[发明专利]一种多材料混合喷头

说明书

本发明涉及3D打印技术领域，提出了一种多材料混合喷头，包括驱动装置、运输针、储液室、混合室、喷嘴和多个材料添加装置；所述驱动装置包括一驱动轴，所述驱动轴驱动连接所述运输针，以控制所述运输针的转动，所述储液室的下方依次固定设置混合室和喷嘴，所述储液室内部设置材料混合通道，包括多个进液口和一个出液口，所述混合室包括第一通道，所述喷嘴包括第二通道，所述出液口、第一通道和第二通道三者相互连通，且所述运输针设置于所述出液口、第一通管道和第二通道内，所述材料添加装置分别连接于所述储液室的进液口。本发明实现多材料混合喷印的目的，并且可以提高喷印溶液粘度的适用范围。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种多材料混合喷头。

背景技术

当前电子产业的发展越来越迅速，一些柔性电子产品的制造技术也受到越来越多的关注。因为柔性电子产品大多数由微小型功能器件构成，所以其制造技术主要涉及微纳制造技术，目前主要有喷印、直写和3D打印技术等。例如Chen等人提出的一种可拉伸应变微纳结构，该结构可通过3D打印技术制备，在可穿戴设备、软机器人技术和物联网等领域发挥着关键作用(Ying J,Liu Z,Matsuhisa N,et al.Auxetic Mechanical Metamaterials toEnhance Sensitivity of Stretchable Strain Sensors[J].Advanced Materials,2018,30(12):1706589)。微纳结构的制造技术还广泛应用于组织工程和超材料等领域，因此微纳制造技术与现代技术的发展息息相关。

基于单一材料的微纳制造技术已经十分成熟，但具有多功能的微纳结构通常不只是由一种材料构成，需要在一种材料中添加另一种材料以扩展或增强性能。目前也有相关学者研究基于多材料的喷印头，例如Lewis等人提出一种多材料微流控3D打印头，能够从同一个喷嘴以可编程的方式打印多种材料，在制备过程中可实现两种粘弹性材料之间的无缝切换，但是该方法只是实现了两种材料的切换，两种材料并未得到充分的混合，因此打印材料性能并不是很稳定(Hardin J O,Ober T J,Valentine A D,et al.MicrofluidicPrintheads for Multimaterial 3D Printing of Viscoelastic Inks.[J].AdvancedMaterials,2015,27(21):3279-3284.)。

发明内容

本发明针对现有多材料混合喷印难、高粘度溶液不易输运等问题，提供了一种多材料混合喷头，实现多材料混合喷印的目的，并且可以提高喷印溶液粘度的适用范围。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多材料混合喷头，包括驱动装置、运输针、储液室、混合室、喷嘴和多个材料添加装置；所述驱动装置包括一驱动轴，所述驱动轴驱动连接所述运输针，以控制所述运输针的转动，所述储液室的下方依次固定设置混合室和喷嘴，所述储液室内部设置材料混合通道，包括多个进液口和一个出液口，所述混合室包括第一通道，所述喷嘴包括第二通道，所述出液口、第一通道和第二通道三者相互连通，且所述运输针设置于所述出液口、第一通管道和第二通道内，所述材料添加装置分别连接于所述储液室的进液口。

进一步的，所述第一通道的形状为圆柱形，其靠近储液室的一端的内径大于远离储液室的一端的内径。

进一步的，所述混合室与喷嘴的连接处设置一加热装置。

进一步的，所述加热装置包括基座和加热棒，所述基座套设于所述混合室上，所述基座上包括一安装孔，所述加热棒设置于所述安装孔内。

进一步的，所述材料添加装置包括材料放置槽和连接管路，所述材料放置槽固定设置于所述储液室的上方，所述材料放置槽的下端通过连接管路连接于所述储液室的进液口。

进一步的，所述材料添加装置还包括流量控制装置，用于控制流入储液室中的材料的数量。