[发明专利]图案宽度和间距可调多材料电流体动力学打印设备及方法

说明书

本发明公开了一种图案宽度和间距可调多材料电流体动力学打印设备及方法，其包括基座、打印平台及机架，机架上设有安装平台，安装平台上设有喷头固定板、第一驱动机构及第一控制器，所述喷头固定板上设有若干喷头，喷头可滑移设置在喷头固定板上，且各个喷头通过传动机构与第二驱动机构连接，所述第二驱动机构与第二控制器连接，所述安装平台的一侧设有安装板，所述安装板上设有若干独立的注射装置，所述注射装置分别与喷头对应设置，所述喷头与打印平台分别与高压电源的正负两极连接，在两者之间形成电场力，可以同时电流体动力学打印不同材料和不同图案宽度的图案，实现了图案宽度和间距可调的多材料图案的电流体动力学打印。

技术领域

本发明属于电流体动力学打印技术领域，具体涉及一种图案宽度和间距可调多材料电流体动力学打印设备及方法。

背景技术

电流体动力学打印技术依靠电场作用的“拉”力，产生比喷头直径还细的射流。相对于传统喷墨打印采用“推”的方式挤出射流技术相比，电流体动力学打印图案的分辨率。常采用单喷头的方式进行电流体动力学打印图案，这种单喷头的电流体动力学打印方式打印图案的时间长和效率低。

基于多喷头的电流体动力学打印方式可以有效提高图案的打印效率，但是目前所采用的多喷头装置均采用同一个供液系统对多个喷头进行供液，容易产生供液流量分配不均，从而影响打印图案的质量。另外，多喷头装置无法实现单个喷头的独立可控式的图案打印，因此，这种多喷头的电流体动力学打印方式在同一时间只能打印同一种材料，并且在打印过程中难以实现图案宽度和间距可调图案的电流体动力学打印。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种图案宽度和间距可调多材料电流体动力学打印设备及方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种图案宽度和间距可调多材料电流体动力学打印设备，其包括基座、设置在基座上的可相对于基座Y向滑移的打印平台以及机架，所述机架上设有可相对机架X及Z向滑移的安装平台，所述安装平台上设有喷头固定板、用于带动喷头固定板旋转的第一驱动机构及用于控制第一驱动机构动作的第一控制器，所述喷头固定板上设有若干阵列设置的喷头，所述喷头可滑移设置在喷头固定板上，且各个喷头通过传动机构与用于带动喷头相对喷头固定板滑移的第二驱动机构连接，所述第二驱动机构与第二控制器连接，所述安装平台的一侧设有安装板，所述安装板上设有若干独立的注射装置，所述注射装置分别与喷头对应设置，所述喷头与打印平台分别与高压电源的正负两极连接，在两者之间形成电场力，进而实现不同喷印材料的图案宽度和间距可调的电流体动力学打印。

所述第一驱动机构与喷头固定板通过旋转轴连接。

所述第一驱动机构与旋转轴之间设有联轴器。

所述注射装置包括注射器、步进电机及丝杆螺母，所述步进电机与注射器控制器连接，且所述步进电机通过丝杆螺母与注射器联动设置。

所述喷头固定板下端设有导杆，所述喷头通过固定件与所述导杆构成滑移配合。

所述传动机构为与喷头联动设置的交叉臂传动机构，且所述交叉臂传动机构的一侧设有与第二驱动机构的丝杆螺纹配合的螺母。

一种基于上述的图案宽度和间距可调多材料电流体动力学打印设备的打印方法，其包括以下步骤：

步骤一、将相同或不同材料的待打印溶液装入若干独立的注射装置的注射器中，并将待打印图案的基板衬底固定在打印平台上，为进行电流体动力学打印图案做好准备；

步骤二、将图案宽度和间距可调多材料电流体动力学打印设备调整为零点位置；

步骤三、对图案宽度和间距可调多材料电流体动力学打印设备进行打印参数设置；

步骤四、设计待打印图案的形状；

步骤五、根据喷头与待打印图案的参数的对应关系，生成包含喷头的流量、各个喷头之间的距离、打印平台的移动轨迹及打印路径的打印指令；