一種陣列化電流體噴印噴頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電流體噴印技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種通過多個電極產(chǎn)生的多級電場而形成精細(xì)射流并且可以按需調(diào)整射流的直徑的陣列化電流體噴印噴頭。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的基于熱氣泡或者壓電原理的噴印技術(shù)，噴出孔的射流的直徑要大于噴出孔的內(nèi)徑，由于加工尺寸的限制，現(xiàn)有的基于熱氣泡或者壓電原理的噴印技術(shù)的噴出孔的直徑為20?50微米，射流的直徑為20微米以上，不能實現(xiàn)對更小尺寸(例如納米尺寸)的噴印。
[0003]電流體噴印技術(shù)是溶液或熔體基于電流體效應(yīng)，在電場力作用下，克服表面張力，被拉伸形成大縮徑比的穩(wěn)定的精細(xì)射流，利用此射流進(jìn)行微納米分辨率的精細(xì)圖案的噴印。電流體噴印可以實現(xiàn)大的噴出孔噴印小的射流。作為一種新興的微納米制造技術(shù)，以其工藝簡單、操作方便、分辨率高、墨水適應(yīng)性廣、制造環(huán)境友好等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于柔性電子制造、生物工程、微型傳感器等多個領(lǐng)域。
[0004]電流體噴印噴頭是電流體噴印技術(shù)的關(guān)鍵，現(xiàn)有的電流體噴印噴頭多為單噴出孔結(jié)構(gòu)，噴印效率低?，F(xiàn)有的陣列化的電流體噴印噴頭，例如專利號為ZL201110160094.5中，通過給2個固定間距的電極供電，形成I級電場，噴出孔內(nèi)的液體經(jīng)過這個I級電場的耦合拉伸形成射流噴印，由于I級電場的耦合I次拉伸作用有限，射流的直徑所能達(dá)到的細(xì)度也有限，只能達(dá)到I?10微米，不能實現(xiàn)納米尺寸的電流體噴印，射流的直徑所能調(diào)整的范圍也有限，不能實現(xiàn)按需調(diào)整射流直徑的尺寸，具有電流體噴印的精度低、效率低的不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的在于，克服現(xiàn)有的電流體噴印技術(shù)中的陣列化電流體噴印噴頭不能實現(xiàn)納米尺寸的噴印，不能實現(xiàn)按需調(diào)整射流直徑的尺寸，噴印精度低、效率低的不足，提供一種通過給通道上設(shè)置的多個電極供電，形成多級電場，射流經(jīng)過多級電場的多次拉伸，形成精細(xì)射流，并且通過調(diào)整電極的電壓，調(diào)整多級電場的電場強(qiáng)度以及調(diào)整多級電場的級數(shù)來實現(xiàn)按需調(diào)整的電流體射流的直徑的陣列化電流體噴印噴頭。
[0006]本實用新型的技術(shù)方案如下:一種陣列化電流體噴印噴頭，其特征在于設(shè)置有墨盒以及與墨盒對應(yīng)設(shè)置的N個呈陣列設(shè)置的獨立的噴孔系統(tǒng)，每個獨立的噴孔系統(tǒng)包括進(jìn)料孔、噴出孔、以及進(jìn)料孔和噴出孔之間的通道，通道上設(shè)置有多個電極。每個獨立的噴孔系統(tǒng)的進(jìn)料孔、噴出孔、通道、通道上設(shè)置的多個電極，為同一軸心線。通過給通道上多個電極供電，形成多級電場，對射流進(jìn)行多次拉伸，形成精細(xì)射流，并且通過調(diào)整多個電極的電壓，調(diào)整多級電場的電場強(qiáng)度以及調(diào)整多級電場的級數(shù)，來按需調(diào)整每個噴出孔的電流體射流的直徑。
[0007]所述的墨盒以及與墨盒對應(yīng)設(shè)置的N個呈陣列設(shè)置的獨立的噴孔系統(tǒng)，是由不導(dǎo)電的材料制成，例如硅、玻璃等。通道上設(shè)置的多個電極，是由導(dǎo)電金屬制成。墨盒內(nèi)的液體或熔體為可極化的液體或熔體。
[0008]所述的N個呈陣列設(shè)置的獨立的噴孔系統(tǒng)，N大于2。
[0009]所述的進(jìn)料孔內(nèi)徑為100?1200微米。
[0010]所述的通道為100?400微米。
[0011]所述的噴出孔的內(nèi)徑為I?400微米。
[0012]所述的多個電極，數(shù)量大于2個，各電極的間距固定?？梢允轻槧铍姌O與環(huán)形電極的組合，也可以是環(huán)形電極與環(huán)形電極的組合。
