一种液态金属供墨系统的温度控制组件的温度控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种液态金属供墨系统的温度控制组件的温度控制方法，采用加热装置、制冷装置、测温装置和控制装置，根据液态金属预设温度T

A temperature control method of temperature control module in liquid metal ink supply system

【技术实现步骤摘要】
一种液态金属供墨系统的温度控制组件的温度控制方法
本专利技术涉及一种液态金属供墨系统的温度控制组件的温度控制方法，主要运用于液态金属打印机的供墨系统中。
技术介绍
随着印刷电子技术的不断进步，以液态金属为代表的导电流体应运而生，使得打印导线制作液态金属柔性电子电路成为了可能，不仅变革了以往传统的PCB(印刷电路板)硬制电子电路制造模式，还极大地降低了电子电路制造时间和成本。液态金属打印技术在柔性电路、PCB、天线等电子器件的快速制造上有着得天独厚的优势，具有十分广阔的应用前景。在现有的液态金属打印中，液态金属墨水主要以自身重力作为打印驱动力，依靠液态金属对基底材料的浸润和粘附力来实现连续的出墨和线路打印。然而，(1)随着液态金属墨水的液位在不断降低，打印驱动力变小，墨量就会减小，打印出来的导电线路宽度就会出现不一致；(2)液态金属流动性受温度的影响较大，一般随着温度升高流动性会变好，反之变差，当外界环境温度发生变化时，液态金属流动性就会发生变化，出墨量会发生变化；(3)随着时间的推移，液态金属墨水中氧化物的含量逐渐增多，氧化物越多，液态金属流动性会变差，出墨量也会受到影响；(4)现有的依靠重力自流的打印方式不能对液态金属进行精确的流量控制，供墨系统本身的稳定性和打印出来线宽的一致性难以得到保证；(5)当打印停止时，金属墨水的重力又会导致其在笔头处渗漏，既浪费液态金属材料又影响打印性能。因而，现有的供墨系统和方法大大限制了传统液态金属打印技术的适用范围。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服传统液体金属打印质量不稳定的问题，提高打印线宽的稳定性，尤其对打印机的液态金属供墨系统的温度控制组件的温度控制方法进行了改进，通过控制液态金属墨盒中的液态金属的温度，提高了流到打印头的液态金属的稳定度，提升了打印质量。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种液态金属供墨系统的温度控制组件的温度控制方法，采用加热装置、制冷装置、测温装置和控制装置，根据液态金属预设温度T0，对液态金属墨盒内的液态金属打印温度T进行控制；加热装置、制冷装置位于液态金属墨盒的底部，与液态金属直接接触；当T＜T0时，启动加热装置，当T＞T0时，启动制冷装置，当T＝T0时，温度控制组件不工作。其中，预设温度T0＝21-26℃，控制装置为PID控制装置。其中，加热装置为加热棒、聚酰亚胺加热膜和陶瓷加热片中的任意一种加热装置；制冷装置为半导体制冷片、水冷、风冷中的任意一种制冷装置。其中，测温装置位于液态金属墨盒的底部，此时T＝Tc+T’，其中，T为打印温度，Tc为测量温度，T’为液态金属墨盒与打印头之间的温度损失差。其中，测温装置位于打印头的内部，此时T＝Tc，其中，T为打印温度，Tc为测量温度。其中，加热装置和制冷装置采用螺纹或者耐热胶粘接的方式固定连接在液态金属墨盒的壁部。其中，测温装置采用螺纹或者耐热胶粘接的方式固定连接在液态金属墨盒或打印头的壁部。本专利技术的有益效果是：通过在液态金属墨盒中增加温度控制组件和控制方法，使得流入打印头的液态金属质量更高更稳定，保证了液态金属打印头的出墨质量。附图说明图1为本专利技术的液态金属供墨系统示意图；图2为本专利技术的液态金属供墨系统的供墨方法示意图；图3A为本专利技术的液态金属供墨系统的温度控制组件示意图；图3B为本专利技术的液态金属供墨系统的温度控制组件的控制方法示意图；图4A、4B为本专利技术的液态金属供墨系统的氧化物含量测试组件的两种具体实施方式示意图；图5为本专利技术的液态金属供墨系统的液位控制组件示意图；图6为本专利技术的液态金属供墨系统的气压控制组件示意图；图7为本专利技术的液态金属供墨系统的还原墨路示意图；附图标记：1-重力传感器，2-液态金属墨盒，3-排墨接头，4-供墨接头，5-单向阀，6-过滤器，7-供墨泵，8-排墨泵，9-墨池，10-墨管，13-负压气泵，14-正压气泵，15-稳压气瓶，16-阀块，17-电磁阀，18-气管，19-气压控制板卡，20-气压传感器，21-控制电路，22-大气连通口，24-还原过滤器，25、28、33-墨管，26、27-鲁尔接头，29、32-宝塔接头，30-氧化物去除溶液，31-被还原液态金属，34-滚花接头，35-打印头，36、37、38、40、42-金属滚花接头，39、41-宝塔接头，44-液态金属墨盒盖，11、50-测试池，12-粘度测量仪，43-鲁尔接头，44-液态金属墨盒盖，47-电阻测量仪，45、48-测试池盖，46、49-被测液态金属，54-加热装置，55-测温装置，56-制冷装置，57-控制装置。