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一种快速固化的电喷射三维打印装置及方法制造方法及图纸

技术编号:29606902 阅读:31 留言:0更新日期:2021-08-10 18:09
本发明专利技术属于先进制造技术领域,提供一种快速固化的电喷射三维打印装置及方法,包括射流喷印模块、平台运动模块、视觉模块、快速固化模块和控制模块五个部分。射流喷印模块实现微纳导电墨水以一定的流速从复合场喷头喷孔处流出;平台运动模块可通过控制运动平台带动半导体衬底在平面中运动;视觉模块由工业相机和实时检测软件构成,实现对喷印过程的实时监控;快速固化模块由微型风箱和紫外光发射面板组成,利用紫外光照射和一定速度热气流的复合作用,加速射流在半导体衬底上的固化,控制模块通过计算机对喷头夹具的位置控制,实现复合场喷头按照预先规划路线动作。本发明专利技术的有益效果为装置简单、热射流固化速度快,可提高微纳三维结构的稳定性,并减少固化过程对半导体衬底性质的破坏。

【技术实现步骤摘要】
一种快速固化的电喷射三维打印装置及方法
本专利技术属于先进制造
,涉及一种快速固化的电喷射三维打印装置及方法。
技术介绍
热固化是一种传统的后处理技术,可用于大部分材料的固化和烧结,是目前最为广泛使用的后处理技术之一。随着低温烧结墨水的开发,热固化技术在电子器件的低温喷印制备中得到了进一步应用。现有装置及方法主要是通过改变衬底温度,实现喷印后墨水的加速固化,然而,热固化技术在固化喷印墨水的同时,还使基底材料迅速升温,易产生热应力与形变,还存在加热均匀性较差的问题。红外固化是利用波长为700~15000nm的光辐射产生热量进行固化的技术。与热固化相比,红外固化能在极短时间产生数百摄氏度的高温,虽然大幅减少了固化时间,但对基底材料的耐热性提出了较高的要求。以上两种方法在固化过程中都对基底材料的性质提出来较高的要求,使得基底材料的寿命下降,且增加了产品生产质量的不确定性,而且缺少对固化后微纳三维结构表面的检测。虽然电喷射三维打印的结构特性在很大程度上取决于功能材料本身性质,但是微纳三维结构的固化方式对结构特征形貌及性能也有很大影响。...

【技术保护点】
1.一种快速固化的电喷射三维打印装置及方法,其特征在于,所述的装置包括射流喷印模块、平台运动模块、视觉模块、快速固化模块和控制模块;/n所述的射流喷印模块包括高压电源(1)、注射泵(2)、注射器(3)、微纳导电墨水(4)、连接管道(5)、复合场喷头(6)和喷头夹具(7)构成;所述注射泵(2)由220V交流电源供电,注射器(3)通过螺栓固定在注射泵(2)上,注射泵(2)将微纳导电墨水(4)泵入注射器(3)中;注射器(3)的针头端通过连接管道(5)和复合场喷头(6)上端连接;所述的喷头夹具(7)前端可导电并定位夹紧复合场喷头(6),后端绝缘固定在可垂直移动的Z轴上,调节喷印高度;所述的复合场喷头(...

【技术特征摘要】
1.一种快速固化的电喷射三维打印装置及方法,其特征在于,所述的装置包括射流喷印模块、平台运动模块、视觉模块、快速固化模块和控制模块;
所述的射流喷印模块包括高压电源(1)、注射泵(2)、注射器(3)、微纳导电墨水(4)、连接管道(5)、复合场喷头(6)和喷头夹具(7)构成;所述注射泵(2)由220V交流电源供电,注射器(3)通过螺栓固定在注射泵(2)上,注射泵(2)将微纳导电墨水(4)泵入注射器(3)中;注射器(3)的针头端通过连接管道(5)和复合场喷头(6)上端连接;所述的喷头夹具(7)前端可导电并定位夹紧复合场喷头(6),后端绝缘固定在可垂直移动的Z轴上,调节喷印高度;所述的复合场喷头(6)由导电材料制造,头部具有喷孔;所述的高压电源(1)与220V交流电源连接,其输出端与喷头夹具(7)导电部分连接;
所述的平台运动模块包括运动平台(10)、运动平台载物基板(11)、载物平台(12)和半导体衬底(13);所述的半导体衬底(13)通过绝缘卡扣固定在载物平台(12)的正上方;所述的载物平台(12)通过绝缘螺栓安装在运动平台载物基板(11)上,运动平台载物基板(11)下端通过绝缘卡扣固定在运动平台(10)上,使其随运动平台(10)做同样的运动;所述的运动平台(10)由220V交流电源供电,并与所述计算机(9)连接实现通信,计算机(9)通过程序控制运动平台(10)做X、Y两个方向的运动,且可控制运动平台(10)的运动轨迹和运动速度;
所述的视觉模块包括工业相机(8)及配套的实时检测软件;所述的工业相机(8)与计算机(9)连接,工业相机(8)的镜头拍摄打印区域,通过配套的实时检测软件实时检测打印过程;
所述的快速固化模块包括微型风箱(14)、紫外光发射面板(15)、制风机(16)和气管(17);所述的紫外光发射面板(15)由灯架(151)和紫外灯(152)组成,所述的制风机(16)由出风口(161)、风扇叶片(162)和电机(163)组成;所述的微型风箱(14)和紫外光发射面板(15)通过绝缘螺栓固定在载物平台(12)的左右两侧;所述的制风机(16)安装在打印装置左侧的地面上,所述的紫外光发射面板(15)与计算机(9)连接,计算机(9)可通过程序控制紫外光发射面板(15)发射一定的波长的紫外光照射半导体衬底(13);所述的制风机(16)与计算机(9)...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘涛李凯韩小帅叶佳雯叶超然高馨兰王晓英
申请(专利权)人:宁波大学
类型:发明
国别省市:浙江;33

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