本发明专利技术属于先进制造技术领域，提供一种用于实现墨水混合电喷打印的装置，在墨水输运过程中实现高度混合，形成稳定射流。墨水溶液先通过环形流量传感器，再吸入到精密输送管，接着被送到齿形管型混合器中，流经齿形管型混合器的齿形叶片和弧形分流叶片，墨水溶液初步混合，通过阀门控制，进入螺旋形管型混合器中，利用曲线管道中流动液体自生的离心力场，实现墨水溶液进一步混合均匀，最后，电喷打印混合后的墨水。此电喷打印装置具有结构简单、成本低、不易堵针等优势。不易堵针等优势。不易堵针等优势。
【技术实现步骤摘要】
一种用于实现墨水混合电喷打印的装置
[0001]本专利技术属于先进制造
，涉及一种用于实现墨水混合电喷打印的装置。
技术介绍
[0002]随着微纳米技术的发展，微纳米产品在日常生活中逐渐普及，影响并改变着人们的生活。随着对微纳米产品的要求不断提高，打印技术因具有独特的优点，在微纳制造领域发挥出了重要的作用。然而，目前研发人员多注重新机理、新方法的研究，对打印过程中墨水输运关注较少。但墨水溶液输送过程同样不可忽视，其对打印质量至关重要。在传统的电喷打印过程中，墨水溶液直接由输送管运输到喷针中。墨水溶液从存储容器输送到喷针的过程中，需流经一段较长的输送管，墨水溶液由于密度、重力、粒子表面张力等客观因素，必定会在输送管中产生团聚、沉淀，混合不均匀墨水溶液，单位体积内所含粒子数不均匀，单位体积内所含粒子数不相等，这将导致相同体积的纳米溶液在电力场中受到不同电场力，诱发不稳定的射流，造成打印线宽不均匀、介电常数波动大等问题，引起打印微纳结构及器件性能低。
技术实现思路
[0003]本专利技术要解决的技术难题是克服上述技术的不足，专利技术一种用于实现墨水混合电喷打印的装置。首先将储存在密封储罐中的墨水溶液，通过传输泵提供动力吸入到输送管中，墨水溶液在流入到输送管之前，先通过环形流量传感器，环形流量传感器检测输送管中墨水溶液的流量，反馈数据后及时通过传输泵控制墨水溶液的流量，保持电喷打印的稳定性、均匀性。接着输送管将墨水溶液运送到齿形管型混合器中，流经齿形管型混合器的齿形叶片时，墨水溶液与齿形叶片形成冲击，初步混合经过第一步运输后造成的墨水溶液沉淀，再流经弧形分流叶片，弧形分流叶片将水流分为左右两股，左边的水流围绕左侧的弧形分流叶片，形成逆时针水流，顺着下半部分平滑的弧形隔板流下，右边的水流围绕右侧的弧形分流叶片，形成顺时针水流，沿着下半部分平滑的弧形隔板流下与左侧逆时针的水流对冲、混合，然后流经齿形管型混合器下端齿形叶片，再流出两个齿形混合器出口，两个齿形混合器出口将水流分成两股，一股流经带有阀门齿形混合器出口，水平进入螺旋型混合器，另一股无阻碍流经不带有阀门齿形混合器出口，垂直流入到螺旋型混合器，形成两股速度不同的水流，在螺旋形管型混合器中利用曲线管道中流动液体自生的离心力场产生二次流，实现墨水溶液进一步混合均匀。最后导电喷针夹具与空腔喷针在Z轴上移动到合适位置，与衬底形成一定高度，开通可变电源，根据需求产生几十伏到几千伏不等的电压，电压通过导电喷针夹具使得空腔喷针外表面与衬底之间形成电力场，使得墨水溶液带电，与连接地面的运动基板相互吸引，形成稳定的纳米射流，根据需要，运动基板连同衬底在平面内移动，承接喷射出来的纳米射流，最终在衬底上打印成品。本专利技术的装置具有结构简单、成本低等优点。
[0004]所述的输送监控模块包括密封储罐、墨水溶液、环形流量传感器、精密输送管、传
