[发明专利]一种多层芯壳结构打印头及采用其打印微型器件的方法

说明书

一种多层芯壳结构打印头，包括多个依次连接的基本单元，每一所述基本单元包括：第一中空部分(1)，其贯通设于基本单元的中心；第二中空部分(2)，其通过截面为对称梯形的结构(4)与第一中空部分(1)隔开，并设于结构(4)的外围；第三中空部分(3)，其设于第一中空部分(1)、第二中空部分(2)以及结构(4)的下部；其中，每一基本单元的第一中空部分(1)与上一基本单元的第三中空部分(3)对应连接。基于此打印头提出了一种一步成型打印微型器件的方法。利用该多层芯壳结构打印头可以一步成型制备微型器件结构，缩减微型器件打印的步骤，极大优化微型器件制备工艺，为微型器件快速制备提供一个新的方法与思路。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种多层芯壳结构打印头及采用其一步成型打印微型器件的方法。

背景技术

随着电子设备朝着小型化、智能化方向发展，如何高效制备小型或微型的功能器件成为了急需解决的问题。近年来，3D打印技术由于具有可制备微米和纳米尺寸以及跨尺度器件的优势逐渐被用于小型或微型功能器件的加工与制备，同时具有成本低廉、流程简单等优势。将3D打印技术应用于微型功能器件的制备是解决小型或微型电子器件中高效地成本制备问题的一种有效途径，但现有技术中3D打印多材料功能器件面临着严重的困难和挑战，目前，3D打印多材料功能器件时只能利用多个喷头分步打印才能实现多材料的打印，其步骤繁琐、效率低，并且不能实现一体快速成型的目的，因此急需一种多材料一体成型3D打印微型功能器件的装置，以实现多材料功能器件的一步成型。

电子设备中，储能器件时电子设备的关键部件之一，在储能器件中，比如锂电池，目前3D打印储能器件的研究，其主要思路为选取合适的功能器件所需的材料，通过选取一定的黏度调节剂和导电剂与电极材料混合制备出特殊的粘性墨水，然后利用墨水直写等挤出式成型方式分别逐层打印储能器件，利用该方法实现电池的打印需要分多步分别选取不同材料分别对不同的结构进行打印，还需要更换不同材料的打印头，打印多层之间的界面结构很难控制。

发明内容

(一)要解决的技术问题

基于上述技术问题，本发明提供了一种多层芯壳结构打印头及采用其打印微型器件的方法，采用该多层芯壳结构打印头可以一步成型制备微型器件结构，缩减微型器件打印的步骤，极大优化微型器件制备工艺，为微型器件快速制备提供一个新的方法与思路。

(二)技术方案

第一方面，本发明提供了一种多层芯壳结构打印头，包括多个依次连接的基本单元，每一基本单元包括：第一中空部分1，其贯通设于基本单元的中心；第二中空部分2，其通过截面为对称梯形的结构4与第一中空部分1隔开，并设于结构4的外围；第三中空部分3，其设于第一中空部分1、第二中空部分2以及结构4的下部；其中，每一基本单元的第一中空部分1与上一基本单元的第三中空部分3对应连接。

可选地，第一中空部分1为圆柱体或长方体。

可选地，第二中空部分2的第一表面201和第二表面202的截面为漏斗形。

可选地，第一表面201与第二表面202平行。

可选地，第二中空部分2包括一进料口203。

可选地，采用3D打印技术打印打印头。