[发明专利]一种电磁打印喷头、电磁打印装置及打印方法

说明书

本发明提供的一种电磁打印喷头、电磁打印装置及打印方法，其中所述电磁打印喷头包括：至少一个喷头组件，所述喷头组件包括喷嘴、正电极、负电极、第一磁体、第二磁体和薄膜管道；所述正电极和所述负电极相对设置，所述第一磁体的N磁极与所述第二磁体的S磁极竖直相对设置；所述薄膜管道竖直放置在正电极、负电极、第一磁体和第二磁体构成的空间内；所述喷嘴与所述薄膜管道连通。通过采用电磁驱动原理的电磁打印喷头，使得整个电磁打印装置结构简单、易于控制且打印精度高速度快；同时，该电磁打印装置可以用于液态金属墨水的打印，使得该电磁打印装置尤其适用于打印电路的制造，例如柔性电路，皮肤电子，传感器生产等。

技术领域

本发明涉及打印技术领域，更具体地，涉及一种电磁打印喷头、电磁打印装置及打印方法。

背景技术

打印机在我们的日常生活中属于必不可少的电子设备，在工业生产、服装制造，产品包装等领域，打印技术同样有着广泛的应用。随着技术的发展，传统的图案打印逐渐不能再满足人们的需求，功能性打印技术得到了广泛的关注与应用。例如粘接剂打印，光刻胶打印等。

在各种打印技术当中，可导电墨水的打印是研究热点之一。将可导电墨水直接打印在基底材料上，就可以形成功能性电路。这一特点在电子标签，柔性电路，皮肤电子等领域都有着广阔的应用前景。同时，电路的直接打印，减少了传统电路加工过程中曝光、刻蚀、清洗等环节，大大加快了电路的制造过程，有助于降低成本，同时减少环境危害。

已有的喷墨打印技术中，喷头的种类通常分为压电陶瓷喷头、激光打印喷头、热发泡打印头等几种。其中压电陶瓷是利用压电陶瓷产生的形变挤压墨水喷出喷嘴，形成图案。热发泡打印头是通过加热形成气体，挤压液态墨水，并喷出。激光打印喷头是通过激光照射在打印基底上形成静电场，吸附打印墨水，形成图案。

已有的打印方法在传统图案打印中已经得到了较大程度的应用，但在面对一些新型材料的打印如导电类墨水时，往往会产生很多局限性。以室温液态金属为例，其沸点高达2000摄氏度以上，加热方法很难形成气泡，表面张力很高，无论是压电陶瓷还是激光静电吸附都很难让液态金属形成图案。

另一方面，现有的打印技术逐渐向多喷头方向发展，往往一个打印头上有数十个甚至上万个喷头，传统的机械结构很难适应这种阵列化的喷头设计，限制了打印速度以及精度的进一步提高。

发明内容

针对上述的技术问题，本发明提供一种电磁打印喷头、电磁打印装置及打印方法。

第一方面，本发明提供一种电磁打印喷头，包括：至少一个喷头组件，所述喷头组件包括喷嘴、正电极、负电极、第一磁体、第二磁体和薄膜管道；所述正电极和所述负电极竖直相对设置，所述第一磁体的N磁极与所述第二磁体的S磁极竖直相对设置，且所述第一磁体竖直贴合在所述正电极的一侧及所述负电极的一侧，所述第二磁体竖直贴合在所述正电极的另一侧及所述负电极的另一侧；所述薄膜管道竖直放置在所述正电极、所述负电极、所述第一磁体和所述第二磁体构成的空间内；所述喷嘴与所述薄膜管道连通。

其中，所述喷头组件的数量为多个时，多个所述喷头组件阵列排布。

其中，所述第一磁体和所述第二磁体为钕铁硼永磁铁、钐钴永磁铁、铝镍钴永磁铁、四氧化三铁永磁铁或者电磁铁；所述正电极和所述负电极为金属单质、金属合金、碳化硅或石墨。

第二方面，本发明提供一种电磁打印装置，包括：电磁打印喷头、液态金属墨水、墨盒、压力调节机构、移动控制机构、控制电路和电流脉冲发生器；所述电磁打印喷头可滑动的设置在所述移动控制机构上，且所述电磁打印喷头的喷嘴对准基底材料；所述电磁打印喷头的进墨口与所述墨盒的出墨口相连，所述液态金属墨水放置在所述墨盒内；所述压力调节机构设置在所述墨盒上，用于调节所述墨盒内的压力；所述电流脉冲发生器与所述电磁打印喷头中喷头组件的正电极和负电极相连；所述控制电路与所述压力调节机构及所述电流脉冲发生器相连。