输泵；所述的密封储罐用于储存墨水溶液，并与精密输送管相连接；所述的传输泵向墨水溶液提供动力，将一定需求量的墨水溶液通过环形流量传感器，吸入到精密输送管；所述的环形流量传感器固定在精密输送管外圈，安置在传输泵前，环形流量传感器位于密封储罐上方，距离密封储罐端口10cm～100cm；所述的墨水溶液从密封储罐吸入到精密输送管后，先流经环形流量传感器，再流过传输泵；
[0005]所述管型混合器模块包括齿形管型混合器、齿形叶片、弧形分流叶片、阀门、齿形混合器出口I、齿形混合器出口II、螺旋形混合器入口I、螺旋形混合器入口II、螺旋形管型混合器、空腔喷针；所述的齿形管型混合器由齿形叶片和弧形分流叶片组成，齿形叶片位于齿形管型混合器上下两端，弧形分流叶片位于齿形管型混合器中部；所述的齿形管型混合器下端设有齿形混合器出口I、齿形混合器出口II，与螺旋形管型混合器相连；所述的齿形叶片均匀地分布在齿形管型混合器上下两端，左侧包含的一片齿形叶片和右侧包含的一片齿形叶片共同组成一个单元格；所述的弧形分流叶片位于齿形管型混合器中间部位，上下两部分齿形叶片之间，上半部分由两个对称的四分之三圆连接而成，下半部分由两条平滑的弧形隔板组成；所述的阀门安装在齿形混合器出口I，与螺旋形混合器入口I相连；所述的齿形混合器出口II无任何阻碍装置直接与螺旋型混合器入口II相连；所述的螺旋形管型混合器上端包括水平的螺旋形混合器入口I，垂直的螺旋型混合器入口II，螺旋形管型混合器的主流道截面为椭圆形状，一段Z字形的螺旋形管型混合器为一个单元格；
[0006]所述的喷印运动模块包括可变电源、Z向移动轴、导电喷针夹具、射流、衬底、运动基板；所述的可变电源根据需求可以形成几十伏到几千伏不等的电压，通过导电喷针夹具使得空腔喷针外表面与衬底之间形成电力场，形成稳定的射流；所述的Z向移动轴与导电喷针夹具相连，使导电喷针夹具与空腔喷针在Z轴上平滑移动；所述的导电喷针夹具位于空腔喷针中部，连接空腔喷针与Z向移动轴；所述的运动基板紧贴与衬底下方连接地面，根据需前后左右移动，使射流在衬底上打印出不同形状；
[0007]为解决上述技术问题，利用本专利技术提供的一种用于实现墨水混合电喷打印的装置进行实施，其步骤具体如下：
[0008]第一步，将墨水溶液输送到管型混合器
[0009]墨水溶液储存在密封储罐中，传输泵提供动力使得一定量的墨水溶液吸入到精密输送管中，墨水溶液在流入到精密输送管之前，先通过环形流量传感器，环形流量传感器检测精密输送管中墨水溶液的流量，反馈数据后及时通过传输泵控制墨水溶液的流量，避免精密输送管中溶液过多而堵塞或过少而流量不稳定，保持电喷打印的稳定性、均匀性；
[0010]第二步，利用齿形管型混合器和螺旋形混合器使墨水溶液在输送过程中充分混合
[0011]精密输送管将墨水溶液运送到齿形管型混合器，首先流经齿形管型混合器上端3个单元格的齿形叶片，墨水溶液与齿形叶片形成冲击，初步混合经过第一步运输后造成的墨水溶液沉淀，再流经弧形分流叶片，弧形分流叶片将水流分为左右两股，左边的水流围绕左侧的弧形分流叶片，形成逆时针水流，顺着下半部分平滑的弧形隔板流下，右边的水流围绕右侧的弧形分流叶片，形成顺时针水流，沿着下半部分平滑的弧形隔板流下与左侧逆时针的水流对冲、混合，然后流经齿形管型混合器下端3个单元格的齿形叶片，准备流出齿形管型混合器，流出时经过齿形混合器出口I和齿形混合器出口II，齿形混合器出口I和齿形混合器出口II将水流分成两股，一股流经齿形混合器出口I，齿形混合器出口I上带有阀门，
