[发明专利]一种复频电流体动力学打印装置及其打印方法

权利要求书

1.一种复频电流体动力学打印装置,其特征在于：包括直流电源（1）、高频变压器（2）、中频变压器（3）、喷头（4）、导电阳极（5）、环形辅助电极（6）、平板电极（7）；

所述喷头（4）接触连接导电阳极（5），所述环形辅助电极（6）设置在喷头（4）下方，所述平板电极（7）设置在环形辅助电极（6）下方，所述环形辅助电极（6）、平板电极（7）共同接地；

所述直流电源（1）连接导电阳极（5）、平板电极（7）形成直流电场，所述高频变压器（2）连接导电阳极（5）、环形辅助电极（6）形成高频交流电场，所述中频变压器（3）连接导电阳极（5）、平板电极（7）形成中频交流电场；所述直流电场、高频交流电场、中频交流电场共同形成复频电压；

所述复频电压为v，v=v₀+v₁(sinω₁t)+ v₂ (sinω₂t+φ)；

v₀为直流电源电压，其中，0.9KV≤v₀≤20KV；

v₁(sinω₁t)为高频交流电场所施加的电压，v₁为高频变压器输出的额定电压，ω₁为角频率，t为持续时间，其中0.9KV≤v₁≤20KV，6283rad/s（1000HZ）≤ω₁≤12566rad/s（2000HZ）；

v₂ (sinω₂t+φ) 为中频交流电场所施加的电压，v₂为中频变压器输出的额定电压，ω₂为角频率，t为持续时间，其中，0.9KV≤v₂≤20KV，817rad/s（130HZ）≤ω₂≤3142rad/s（500HZ），0≤φ≤π。

2.根据权利要求1所述的复频电流体动力学打印装置,其特征在于：所述喷头（4）的内径为0.5-5.5mm，长为3-5cm。

3.根据权利要求1所述的复频电流体动力学打印装置,其特征在于：所述环形辅助电极（6）距离喷头（4）的距离为0.3-2cm。

4.根据权利要求1所述的复频电流体动力学打印装置,其特征在于：所述平板电极（7）距离喷头（4）的距离为0.8-3cm。

5.一种基于权利要求1所述复频电流体动力学打印装置的打印方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：采用高能球磨法制备金属纳米颗粒，并将其分散到聚合物溶剂中，超声分散制备聚合物金属纳米颗粒复合材料溶液；

步骤2：将制备完成的聚合物金属纳米颗粒复合材料溶液通过3D打印机供料系统输送至喷头；

步骤3：直流电场、高频交流电场、中频交流电场共同施加电压形成复频电压；

步骤4：在高强电场作用下，聚合物金属纳米颗粒复合材料溶液在喷嘴下方形成电流体动力学打印液滴，并可通过高速摄像机观察到液滴运动轨迹和形态变化。