一种基于电场聚焦与偏转控制的微纳电射流打印方法技术

本发明专利技术属于先进制造技术领域，提出一种基于电场聚焦与偏转控制的微纳电射流打印方法。该方法利用双圆环作为诱导电极，从而诱导金属微尖端处油墨打印出分辨率为微纳米尺度的带电液滴，然后利用射流偏转电极产生时变脉冲电压信号控制液滴的飞行轨迹，在静止不动的接收板上打印高精度的微米图案，结合工作平台的运动，可以进一步制造宏观尺度结构。该方法突破了电射流打印微米图案化结构必须依靠工作平台轨迹运动的限制，可以在静止平台上实现任意图案的沉积，具有打印分辨率高、精度高、效率高等特点。等特点。等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电场聚焦与偏转控制的微纳电射流打印方法


[0001]本专利技术涉及先进制造
，尤其涉及一种基于电场聚焦与偏转控制的微纳电射流打印方法。

技术介绍

[0002]基于电流体动力学(Electrohydrodynamic)原理的电射流打印(E
‑
Jet printing)技术提供了一种直接高效的制备高分辨率微纳结构的打印工艺，该技术是利用流体在静电场中的拉伸形成大径缩比射流，并结合机械工作平台特定轨迹的运动实现功能材料液滴的定位、沉积和图案化。工作原理是在毛细喷孔和运动平台上的接收衬底之间施加适当电压，当液体输送到微喷孔时，喷孔出口处形成的弯月状液滴表面在电场中形成射流。在这一过程中，作用于液膜尖锥上的电场力和重力、表面张力及粘滞力保持动态平衡，以维持射流的稳定。通过调整油墨流量、打印高度和应用电压，可以实现滴式电射流喷印、电射流直写及电喷雾三种打印类型。其中滴式电射流打印驱动技术通常由直流电压或脉冲电压实现。这两种技术都能从打印头产生均匀的液滴，而且液滴的尺寸比喷嘴尺寸小至少一个数量级。
[0003]但是在自本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电场聚焦与偏转控制的微纳电射流打印方法，其特征在于，设置双圆环作为诱导电极，产生静电聚焦电场，用于诱导金属微针(2)尖端处墨水喷射出液滴；设置两个射流偏转电极，分别产生时变脉冲电压信号，用于控制液滴的飞行轨迹至静止的接收板(6)；具体步骤如下：第一步，制备并安装打印装置；腐蚀金属微针(2)，使其尖端表面具有粗糙化结构(4)，用于促使墨水能够充分浸润其表面，以提供充足的墨水量；腐蚀后的金属微针(2)底部固定在底座(1)上，尖端位于上导电圆环(5)和下导电圆环(3)之间；高压直流电源(12)与金属微针(2)相连；接收板(6)位于上导电圆环(5)上方并接地；上导电圆环(5)和下导电圆环(3)接地作为接地极，与金属微针(2)之间形成静电聚焦电场；x方向偏转电极(7)和y方向偏转电极(8)位于接收板(6)和上导电圆环(5)之间；脉冲电源(10)的通道一过第一高压放大器(9)连接至y方向偏转电极(8)上；脉冲电源(10)的通道二过第二高压放大器(11)连接至x方向偏转电极(7)上，形成射流偏转电场；第二步，诱导微纳米液滴；配置打印墨水，将墨水附着在金属微针(2)上，使尖端完全浸没在墨水中；墨水在粗糙化结构(4)的作用下提高自身的浸润性；通过高压直流电源(12)在金属微针(2)上施加直流电压，调节电压值，使得金属微针(2)尖端处的部分墨水在聚焦电场作用下克服墨水表面张力和粘滞力，进一步聚焦和锐化并诱导形成微纳米液滴发射而出；在金属微针(2)表面的其余墨水进入下一次液滴发射周期；第三步，偏转微纳米液滴；脉冲电源(10)的通道一和第一高压放大器(9)在y方向偏转电极(8)上施加y方向的脉冲电压信号，脉冲电源(...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁军生，李晓建，肖剑平，王华安，朱龙，张帆，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：