本发明专利技术公开一种适用于气溶胶喷墨打印的喷头机构，包括第一喷头组合、第二喷头组合以及第三喷头，第一喷头组合具有第一出墨通道，第一出墨通道包含三段第一汇聚通道，可对气溶胶墨滴进行三次汇聚，使气溶胶墨滴汇聚形成致密的油墨流；第二喷头组合具有第二出墨通道，第二出墨通道包含两段第二汇聚通道，能够对气溶胶墨滴进行两次汇聚；第三喷头具有第三出墨通道，第三出墨通道包括一段第三汇聚通道，能够对气溶胶墨滴进行一次汇聚；第一喷头组合的打印精度最高，第二喷头组合的打印精度位于第一喷头组合与第三喷头之间，在实际应用中，可根据打印精度要求选择合适的喷头。本发明专利技术还提供一种包含上述喷头机构的气溶胶喷墨打印装置。置。置。
【技术实现步骤摘要】
一种气溶胶喷墨打印装置及喷头机构
[0001]本专利技术涉及非接触式增材制造
，特别是涉及一种气溶胶喷墨打印装置及喷头机构。
技术介绍
[0002]随着电子电路技术的不断发展，对于电子系统的集成化、小型化、智能化提出了更高的要求。气溶胶喷墨打印技术作为一种新兴的共形电子印刷技术，相较于传统的喷墨打印、丝网印刷、激光刻蚀等技术，具有打印精度高、适用油墨材料多、油墨粘度范围广、材料利用率高、无污染等特点。作为实现微型化增材制造的新方法，该技术已广泛应用于共形天线、执行器、传感器等电子元器件的共形打印制造领域。
[0003]气溶胶喷墨打印作为一种高精度的打印技术，其印刷分辨率可达10μm级别，从而保证了对于一些复杂精细结构的制造要求。但是对于一些需要较大打印面积但精度要求并不苛刻的情况，如气溶胶喷墨打印多层电路的树脂介电层，若需要达到完全介电的效果，就需要对整个打印电子电路进行介电层的全覆盖，而此时的介电效果与打印树脂的精度几乎无关，所以为了提高打印效率，就需要一种能打印出较宽油墨束的喷头。另一方面，气溶胶喷墨打印是一种先将功能性油墨雾化成小液滴，再通过喷头聚焦打印在衬底上的新技术。由于气溶胶喷墨打印的非接触式打印特点，喷头尖端和基底之间通常存在1
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5mm的间距，雾化产生的气溶胶墨滴直径通常为1
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5μm，墨滴通过载气和鞘气的运输，喷射出喷头的速率达到80
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100m/s。由于这些先决条件，喷射出的气溶胶油墨流难免会出现不确定的漂移分散现象，即在原规划的轨迹路径周围分散形成无规律沉积的油墨液滴，这种现象被称为“过度喷涂”。它不仅会影响打印出的电子线路的精度，甚至会造成电子线路的短路失效等一系列严重的问题。所以在打印复杂精细结构时，就需要一种既能保持较高打印分辨率又能控制“过度喷涂”现象的喷头。
[0004]现阶段对于提高气溶胶喷墨打印的精度和改善“过度喷涂”现象的手段，主要依靠控制载气和鞘气的流量和流量比来对气溶胶油墨颗粒进行聚焦，其中载气的作用主要是将气溶胶墨流输送至喷头，对气溶胶油墨颗粒在打印喷射前的运动状态和分布进行干预；鞘气的作用主要是将气溶胶墨流进行聚焦输送。作为气溶胶油墨流经过的最后一个通道，打印喷头内部的油墨通道结构会对载气和鞘气的输送聚焦作用产生一定的影响，从而影响整个电路的打印质量。为了控制成本、方便使用，现阶段的气溶胶喷墨打印喷头大多采用批量生产的点胶头，而点胶头的内部通道为整个的锥形空腔，显然这种结构并不利于气体的收缩聚焦效果，而且在油墨流进入喷头的瞬间，点胶头的锥形空腔结构会使油墨流的压力瞬间减小，相应地，油墨流的喷射速度也会瞬间减小，以致油墨在喷头内部的累积，容易造成喷头的堵塞。而且对于这种批量生产的点胶头，在制造精度和整体制造质量方面的表现参差不齐，在一定程度上会影响气溶胶喷墨打印的质量。虽然喷头本身成本低，但是无论是对于复杂精细结构的打印质量还是较宽油墨流的打印效率都很难得到保证。对于类似三明治结构的气溶胶喷墨打印多层共形电路的制造，介电层需要高效率的宽油墨流喷头进行打
印，导电层则需要高精度的精细结构喷头进行打印，然后进行介电层和导电层的按需层叠来制造满足要求的多层电路。
[0005]因此，如何改变现有技术中，气溶胶喷墨打印采用点胶头喷头影响打印精度，且点胶喷头无法满足各种打印需求的现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的是提供一种气溶胶喷墨打印装置及喷头机构，以解决上述现有技术存在的问题，提高气溶胶喷墨打印精度，同时提高溶胶喷墨打印装置的灵活适应性。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种适用于气溶胶喷墨打印的喷头机构，包括：
[0008]第一喷头组合，所述第一喷头组合具有第一出墨通道，所述第一出墨通道包括三段第一汇聚通道，沿气溶胶墨滴的流向，每一段所述第一汇聚通道的直径逐渐减小，且后一段所述第一汇聚通道的最大直径不大于前一段所述第一汇聚通道的最小直径；