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述。参见图1，具体实施方式所示为一种液态金属供墨系统，包括液态金属墨盒2、温度控制组件、寿命计数组件、氧化物测试组件、液位控制组件、气压控制组件、还原墨路、打印头；液态金属墨盒2，分别通过两根不同的墨管连接了还原墨路和氧化物测试组件，并通过气管18连接气压控制组件；液位控制组件的排墨接头3和供墨接头4直接连接于液态金属墨盒2中，与液态金属直接接触，其重力传感器1连接于液态金属墨盒2的下表面；温度控制组件和寿命计数组件连接于液态金属墨盒2的外表面上。液态金属墨盒2还具备液态金属墨盒盖44，气管18、排墨接头3、供墨接头4连接于液态金属墨盒盖44上。液态金属墨盒的盒盖保证了其他零部件与其的密封连接，还保证了液态金属墨盒整体的拆装方便程度和密封性。其中，使用的所述液态金属又称低熔点金属，其包括熔点在300摄氏度以下的低熔点金属单质、低熔点金属合金或由液态金属单质/低熔点金属合金与金属纳米颗粒和流体分散剂混合形成的导电纳米流体。更为具体地，当选用所述导电纳米流体时，流体分散剂优选为乙醇、丙二醇、丙三醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚二甲基硅氧烷、聚乙二醇、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种。在一些实施例中，低熔点金属合金成分可包括镓、铟、锡、锌、银、铜、铁、镍等中的一种或多种。优选地，液态金属具体的选择范围包括：镓单质、镓铟合金、镓铟锡合金、镓锡合金、镓锌合金、镓铟锌合金、镓锡锌合金、镓铟锡锌合金、中的一种或几种。连接了还原墨路和氧化物测试组件的两根不同的墨管连接在液态金属墨盒2的侧壁上。墨管在侧壁上的位置可以根据还原墨路和氧化物测试组件的位置进行灵活设置。气压控制组件为电动气压源，以实现气压的供给。寿命计数组件为计时芯片，直接安装在液态金属墨盒上。参见图2，具体实施方式中所示的供墨系统的供墨方法为：(1)温度控制组件启动，控制液态金属墨盒中的工作温度为21-26℃；(2)寿命计数组件检测液态金属墨盒是否处于正常的工作时间状态，如果超过正常的工作时间，则供墨系统上位机软件提示用户更换墨盒，如果没有超过正常的工作时间，则开始计数；(3)氧化物含量测试组件启动，抽吸液态金属墨盒中的液态金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液态金属供墨系统的温度控制组件的温度控制方法，其特征在于：/n采用加热装置(54)、制冷装置(56)、测温装置(55)和控制装置(57)，根据液态金属预设温度T

【技术特征摘要】
1.一种液态金属供墨系统的温度控制组件的温度控制方法，其特征在于：
采用加热装置(54)、制冷装置(56)、测温装置(55)和控制装置(57)，根据液态金属预设温度T0，对液态金属墨盒(2)内的液态金属(49)打印温度T进行控制；
所述加热装置(54)、制冷装置(56)位于液态金属墨盒(2)的底部，与所述液态金属(49)直接接触；
当T＜T0时，启动所述加热装置(54)，当T＞T0时，启动所述制冷装置(56)，当T＝T0时，所述温度控制组件不工作。


2.如权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于：
所述预设温度T0＝21-26℃，所述控制装置(57)为PID控制装置。


3.如权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于：
所述加热装置(54)为加热棒、聚酰亚胺加热膜和陶瓷加热片中的任意一种加热装置；
所述制冷装置(56)为半导体制冷片、水冷、风...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉星，
申请(专利权)人：北京梦之墨科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11