[發明專利]一種用于實現墨水混合電噴打印的裝置

在審

• 申請號: 202210958981.5
• 申請日: 2022-08-04
• 公開（公告）號: CN115431514A
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 李娜;李凱;駱立鋒;宋博洋;王曉英
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: B29C64/112
• 分類號: B29C64/112;B29C64/20;B29C64/245;B29C64/255;B29C64/321;B29C64/307;B33Y30/00;B33Y40/00
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本發明屬于先進制造技術領域，提供一種用于實現墨水混合電噴打印的裝置，在墨水輸運過程中實現高度混合，形成穩定射流。墨水溶液先通過環形流量傳感器，再吸入到精密輸送管，接著被送到齒形管型混合器中，流經齒形管型混合器的齒形葉片和弧形分流葉片，墨水溶液初步混合，通過閥門控制，進入螺旋形管型混合器中，利用曲線管道中流動液體自生的離心力場，實現墨水溶液進一步混合均勻，最后，電噴打印混合后的墨水。此電噴打印裝置具有結構簡單、成本低、不易堵針等優勢。

技術領域

本發明屬于先進制造技術領域，涉及一種用于實現墨水混合電噴打印的裝置。

背景技術

隨著微納米技術的發展，微納米產品在日常生活中逐漸普及，影響并改變著人們的生活。隨著對微納米產品的要求不斷提高，打印技術因具有獨特的優點，在微納制造領域發揮出了重要的作用。然而，目前研發人員多注重新機理、新方法的研究，對打印過程中墨水輸運關注較少。但墨水溶液輸送過程同樣不可忽視，其對打印質量至關重要。在傳統的電噴打印過程中，墨水溶液直接由輸送管運輸到噴針中。墨水溶液從存儲容器輸送到噴針的過程中，需流經一段較長的輸送管，墨水溶液由于密度、重力、粒子表面張力等客觀因素，必定會在輸送管中產生團聚、沉淀，混合不均勻墨水溶液，單位體積內所含粒子數不均勻，單位體積內所含粒子數不相等，這將導致相同體積的納米溶液在電力場中受到不同電場力，誘發不穩定的射流，造成打印線寬不均勻、介電常數波動大等問題，引起打印微納結構及器件性能低。

發明內容

本發明要解決的技術難題是克服上述技術的不足，發明一種用于實現墨水混合電噴打印的裝置。首先將儲存在密封儲罐中的墨水溶液，通過傳輸泵提供動力吸入到輸送管中，墨水溶液在流入到輸送管之前，先通過環形流量傳感器，環形流量傳感器檢測輸送管中墨水溶液的流量，反饋數據后及時通過傳輸泵控制墨水溶液的流量，保持電噴打印的穩定性、均勻性。接著輸送管將墨水溶液運送到齒形管型混合器中，流經齒形管型混合器的齒形葉片時，墨水溶液與齒形葉片形成沖擊，初步混合經過第一步運輸后造成的墨水溶液沉淀，再流經弧形分流葉片，弧形分流葉片將水流分為左右兩股，左邊的水流圍繞左側的弧形分流葉片，形成逆時針水流，順著下半部分平滑的弧形隔板流下，右邊的水流圍繞右側的弧形分流葉片，形成順時針水流，沿著下半部分平滑的弧形隔板流下與左側逆時針的水流對沖、混合，然后流經齒形管型混合器下端齒形葉片，再流出兩個齒形混合器出口，兩個齒形混合器出口將水流分成兩股，一股流經帶有閥門齒形混合器出口，水平進入螺旋型混合器，另一股無阻礙流經不帶有閥門齒形混合器出口，垂直流入到螺旋型混合器，形成兩股速度不同的水流，在螺旋形管型混合器中利用曲線管道中流動液體自生的離心力場產生二次流，實現墨水溶液進一步混合均勻。最后導電噴針夾具與空腔噴針在Z軸上移動到合適位置，與襯底形成一定高度，開通可變電源，根據需求產生幾十伏到幾千伏不等的電壓，電壓通過導電噴針夾具使得空腔噴針外表面與襯底之間形成電力場，使得墨水溶液帶電，與連接地面的運動基板相互吸引，形成穩定的納米射流，根據需要，運動基板連同襯底在平面內移動，承接噴射出來的納米射流，最終在襯底上打印成品。本發明的裝置具有結構簡單、成本低等優點。

所述的輸送監控模塊包括密封儲罐、墨水溶液、環形流量傳感器、精密輸送管、傳輸泵；所述的密封儲罐用于儲存墨水溶液，并與精密輸送管相連接；所述的傳輸泵向墨水溶液提供動力，將一定需求量的墨水溶液通過環形流量傳感器，吸入到精密輸送管；所述的環形流量傳感器固定在精密輸送管外圈，安置在傳輸泵前，環形流量傳感器位于密封儲罐上方，距離密封儲罐端口10cm～100cm；所述的墨水溶液從密封儲罐吸入到精密輸送管后，先流經環形流量傳感器，再流過傳輸泵；