[0013]本實用新型的工作原理如下:
[0014]通道上設(shè)置的多個電極，數(shù)量為大于2個，例如有6個電極，即有A電極、B電極、C電極、D電極、E電極、F電極。
[0015]A電極為針狀電極，B電極、C電極、D電極、E電極、F電極為環(huán)形電極。
[0016]A電極的電壓為VA，B電極的電壓為VB，C電極的電壓為VC，D電極的電壓為VD，E電極的電壓為VE，F(xiàn)電極的電壓為VF。
[0017]給6個電極供電，例如VA為1500v，VB為 1100v，VCS800v，VDS600v，VES300v，VFS1v，形成由AB電場，BC電場，⑶電場，DE電場，EF電場形成的5級電場，進(jìn)料孔的液體或者熔體經(jīng)過AB電場得到第一次拉伸，產(chǎn)生精細(xì)的射流，射流經(jīng)過BC電場得到第二次拉伸，射流經(jīng)過CD電場得到第三次拉伸，射流經(jīng)過DE電場得到第四次拉伸，射流經(jīng)過EF電場得到第五次拉伸再噴出，射流經(jīng)過5次不間斷的拉伸，獲得幾百納米的射流。
[0018]調(diào)整每個噴出孔的電流體射流的直徑的方法有:
[0019]1.調(diào)整電極的電壓，電場級數(shù)不變，調(diào)整電場強(qiáng)度。
[0020]給6個電極供電，例如VA為2000v，VB為1500v，VC為 1000v，VDS600v，VES300v，VF為1v，形成由AB電場，BC電場，⑶電場，DE電場，EF電場形成的5級電場，進(jìn)料孔的液體或者熔體經(jīng)過AB電場得到第一次拉伸，產(chǎn)生精細(xì)的射流，射流經(jīng)過BC電場得到第二次拉伸，射流經(jīng)過CD電場得到第三次拉伸，射流經(jīng)過DE電場得到第四次拉伸，射流經(jīng)過EF電場得到第五次拉伸再噴出，射流經(jīng)過5次不間斷的拉伸，可以獲得幾十納米的射流。
[0021]2.調(diào)整電極的電壓，調(diào)整電場級數(shù)，調(diào)整射流拉伸次數(shù)。
[0022]給3個電極供電，例如，VA為800v，VB為400v，VF為10v，形成由AB電場，BF電場形成的2級電場，進(jìn)料孔的液體或者熔體經(jīng)過AB電場得到第一次拉伸，產(chǎn)生精細(xì)的射流，射流經(jīng)過BF電場得到第二次拉伸再噴出，射流經(jīng)過2次不間斷的拉伸，可以獲得10微米的射流。
[0023]有益效果
[0024]與現(xiàn)有的陣列化電流體動力噴印噴頭比較，本實用新型具有以下優(yōu)點和效果。
[0025]1.由于采用多個電極的結(jié)構(gòu)，形成多級電場，對射流能夠進(jìn)行多次的拉伸，獲得直徑為幾十納米尺寸的精細(xì)射流，故可以實現(xiàn)納米尺寸的噴印，精度高。
[0026]2.由于多個電極的電壓可調(diào)，多級電場的電場強(qiáng)度可調(diào)以及級數(shù)可調(diào)，同一噴出孔，可以獲得不同直徑的射流，故可以實現(xiàn)按需調(diào)整射流的直徑來噴印，效率高。
【附圖說明】
[0027]圖1是本實用新型實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖
[0028]圖2是本實用新型實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖
[0029]其中，I為A電極，2為B電極，3為C電極，4為D電極，5為E電極，6為F電極，7為進(jìn)料孔， 8為通道，9為噴出孔，10為墨盒，11為噴孔系統(tǒng)，12為G電極。
【具體實施方式】
[0030]以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的內(nèi)容作進(jìn)一步說明，但本實用新型的陣列化電流體動力噴印噴頭并不限于以下的實施例。
[0031]實施例1:
[0032]參見圖1，設(shè)置有墨盒10以及與墨盒10對應(yīng)設(shè)置的3個呈陣列設(shè)置的獨立的噴孔系統(tǒng)11，每個獨立的噴孔系統(tǒng)11包括進(jìn)料孔7，噴出孔9，以及進(jìn)料孔7和噴出孔9之間的通道8，通道8上設(shè)置有6個電極，有A電極I，B電極2，C電極3，D電極4，E電極5，F(xiàn)電極6，每個獨立的噴孔系統(tǒng)11的進(jìn)料孔7，噴出孔9，通道8，通道8上設(shè)置的A電極1、B電極2、C電極3、D電極4、E電極5、F電極6，為同一軸心線。各電極之間的間距固定。其中，A電極I為針狀電極，B電極2、C電極3、D電極4、E電極5、F電極6為環(huán)形電極。通過給通道8上的6個電極供電，形成5級電場，對射流進(jìn)行5次不間斷拉伸，形成精細(xì)射流，并且通過調(diào)整6個電極的電壓，調(diào)整多級電場的電場強(qiáng)度以及調(diào)整多級電場的級數(shù)來按需調(diào)整每個噴出孔的射流的直徑。
