蔽性能和良好的透光性能，防止核磁共振儀被外界電磁場干擾影響正常工作，以及工作人員長期暴露于核磁共振儀本身的電磁場下而損害健康。因此，諸多領(lǐng)域?qū)τ诟咝阅茈姶牌帘喂鈱W(xué)窗提出越來越高的要求：同時(shí)兼顧高透光率、強(qiáng)電磁屏蔽效率、超強(qiáng)的寬波段電磁屏蔽性能以及低成像質(zhì)量影響等。