[發明專利]一種氣溶膠噴墨打印實時固化監測裝置及方法

在審

• 申請號: 202211266225.2
• 申請日: 2022-10-14
• 公開（公告）號: CN115431646A
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 張開富;張浩;易城林;李嶺博;程暉;駱彬
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B41J11/00
• 分類號: B41J11/00;B41J29/393
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 賈瑞華

本發明涉及一種氣溶膠噴墨打印實時固化監測裝置及方法，涉及氣溶膠噴墨打印技術領域，裝置包括：軌道模塊、轉接板模塊、光固化模塊和鏡頭實時監測模塊；所述軌道模塊和打印系統的噴頭系統固定在所述轉接板模塊上；所述光固化模塊和所述鏡頭實時監測模塊均設置在所述軌道模塊上；所述光固化模塊沿著所述軌道模塊滑動至待固化打印產品的位置；所述光固化模塊用于對所述待固化打印產品進行實時固化；所述鏡頭實時監測模塊沿著所述軌道模塊滑動至待監測打印跡線的位置；所述鏡頭實時監測模塊用于對所述待監測打印跡線進行監測。本發明能夠實現結構簡單、易于操作、可多角度實時監測打印跡線并進行反饋調節、對跡線進行多方位均勻地實時UV固化。

技術領域

本發明涉及氣溶膠噴墨打印技術領域，特別是涉及一種氣溶膠噴墨打印實時固化監測裝置及方法。

背景技術

氣溶膠噴墨打印技術是一種新興的“直寫式”印刷技術，相較于傳統的打印技術，具有打印精度高、邊界可控性良好、適用材料多、粘度范圍廣、材料利用率高、無污染等特點。由于該工藝可以直接形成圖案化的薄膜而無需掩模版，故被認為是一種極具潛力的印刷工藝，且在低成本和高產量的印刷電子領域具有極高的商業應用前景。現針對氣溶膠噴墨打印已探索了一系列的應用，包括有源和無源電子元件、執行器以及傳感器等。氣溶膠噴墨打印裝置通常包含一個墨盒，以及能夠精確沉積溶液在設計區域的噴墨頭，在沉積光反應性油墨時，可配合光固化設備迅速將光反應性油墨固化，其中對油墨的光固化水平直接關系到產品的精度和質量。然而，使用光反應性油墨進行氣溶膠噴墨打印的一個困難是缺乏對生產過程中所達到的光聚合水平的控制和實時監測。雖然后固化也是一種常用的固化方法，可以在生產結束后提高聚合水平。然而，后固化方式在氣溶膠噴墨打印中有局限性，由于氣溶膠噴墨打印是高精度印刷，打印過程中未實時固化的油墨會導致邊緣松散的效果，從而嚴重影響產品的幾何精度。因此針對氣溶膠噴墨打印提出一個可以進行實時紫外線(Ultraviolet，UV)固化和監測的方法并建立相應的裝置對改善氣溶膠噴墨打印光反應性油墨的效果具有重要意義。其中光固化的效果主要與UVLED光源的能量值、光的波長和固化距離有關。針對不同的油墨，需要通過添加實時的UV固化光源或調節光源與打印跡線的距離來改變光源提供的能量；此外，針對氣溶膠噴墨打印產生的高精度的打印跡線，需要通過調節鏡頭監測視角來清晰地實時監測打印跡線形貌，若通過外接顯示器的監測顯示打印跡線不連續或形貌不符合要求時，打印系統的反饋調節機制進行工作，彈窗報警并停止打印，避免材料浪費的同時方便工作人員可以及早對打印系統進行調節。并且鏡頭監測和UV固化光源相配合的方位調節可以使UV光源形成的光斑精確對準高精度打印跡線，從而提高固化效率。所以在方法提出和裝置設計期間不但要考慮對打印跡線固化和監測的實時性，而且也要考慮裝置的可調節性以及對光反應性油墨的普適性。但現有的氣溶膠噴墨打印系統中，對打印跡線的監測模式單一，在使用中無法根據實驗的需求對裝置的位置和數量進行改變，并且現有的氣溶膠噴墨打印系統對于光反應性油墨生成的打印跡線大多使用后固化處理方式，對產品的固化和監測存在局限性，缺乏靈活性，無法滿足不同類型油墨的實時原位固化需求，導致裝置的適用范圍受限。因此提出一種氣溶膠噴墨打印跡線的多方位實時UV固化和監測反饋的方法，并相應設計一種使打印跡線固化更均勻，集成度更高的裝置，在氣溶膠噴墨打印后續的發展中具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種氣溶膠噴墨打印實時固化監測裝置及方法，以實現結構簡單、易于操作、可多角度實時監測打印跡線并進行反饋調節、對跡線進行多方位均勻地實時UV固化。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種氣溶膠噴墨打印實時固化監測裝置，包括：軌道模塊、轉接板模塊、光固化模塊和鏡頭實時監測模塊；

所述軌道模塊和打印系統的噴頭系統固定在所述轉接板模塊上；所述光固化模塊和所述鏡頭實時監測模塊均設置在所述軌道模塊上；所述光固化模塊沿著所述軌道模塊滑動至待固化打印產品的位置；所述光固化模塊用于對所述待固化打印產品進行實時固化；所述鏡頭實時監測模塊沿著所述軌道模塊滑動至待監測打印跡線的位置；所述鏡頭實時監測模塊用于對所述待監測打印跡線進行監測。