[發明專利]一種片狀等離子體驅動的陣列化電流體噴印裝置及方法

在審

• 申請號: 202310176583.2
• 申請日: 2023-02-28
• 公開（公告）號: CN116198221A
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 葉冬;蔣宇;曾明濤;黃永安;尹周平
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B41J2/01
• 分類號: B41J2/01;B41J2/14;B41J2/06;B41J3/407
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 胡佳蕾

1.一種片狀等離子體驅動的陣列化電流體噴印裝置，其特征在于，包括：陣列化噴印頭和片狀等離子體噴頭；

所述陣列化噴印頭包括多個供墨噴嘴，每個供墨噴嘴上端與供墨單元連接，且內部設置有接地電極，所述接地電極通過開關控制接地；

所述片狀等離子體噴頭包括等離子體噴頭主體和電極片，所述等離子體噴頭主體上端設置有進氣口以通入工作氣體，中間設有狹長的通孔作為氣流通路，內壁面放置一圈所述電極片；所述電極片與高壓電源連接，通過放電使得所述工作氣體電離形成等離子體，等離子體在氣流的吹動下沿著所述片狀等離子體噴頭內部的通路向外噴出形成片狀等離子體射流；所述片狀等離子體射流作用于所述陣列化噴印頭正下方的待打印的絕緣材料基板使其帶上正電荷，所述待打印的絕緣材料基板與接地的所述供墨噴嘴間形成電場，在電場的作用下墨液內部的負電荷被誘導而聚集在氣液交界面上，當電荷量突破瑞利極限時，墨液形成泰勒錐產生射流，墨液沉積到所述待打印的絕緣材料基板，以此完成噴墨打印。

2.根據權利要求1所述的片狀等離子體驅動的陣列化電流體噴印裝置，其特征在于，所述工作氣體為氬氣、氦氣、氮氣或空氣。

3.根據權利要求1所述的片狀等離子體驅動的陣列化電流體噴印裝置，其特征在于，所述高壓電源為脈沖電源或射頻電源。

4.一種噴印方法，其特征在于，所述噴印方法是采用權利要求1-3任一項所述的片狀等離子體驅動的陣列化電流體噴印裝置進行噴印的。

5.根據權利要求4所述的噴印方法，其特征在于，所述噴印方法包括如下步驟：

S1、將陣列化噴印頭豎直放置在待打印的絕緣材料基板上方，將需要使用的供墨噴嘴的接地電極接地，將片狀等離子體噴頭內部的電極片與高壓電源連接；

S2、墨液通過供墨單元輸送至供墨噴嘴出口處，將工作氣體通過進氣口通入沿著氣體導管到達所述等離子體噴頭主體內部，使得所述工作氣體在所述電極片的放電作用下形成片狀等離子體射流；

S3、產生的片狀等離子體射流從所述片狀等離子體噴頭噴出，作用在所述供墨噴嘴正下方的所述待打印的絕緣材料基板表面使其帶上正電荷，所述待打印的絕緣材料基板與接地的所述供墨噴嘴間形成電場，在所述電場的作用下墨液內部的負電荷被誘導而聚集在氣液交界面上，當電荷量突破瑞利極限時，墨液形成泰勒錐產生射流，墨液沉積到所述待打印的絕緣材料基板，以此完成噴墨打印。

6.根據權利要求5所述的噴印方法，其特征在于，還包括：

S4、控制不需要使用的供墨噴嘴的接地電極的開關斷開，使該供墨噴嘴停止噴射打印，以此實現陣列化噴印頭內各個供墨噴嘴的獨立控制及避免相鄰供墨噴嘴獨立控制時相互串擾。

7.根據權利要求5所述的噴印方法，其特征在于，通過控制所述高壓電源的電壓強度調節所述片狀等離子體射流的放電強度，使得所述片狀等離子體射流在所述待打印的絕緣材料基板上僅留下電荷作為氣態電極，而不對所述待打印的絕緣材料基板進行刻蝕、改性。