[0033]實施例2:
[0034]參見圖2，設(shè)置有墨盒10以及與墨盒10對應(yīng)設(shè)置的3個呈陣列設(shè)置的獨立的噴孔系統(tǒng)11，每個獨立的噴孔系統(tǒng)11包括進(jìn)料孔7，噴出孔9，以及進(jìn)料孔7和噴出孔9之間的通道8，通道8上設(shè)置有6個電極，有G電極12 3電極2，(:電極3，0電極4^電極5，？電極6，每個獨立的噴孔系統(tǒng)11的進(jìn)料孔7，噴出孔9，通道8，通道8上設(shè)置的G電極12、B電極2、C電極3、D電極4、E電極5、F電極6，為同一軸心線分布。各電極之間的間距固定。其中，G電極12，B電極2、C電極
3、D電極4、E電極5、F電極6為環(huán)形電極。通過給通道8上的6個電極供電，形成5級電場，對射流進(jìn)行5次不間斷拉伸，形成精細(xì)射流，并且通過調(diào)整6個電極的電壓，調(diào)整多級電場的電場強(qiáng)度以及調(diào)整多級電場的級數(shù)來按需調(diào)整每個噴出孔的射流的直徑。
【主權(quán)項】
1.一種陣列化電流體噴印噴頭，其特征在于設(shè)置有墨盒以及與墨盒對應(yīng)設(shè)置的N個呈陣列設(shè)置的獨立的噴孔系統(tǒng)，每個獨立的噴孔系統(tǒng)包括有進(jìn)料孔、噴出孔、以及進(jìn)料孔和噴出孔之間的通道，通道上設(shè)置有多個電極。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列化電流體噴印噴頭，其特征在于N個呈陣列設(shè)置的獨立的噴孔系統(tǒng)，N> 2。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列化電流體噴印噴頭，其特征在于，每個獨立的噴孔系統(tǒng)的進(jìn)料孔、噴出孔、通道、通道上設(shè)置的多個電極，為同一軸心線。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列化電流體噴印噴頭，其特征在于，電極的數(shù)量為大于2個。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列化電流體噴印噴頭，其特征在于，多個電極是針狀電極與環(huán)形電極的組合。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列化電流體噴印噴頭，其特征在于，多個電極是環(huán)形電極與環(huán)形電極的組合。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列化電流體噴印噴頭，其特征在于，各電極之間的間距固定。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列化電流體噴印噴頭，其特征在于，噴出孔的內(nèi)徑為I?400微米。
【專利摘要】一種陣列化電流體噴印噴頭，涉及電流體噴印技術(shù)領(lǐng)域。設(shè)置有墨盒以及與墨盒對應(yīng)設(shè)置的N個呈陣列設(shè)置的獨立的噴孔系統(tǒng)，每個獨立的噴孔系統(tǒng)包括進(jìn)料孔，噴出孔，以及進(jìn)料孔和噴出孔之間的通道，通道上設(shè)置有多個電極。多個電極可以是針狀電極與環(huán)形電極的組合，也可以是環(huán)形電極與環(huán)形電極的組合。通過給通道上多個電極供電，形成多級電場，對射流進(jìn)行多次拉伸，形成精細(xì)射流，并且通過調(diào)整多個電極的電壓，以及調(diào)整多級電場的電場強(qiáng)度和電場級數(shù)來按需調(diào)整每個噴出孔的電流體射流的直徑。
【IPC分類】B41J2/095, B41J29/38, B41J2/06, B41J2/14
【公開號】CN205344115
【申請?zhí)枴緾N201520968966
【發(fā)明人】高曉軍, 張亮
【申請人】深圳市富彩三維技術(shù)有限公司
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2015年11月26日