根据需要可以通过调节阀门大小，适应不同类型的墨水溶液形成不同流速的墨水溶液，水平进入到螺旋形混合器入口I，另一股流经齿形混合器出口II，无阻碍的垂直流入到螺旋型混合器入口II，两股水流，流经齿形混合器出口I通过阀门限流，流经齿形混合器出口II不受阻碍，最终形成两股不同速度的水流，汇合到螺旋形管型混合器，同一种墨水溶液产生的两种不同速度的水流流经4个单元格的螺旋形管型混合器，在螺旋形管型混合器中利用曲线管道中流动液体自生的离心力场产生二次流，实现墨水溶液进一步混合均匀；
[0012本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于实现墨水混合电喷打印的装置，包括输送监控模块、管型混合器模块、喷印运动模块；其特征在于，所述的输送监控模块包括密封储罐(1)、墨水溶液(2)、环形流量传感器(3)、精密输送管(4)、传输泵(5)；所述的密封储罐(1)用于储存墨水溶液(2)，并与精密输送管(4)相连接；所述的传输泵(5)向墨水溶液(2)提供动力，将一定需求量的墨水溶液(2)先通过环形流量传感器(3)，再吸入到精密输送管(4)；所述的环形流量传感器(3)固定在精密输送管(4)外圈，安置在传输泵(5)前，环形流量传感器(3)位于密封储罐(1)上方，距离密封储罐(1)端口10cm～100cm；所述的墨水溶液(2)从密封储罐(1)吸入到精密输送管(4)后，先流经环形流量传感器(3)，再流过传输泵(5)；所述管型混合器模块包括齿形管型混合器(6)、齿形叶片(7)、弧形分流叶片(8)、阀门(10)、齿形混合器出口I(11)、齿形混合器出口II(12)、螺旋形混合器入口I(13)、螺旋形混合器入口II(14)、螺旋形管型混合器(15)、空腔喷针(18)；所述的齿形管型混合器(6)由齿形叶片(7)和弧形分流叶片(8)组成，齿形叶片(7)位于齿形管型混合器(6)上下两端，弧形分流叶片(8)位于齿形管型混合器(6)中部；所述的齿形管型混合器(6)下端设有齿形混合器出口I(11)、齿形混合器出口II(12)，与螺旋形管型混合器(15)相连；所述的齿形叶片(7)均匀地分布在齿形管型混合器(6)上下两端，左侧包含的一片齿形叶片(7)和右侧包含的一片齿形叶片共同组成一个单元格，上下两端分别置有3个单元格；所述的弧形分流叶片(8)位于齿形管型混合器(6)中间部位，上下两部分齿形叶片(7)之间，上半部分由两个对称的四分之三圆连接而成，下半部分由两条平滑的弧形隔板组成；所述的阀门安装在齿形混合器出口I(11)，与螺旋形混合器入口I(13)相连；所述的齿形混合器出口II(12)无任何阻碍装置直接与螺旋型混合器入口II(14)相连；所述的螺旋形管型混合器(15)上端包括水平的螺旋形混合器入口I(13)，垂直的螺旋型混合器入口II(14)，螺旋形管型混合器(15)的主流道截面为椭圆形状，一段Z字形的螺旋形管型混合器(15)为一个单元格；所述的喷印运动模块包括可变电源(9)、Z向移动轴(16)、导电喷针夹具(17)、射流(19)、衬底(20)、运动基板(21)；所述的可变电源(9)根据需求可以形成几十伏到几千伏不等的电压，通过导电喷针夹具(17)使得空腔喷针(18)外表面与衬底(20)之间形成电力场，墨水溶液(2)在电力场中形成稳定的射流(19)；所述的Z向移动轴(16)与导电喷针夹具(17)相连，使导电喷针夹具(17)与空腔喷针(18)在Z轴上平滑移动；所述的导电喷针夹具(17)位于空腔喷针(18)中部，连接空腔喷针(18)与Z...
【专利技术属性】
技术研发人员：李娜，李凯，骆立锋，宋博洋，王晓英，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：
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