[发明专利]一种用于增减材制造的一体化喷印装置

权利要求书

1.一种集成等离子体射流技术的电喷印装置，其特征在于，包括喷头(10)、高压电源(11)、收集基板(12)和进液筒(7)；其中：

所述进液筒(7)为一封闭容器，用于储放电喷印墨液，其筒体顶部设有通孔，用于外接空气进气管(5)引入空气；进液筒(7)下端设有出液通孔，用于连接所述喷头(10)，向其提供电喷印墨液；

所述喷头(10)包括金属制成的墨液输送针头(1)和放电气体储气管(3)，所述墨液输送针头(1)的上端与进液筒(7)的出液通孔配合，用于导入进液筒(7)储存的电喷印墨液；墨液输送针头(1)的下端为细长针管，该针管中轴线与放电气体储气管(3)中轴线重合；

所述放电气体储气管(3)上端与金属墨液输送针头(1)配合嵌为一体，两者之间构成一个封闭腔体；放电气体储气管(3)侧壁开设有进气孔(2)，用于连接放电气体进气管(9)以引入放电气体；放电气体储气管(3)下端开有等离子体射流喷口，用于等离子体射流喷出；所述墨液输送针头(1)末端针管接近所述等离子体射流喷口，用于经由该喷口喷出电喷印墨液；

所述高压电源(11)接地极与收集基板(12)相连，高压电源(11)高压输出极与墨液输送针头(1)连接，用于激发放电气体储气管(3)内的放电气体产生等离子体，并提供电喷印所需的电场；

工作时，空气进气管(5)压入空气，电喷印墨液在空气压力的作用下由进液筒(7)流入墨液输送针头(1)到达针管；通入高压电的墨液输送针头(1)与接地的收集基板(12)在所述针管末端和收集基板之间的狭小空间中形成强电场，和墨液表面张力的共同作用促使墨液经过墨液输送针头(1)的针管末端向收集基板沉积；同时，放电气体储气管(3)里面的放电气体与带有高压电的墨液输送针头(1)在储气管里接触，放电气体电离形成等离子体，并在放电气体进气端压力的作用下经由放电气体储气管(3)底部等离子体射流喷口流出，形成等离子体射流。

2.根据权利要求1所述的电喷印装置，其特征在于，放电气体所述进气孔和墨液输送针头(1)上端之间的放电气体储气管(3)段，设有密封环，用于限制放电气体空间，并辅助实现墨液输送针头的金属针管轴线与放电气体储气管(3)的轴线重合；所述密封环为中空结构，用于所述针管穿过。

3.根据权利要求1所述的电喷印装置，其特征在于，所述墨液输送针头(1)上端的凹形槽设有外螺纹，放电气体储气管(3)上端的凹形槽设有内螺纹，两者通过螺纹密封连接；

所述墨液输送针头(1)上端凹形槽结构，其内壁开有内螺纹；进液筒(7)下端为圆形通孔，其外表面设有外螺纹，两者形成螺纹密封连接。

4.根据权利要求1所述的电喷印装置，其特征在于，墨液输送针头(1)针管末端与放电气体储气管(3)底部等离子体射流喷口的垂直相对位置关系可调，可设在该喷口外部、内部或者与该喷口平齐。

5.根据权利要求1所述的电喷印装置，其特征在于，所述喷头(10)还可以更换为一组合喷头(13)，组合喷头为两个单独喷头(10)的组合，其中一个接进液筒，不接放电气体，只进行电喷印；另外一个不接进液筒，只接放电气体，不接空气，只用于等离子体烧结或刻蚀；组合喷头上端的墨液输送针头(1)加工在同一结构上。

6.根据权利要求1所述的电喷印装置，其特征在于，通过选择性的控制打开和关闭放电气体进气管(9)和空气进气管(5)，可实现电流体喷印加工与等离子体加工的快速切换，实现单独的电喷印或单独的等离子体刻蚀；或者在电喷印加工的同时进行等离子体加工改性，实现对电喷印材料表面进行等离子体改性。

7.根据权利要求5所述的电喷印装置，其特征在于，电喷印装置换上组合喷头后，可实现对喷出的电喷印材料随后用高温等离子体进行烧结固化。

8.根据权利要求5所述的电喷印装置，其特征在于，所述组合喷头中，一个喷头进行喷印沉积，另一个喷头进行刻蚀，用于在不能打断的纺丝纤维制作中采用刻蚀喷头进行选择性打断，从而实现对喷出的纺丝纤维进行图案化刻蚀。