[0009]第二喷头组合，所述第二喷头组合具有第二出墨通道，所述第二出墨通道包括两段第二汇聚通道，沿气溶胶墨滴的流向，每一段所述第二汇聚通道的直径逐渐减小，且后一段所述第二汇聚通道的最大直径不大于前一段所述第二汇聚通道的最小直径；
[0010]第三喷头，所述第三喷头具有第三出墨通道，所述第三出墨通道包括一段第三汇聚通道，沿气溶胶墨滴的流向，所述第三汇聚通道的直径逐渐减小；
[0011]所述第一出墨通道的出口口径、所述第二出墨通道的出口口径、所述第三出墨通道的出口口径依次增大；
[0012]所述第一喷头组合、所述第二喷头组合以及所述第三喷头均能够与气溶胶喷墨打印装置的鞘气汇聚转换头可拆卸连接。
[0013]优选地，所述第一喷头组合包括第一喷头和第一转接头，所述第一喷头与所述第一转接头可拆卸连接，所述第一喷头能够利用所述第一转接头与所述鞘气汇聚转换头相连通；所述第一转接头具有一段所述第一汇聚通道；
[0014]所述第二喷头组合包括第二喷头和第二转接头，所述第二喷头与所述第二转接头可拆卸连接，所述第二喷头能够利用所述第二转接头与所述鞘气汇聚转换头相连通；所述第二转接头具有一段所述第二汇聚通道。
[0015]优选地，所述第一喷头具有两段所述第一汇聚通道，且两段所述第一汇聚通道之间设置直流通道，所述直流通道的直径保持不变，沿气溶胶墨滴的流向，所述直流通道的直径与前一段所述第一汇聚通道的最小直径、后一段所述第一汇聚通道的最大直径相一致。
[0016]优选地，所述第一转接头的所述第一汇聚通道的锥度与所述第一喷头的所述第一汇聚通道的锥度不同；
[0017]所述第二转接头的所述第二汇聚通道的锥度与所述第二喷头的所述第二汇聚通道的锥度不同。
[0018]优选地，所述第一喷头与所述第一转接头螺纹连接；所述第一转接头以及所述第二转接头均能够与所述鞘气汇聚转换头螺纹连接；
[0019]所述第一转接头与所述第二转接头结构相同。
[0020]优选地，所述第二转接头利用转换套与所述第二喷头螺纹连接。
[0021]优选地，所述第三出墨通道还包括连通通道，所述连通通道的直径保持不变，且所述连通通道的直径等于所述第三汇聚通道的最大直径，所述第三汇聚通道利用所述连通通道与所述鞘气汇聚转换头的内腔相连通。
[0022]优选地，所述第三喷头能够与所述鞘气汇聚转换头螺纹连接。
[0023]优选地，所述第三喷头的外壁上设置有防滑结构层。
[0024]进一步地，本专利技术还提供一种气溶胶喷墨打印装置，包括鞘气汇聚转换头，还包含上述的适用于气溶胶喷墨打印的喷头机构，所述第一喷头组合、所述第二喷头组合以及所述第三喷头均能够与所述鞘气汇聚转换头可拆卸连接。
[0025]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0026]本专利技术的适用于气溶胶喷墨打印的喷头机构，包括第一喷头组合、第二喷头组合以及第三喷本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种适用于气溶胶喷墨打印的喷头机构，其特征在于，包括：第一喷头组合，所述第一喷头组合具有第一出墨通道，所述第一出墨通道包括三段第一汇聚通道，沿气溶胶墨滴的流向，每一段所述第一汇聚通道的直径逐渐减小，且后一段所述第一汇聚通道的最大直径不大于前一段所述第一汇聚通道的最小直径；第二喷头组合，所述第二喷头组合具有第二出墨通道，所述第二出墨通道包括两段第二汇聚通道，沿气溶胶墨滴的流向，每一段所述第二汇聚通道的直径逐渐减小，且后一段所述第二汇聚通道的最大直径不大于前一段所述第二汇聚通道的最小直径；第三喷头，所述第三喷头具有第三出墨通道，所述第三出墨通道包括一段第三汇聚通道，沿气溶胶墨滴的流向，所述第三汇聚通道的直径逐渐减小；所述第一出墨通道的出口口径、所述第二出墨通道的出口口径、所述第三出墨通道的出口口径依次增大；所述第一喷头组合、所述第二喷头组合以及所述第三喷头均能够与气溶胶喷墨打印装置的鞘气汇聚转换头可拆卸连接。2.根据权利要求1所述的适用于气溶胶喷墨打印的喷头机构，其特征在于：所述第一喷头组合包括第一喷头和第一转接头，所述第一喷头与所述第一转接头可拆卸连接，所述第一喷头能够利用所述第一转接头与所述鞘气汇聚转换头相连通；所述第一转接头具有一段所述第一汇聚通道；所述第二喷头组合包括第二喷头和第二转接头，所述第二喷头与所述第二转接头可拆卸连接，所述第二喷头能够利用所述第二转接头与所述鞘气汇聚转换头相连通；所述第二转接头具有一段所述第二汇聚通道。3.根据权利要求2所述的适用于气溶胶喷墨打印的喷头机构，其特征在于：所述第一喷头具有两段所述第一汇聚通道，且两段所述第一汇聚通道之间设置直流通道，所述直流通道的直径保持不变，沿气溶胶墨...
【专利技术属性】
技术研发人员：张开富，张浩，易城林，程晖，刘书暖，骆彬，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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