基于电场-热场复合的电喷射3D打印装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于先进制造技术领域，涉及一种基于电场‑热场复合的电喷射3D打印装置及方法。该方法在电场‑热场复合作用下电喷射打印微纳3D过程中，墨水在流体场和重力场复合作用下以恒定流速到达喷针口，然后利用喷针与衬底间的电场剪切力将墨水“拖拽”形成远小于喷孔尺寸的微纳米稳定射流，同时结合热场对墨水的热辐射促使墨水中溶剂加速蒸发，最后射流在衬底上层层叠加，形成微纳尺度3D结构。该方法与液滴喷射式打印技术相比，具有材料适应性强、复杂微纳3D结构可制造等优势。

The electric field thermal field complex electric jet printing device and method based on 3D

The invention belongs to the field of advanced manufacturing technology, relates to an electric field thermal field complex electric jet printing device and method based on 3D. The method of micro nano electrospray thermal electric field in print field in the 3D process, the ink in the fluid field and gravity field with constant velocity to spray the needle, and then use the electric shear force between the substrate and the needle will \drag\ the formation of micro nano ink jet stability is much smaller than the orifice size at the same time, combined with the thermal field of the heat radiation to accelerate evaporation of ink solvent ink jet, finally in the substrate layers superimposed, forming micro nano scale 3D structure. Compared with droplet jet printing technology, this method has many advantages, such as high adaptability, complex, micro nano 3D structure and manufacturing.

【技术实现步骤摘要】
基于电场-热场复合的电喷射3D打印装置及方法
本专利技术属于先进制造
，涉及一种基于电场-热场复合的电喷射3D打印装置及方法。
技术介绍
3D打印是近年来快速发展起来的先进制造技术，相比传统的“去除式”制造技术，它可以快速精密制造出形状复杂的零件，并减小加工工序，缩短加工周期，在航空航天、生物医疗、电子信息等领域具有广阔的应用前景。M/NEMS器件已从平面、单一结构发展为3D、复杂、柔性结构，而且制造工艺力求简单。3D打印可以实现任意设计结构的快速制造，可以满足M/NEMS器件对复杂、3D、柔性结构的需求。在打印技术中，液体式喷射打印技术是实现3DM/NEMS器件打印制造的重要途径。液滴喷射式打印技术主要依靠压电、超声、热泡等方式产生压力，将腔室内液体挤压至喷孔形成液滴。这种依靠“推力”的液滴喷射式打印技术的液滴直径约为喷孔直径的两倍。由于受到喷孔尺寸限制，目前喷孔直径为20-50微米，这种依靠“推力”的液滴喷射式打印技术的最小分辨率大于20微米。此外，用于M/NEMS器件制造的墨水包括金属、聚合物、陶瓷等，这些墨水需要在一定温度下固化。因此，3DM/NEMS器件在打印过程中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电场‑热场复合的电喷射3D打印装置，其特征在于，所述的电喷射3D打印装置包括电动力喷射模块、XYZ移动模块、热场模块和控制模块；电动力喷射模块包括精密注射泵(1)、注射器(2)、墨水(3)、连接管(4)、喷针夹具(5)、喷针(6)和高压电源(13)；精密注射泵(1)上方装有注射器(2)，注射器(2)内含墨水(3)，注射器(2)与喷针(6)通过连接管(4)连接；所述的喷针(6)安装于喷针夹具(5)上；喷针夹具(5)固定在Z轴上，与喷针(6)配合部分为导体，与Z轴配合部分为绝缘体；高压电源(13)输出端通过导线与喷针夹具(5)的导体部分连接；XYZ移动模块包括光学平台(9)、打印平台基板(...

【技术特征摘要】
1.一种基于电场-热场复合的电喷射3D打印装置，其特征在于，所述的电喷射3D打印装置包括电动力喷射模块、XYZ移动模块、热场模块和控制模块；电动力喷射模块包括精密注射泵(1)、注射器(2)、墨水(3)、连接管(4)、喷针夹具(5)、喷针(6)和高压电源(13)；精密注射泵(1)上方装有注射器(2)，注射器(2)内含墨水(3)，注射器(2)与喷针(6)通过连接管(4)连接；所述的喷针(6)安装于喷针夹具(5)上；喷针夹具(5)固定在Z轴上，与喷针(6)配合部分为导体，与Z轴配合部分为绝缘体；高压电源(13)输出端通过导线与喷针夹具(5)的导体部分连接；XYZ移动模块包括光学平台(9)、打印平台基板(10)和衬底(11)；光学平台(9)上方有XYZ运动轴，其电源线连接220V交流电源，实现XYZ三个方向运动；Y轴通过螺栓固定在光学平台(9)上，X轴固定在Y轴上方，Z轴上安装喷针夹具(5)，调节喷针(6)打印高度；打印平台基板(10)与地接通，可为陶瓷或金属材质；衬底(11)置于打印平台基板(10)上，并随之运动，结合喷针(6)在Z轴方向的移动，在衬底(11)上实现3D结构(12)的打印制造；热场模块包括3D结构(12)、电源(14)、温度控制器(15)、加热棒(16)、加热灯(17)和加热丝(18)，电源(14)为温度控制器(15)、加热棒(16)、加热灯(17)和加热丝(18)提供电压，加热棒(16)内嵌在打印平台基板(10)内，加热灯(17)置于衬底(11)与喷针(6)之间，加热丝(18)环绕在喷针(6)外壁，不同热源可产生三种位置不同的热场；温度控制器(15)检测热场温度并调节电源(14)输出电流，以改变加热棒(16)、加热灯(17)、加热丝(18)实际功率，进而调节热场温度；墨水(3)经电动力喷射模块形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：王大志，李凯，孟庆博，王强，任同群，梁军生，韦运龙，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21