The invention belongs to the field of three-dimensional printing technology, and discloses a kind of system and method of printing and linear scanning curing, using a multi axis motion mechanism to print conductive ink on a non expansion surface and the heating rod under the printing platform to follow the print head to carry out the evaporation of the solvent and accelerate the solvent volatilization, after the printing is finished. A linear light source is solidified by a photon to form an electronic circuit. The three axis linkage printing module set on the worktable and the scanning photon curing module, the cooling module and the heating motion module connected to the three axis linkage printing module. The invention makes the curing area in a unit time higher than the laser curing, more uniform for the sintering and curing process than the flash curing, to avoid multiple curing in the same area, and to improve the consistency of the conductivity of the conductive graphics; when curing, the substrate is not heated to the limit temperature, and the curing process is finished, and the curing process is reduced. The curing temperature effectively prevents the substrate from being damaged by high temperature.
【技术实现步骤摘要】
一种导电图形打印、线性扫描固化一体系统及方法
本专利技术属于三维打印
,尤其涉及一种导电图形打印、线性扫描固化一体系统及方法。
技术介绍
在使用纳米导电墨水打印的导电图形的电子印刷工艺过程中,最为重要的环节是导电墨水固化。烧结固化的工艺直接决定了导电图形的导电性能和对基材的附着力,导电图形由纳米银墨水打印在合成树脂材料制成的基材上。目前用来固化的方法有烤箱加热烧结、激光烧结、微波烧结和闪光烧结固化等方法。烤箱加热烧结、激光烧结、微波烧结和闪光烧结固化等方法将导电墨水与基材结合起来组成了导电图形。但是目前导电墨水的性能还不够稳定,无法在长时间暴露空气后继续达到稳定的导电性能,且墨水的表干、烧结固化温度也有着较为严格的要求。通常表干温度较低,而烧结固化温度会高于100度才能获得较高的导电率。而随着应用越来越广,用于打印导电图形的基材种类越来越多,但是仅有较少材料能长时间耐100度以上,与烧结固化工艺的温度要求有冲突。烤箱加热烧结法固化时需要将样品取下,并在160℃的高温下加热45分钟,固化方法固化时间过长,容易促使墨水氧化降低导电率,降低生产效率,且多数合成树脂材料难以长时间承受100℃以上的高温。若要达到较好导电性能,基材会因为长时间高温加热而变形损坏。这样仅能采用像聚酰亚胺这种耐高温但是可塑性较差的材料作为基材,而不能采用三维打印出来的树脂结构件作为导电图形的基材,缩小了工艺的用途范围。激光烧结的时间取决于导电图形的面积,激光头置于两轴运动平台上,通过两轴运动平台带动激光对导电图形进行扫描,面积越大,时间越长。而如果导电图形面积较大,增加烧结固化时间 ...
【技术保护点】
一种导电图形打印、线性扫描固化一体方法,其特征在于,所述导电图形打印、线性扫描固化一体方法利用多轴运动机构在非展开曲面上打印导电墨水的同时打印平台下面的加热棒跟随打印喷头移动进行表干加速溶剂挥发,打印结束后再用光子固化线性光源导电墨水,形成电子线路。
【技术特征摘要】
1.一种导电图形打印、线性扫描固化一体方法,其特征在于,所述导电图形打印、线性扫描固化一体方法利用多轴运动机构在非展开曲面上打印导电墨水的同时打印平台下面的加热棒跟随打印喷头移动进行表干加速溶剂挥发,打印结束后再用光子固化线性光源导电墨水,形成电子线路。2.如权利要求1所述的导电图形打印、线性扫描固化一体方法,其特征在于,所述导电图形打印、线性扫描固化一体方法包括以下步骤:步骤一,被打印的非展开曲面导电模型固定于打印平台,分析非展开曲面导电模型,并对被打印模型进行切片处理,生成运动指令;步骤二,根据切片处理后的模型,确定打印位置和五轴联动机构的运行轨迹数据;步骤三,控制控制三轴运动机构工作,打印喷头运动打印出未固化的导电图形,同时加热模块开启控制温度,跟随打印喷头运动的同时对导电图形进行表干;冷却模块为打印喷头降温;步骤四,导电图形完成打印时,线性固化光源开启,光线通过线性透镜聚焦成高能量线性光线,通过运动模块对导电图形进行扫描运动,将导电图形中剩余的容易蒸发,对金属粒子进行烧结连城片面,实现导电;步骤五,获得导电图形。3.一种如权利要求1所述导电图形打印、线性扫描固化一体方法的导电图形打印、线性扫描固化一体系统,其特征在于,所述导电图形打印、线性扫描固化一体系统包括:工作台;设置于工作台上的三轴联动打印模块和与三轴联动打印模块相连接的扫描光子固化模块、冷却模块、加热运动模块。4.如权利要求3所述的的导电图形打印、线性扫描固化一体系统,其特征在于,所述三轴联动打印模块包括:用于控制喷墨位置的三轴运动组;用于实现喷墨功能的喷墨供墨组;用于放置被打印模型的打印平台和数控系统。5.如权利要求4所述的的导电图形打印、线性扫描固化一体系统,其特征在于,所述三轴运动组包括:用于控制喷墨供墨组的喷墨位置分别向X、Y、Z各方向移动的三轴组:X轴组、Y轴组、Z轴组;X轴组、Y轴组、Z轴组设于工作台的上部空间且相互连接;数控系统与三轴运动组和打印喷头联合工作,打印导电图形;X轴组包括X轴精密丝杆、X轴导轨、X轴电机、X轴滑板;X轴精密丝杆一端安装在Y轴滑板的上部,X轴精密丝杆与X轴导轨沿X轴平行设置,X轴滑板穿设于X轴精密丝杆与X轴导轨上,X轴精密丝杆与X轴滑板螺纹连接,X轴精...
【专利技术属性】
技术研发人员:孟凡博,黄进,王建军,赵家勇,刘大川,赵鹏兵,
申请(专利权)人:西安电子科技大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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