[發明專利]一種微區同步固化電噴打印方法

在審

• 申請號: 202110770037.2
• 申請日: 2021-07-04
• 公開（公告）號: CN113580567A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 李凱;尤誠誠;劉麥祺;吳子晗;王曉英
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: B29C64/20
• 分類號: B29C64/20;B29C64/295;B29C64/379;B29C64/386;B33Y30/00;B33Y50/00;B33Y50/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種微區同步固化電噴打印方法，其特征在于，所用的電噴打印裝置包括同步加熱固化模塊、運動調節模塊、電噴打印模塊；所述的同步加熱固化模塊包括活動臂(8)、加熱裝置夾具(9)、熱氣流噴頭(10)、運動基底(11)、打印襯底(12)、襯底夾具(13)、計算機控制器(14)、激光發生器(16)、熱照明燈(17)、活動臂滑塊(22)；所述的熱氣流噴頭(10)、激光發生器(16)、熱照明燈(17)均為加熱裝置，由交流電源供電，均位于打印襯底(12)上方，用于加熱打印襯底(12)；所述的熱氣流噴頭(10)通過加熱裝置夾具(9)固定在活動臂(8)上，活動臂(8)固定在活動臂滑塊(22)下方，通過調節活動臂(8)和活動臂滑塊(22)使加熱裝置發出的熱量聚焦在指定位置；所述的運動基底(11)上安裝有熱傳感器，通訊連接計算機控制器(14)，以配合熱氣流噴頭(10)、激光發生器(16)、熱照明燈(17)對打印襯底(12)加熱；所述的襯底夾具(13)固定打印襯底(12)并且調節其在運動基底(11)上的位置；

所述的運動調節模塊包括交流伺服電機(3)、電機夾具(4)、絲杠(5)、縱向滑塊(6)、縱向支撐梁(7)、CCD高清相機(15)、橫向承重梁(21)；所述的交流伺服電機(3)由交流電源供電，通過電機夾具(4)固定在縱向支撐梁(7)上；絲杠(5)呈豎向安裝在縱向支撐梁(7)上，絲杠(5)的上端與交流伺服電機(3)連接，縱向滑塊(6)能上下滑動地安裝在縱向支撐梁(7)上，且縱向滑塊(6)與絲杠(5)螺旋傳動連接；橫向承重梁(21)與縱向滑塊(6)固定連接，同步加熱固化模塊中的活動臂滑塊(22)安裝在橫向承重梁(21)上；所述的CCD高清相機(15)與控制計算機(14)通信連接，用于觀察打印墨水的固化狀態和打印效果；

所述的電噴打印模塊包括連接導管(1)、注射泵(2)、噴頭夾具(18)、電位調節器(19)、電噴射打印噴頭(20)、精細射流(23)；所述的注射泵(2)通過螺絲固定在運動調節模塊中的橫向承重梁(21)右上端；所述的電噴射打印噴頭(20)通過噴頭夾具(18)固定在橫向承重梁(21)左端；所述的連接導管(1)兩端分別連接注射泵(2)和電噴射打印噴頭(20)，注射泵(2)通過連接導管(1)將打印墨水輸入到電噴射打印噴頭(20)中；所述的電位調節器(19)輸出端與電噴射打印噴頭(20)連接，并向電噴射打印噴頭(20)提供電位；所述的精細射流(23)形成于電噴射打印噴頭(20)出口處，且噴射到打印襯底(12)上。

2.采用權利要求1所述的打印裝置進行微區同步固化電噴打印，其特征在于，具體步驟如下：

第一步，同步固化裝置的調節

利用襯底夾具(13)將打印襯底(12)固定在運動基底(11)上，啟動控制計算機(14)和CCD高清相機(15)，CCD高清相機(15)獲取打印襯底(12)的空間形貌，將數據傳輸到控制計算機(14)上，使計算機上顯示捕獲的高清圖像，交流伺服電機(3)與控制計算機(14)連接，按照計算機預定的參數調節電噴打印噴頭(20)距離打印襯底(12)的高度，選擇合適的加熱裝置使其固定在加熱裝置夾具(9)上，調節活動臂(8)和活動臂滑塊(22)的位置使加熱裝置輸出的熱量聚焦在電噴射打印噴頭(20)的正下方的打印襯底(12)的表面上，在打印開始前啟動加熱裝置使加熱裝置進行預熱；

第二步，多復合場條件下電射流形成

注射泵(2)內裝有打印墨水，并且由控制計算機(14)人為操作控制啟動，連接導管(1)連接注射泵(2)和電噴射打印噴頭(20)，打印墨水由注射泵(2)輸出，通過連接導管(1)輸送到電噴射打印噴頭(20)中，電位調節器(19)與控制計算機(14)連接，按照計算機預定參數調節電噴射打印噴頭(20)電位，此時電噴射打印噴頭(20)與運動基底(11)之間會形成一定的電勢差，打印墨水在重力場、電場、流體場的作用下，從噴頭噴射出精細射流(23)；

第三步，微區同步固化成型

噴射出的射流沉積到打印襯底(12)時，由于預先調整的加熱裝置使熱量聚焦到電噴射打印噴頭(20)正下方的打印襯底(12)表面上的局部區域，打印墨水中的有機溶劑快速揮發，實現打印墨水在打印襯底(12)上的快速固化，打印襯底(12)固定在運動基底(11)上沿著XY平面上運動，電噴射打印噴頭(20)與打印襯底(12)相對運動，電噴射打印噴頭(20)和加熱裝置同時固定在橫向承重梁(21)上，噴頭與加熱裝置相對靜止，因此，加熱裝置可始終實現打印墨水的微區同步固化成型，打印墨水能夠按照控制計算機(14)中預定的軌跡進行固化成型，此外，CCD高清相機(15)實時捕捉打印過程中打印墨水的固化形態，將數據傳輸到控制計算機(14)，以方便人為的監控打印狀態。