[發明專利]一種基于等離子體表面改性的直寫噴頭、包括其的直寫系統裝置及直寫方法

在審

• 申請號: 202110244743.3
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113021885A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 楊燦輝;李嘯天;張平;王慧如
• 申請（專利權）人: 南方科技大學
• 主分類號: B29C64/209
• 分類號: B29C64/209;B29C64/112;B33Y30/00;B33Y10/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 潘登

1.一種基于等離子體表面改性的直寫噴頭，其特征在于，所述的直寫噴頭包括安裝板以及設置于所述安裝板上的驅動組件，所述的驅動組件上并排豎直設置有等離子體噴頭和墨水注射器；所述的驅動組件用于帶動所述的等離子體噴頭沿豎直方向移動和/或將墨水注射器內的墨水擠出。

2.根據權利要求1所述的直寫噴頭，其特征在于，所述的墨水注射器包括外筒和插入所述外筒內的活塞桿，所述的外筒可拆卸固定于安裝板上，所述的活塞桿固定于驅動組件上，所述的活塞桿在驅動組件的帶動下沿豎直方向移動，從而將外筒內的墨水擠出；

優選地，所述的外筒通過夾具固定于安裝板上。

3.根據權利要求1或2所述的直寫噴頭，其特征在于，所述的驅動組件包括滑塊、絲桿和驅動電機，所述的絲桿豎直設置，所述的絲桿貫穿所述的滑塊，所述絲桿的一端連接驅動電機，所述的滑塊在驅動電機的帶動下沿絲桿移動；

優選地，所述的滑塊上固定有所述的活塞桿，所述滑塊的一側面固定有所述的等離子體噴頭，所述的滑塊在驅動電機的作用下同時帶動活塞桿和等離子體噴頭沿豎直方向移動。

4.根據權利要求1-3任一項所述的直寫噴頭，其特征在于，所述的安裝板上還豎直設置有導軌，所述的導軌位于驅動組件一側，所述的等離子體噴頭活動設置于所述的導軌上；

優選地，所述的等離子體噴頭在滑塊的帶動下沿導軌在豎直方向上移動；

優選地，所述的導軌可拆卸固定于安裝板上；

優選地，所述的導軌通過螺栓固定于安裝板上。

5.根據權利要求1-4任一項所述的直寫噴頭，其特征在于，所述的墨水注射器內注入的墨水包括水凝膠和/或離子液體凝膠。

6.一種基于等離子體表面改性的直寫系統裝置，其特征在于，所述的直寫系統裝置包括直寫噴頭、安裝底座和操作臺，所述的直寫噴頭為權利要求1-5任一項所述的直寫噴頭；

所述的安裝底座用于帶動所述的直寫噴頭在水平方向上移動，所述的操作臺位于直寫噴頭正下方，所述的操作臺上放置基材。

7.根據權利要求6所述的直寫系統裝置，其特征在于，所述的安裝底座包括水平設置的驅動導軌，所述的直寫噴頭活動設置于所述的驅動導軌上，并沿驅動導軌在水平方向上移動；所述的驅動導軌兩端設置有支撐桿；

優選地，所述的操作臺底部設置有驅動件，所述的驅動件用于帶動操作臺沿縱深方向移動。

8.一種采用權利要求6或7所述的直寫系統裝置進行直寫的直寫方法，其特征在于，所述的直寫方法包括：

基材放置于操作臺上，等離子體噴頭沿預設的圖案軌跡對基材進行親水化處理，墨水注射器向處理后的基材表面注射墨水，墨水在基材表面形成預設圖案。

9.根據權利要求8所述的直寫方法，其特征在于，所述的等離子體噴頭在親水化處理過程中的移動速度為400～800mm/min，進一步優選為450～750mm/min；

優選地，所述的等離子體噴頭的噴出口與基材之間的垂直距離為10～20mm，進一步優選為14～20mm；

優選地，所述的等離子體噴頭采用的等離子體功率為100～200W，進一步優選為140～170W；

優選地，所述的等離子體噴頭采用的等離子壓強為0.01～0.1MPa，進一步優選為0.03～0.06MPa。

10.根據權利要求8或9所述的直寫方法，其特征在于，基材表面形成的圖案線條寬度為2～10mm，進一步優選為4～5mm。