電流體動力噴射打印技術(shù)的工作原理

電流體動力噴射打印簡稱電噴印與傳統(tǒng)噴印技術(shù)（熱泡法，壓電法等）相比，其不同之處在于，傳統(tǒng)噴印技術(shù)采用外力將液滴“推”出，電噴印在電場力驅(qū)動下以“拉”的方式從噴嘴處產(chǎn)生極細的射流，不同條件下可以形成液滴、纖維、噴霧三種狀態(tài)。電噴印可以在噴嘴處形成“泰勒錐”，打印分辨率不受噴嘴直徑的限制，可以實現(xiàn)微米、亞微米尺度的噴印。

電噴印原理圖

電噴印屬于電液動力耦合技術(shù)領域中的一個方向，其原理的實質(zhì)是將電能直接轉(zhuǎn)換成動能，利用電場誘導產(chǎn)生流體運動。電噴印利用高壓脈沖電場將流體從噴嘴處“拉”出，得到微滴于收集板上。

脈沖電壓由信號發(fā)生器和高壓放大器組合生成，通過設置信號發(fā)生器輸出波形，將信號接入到高壓放大器，通過高壓放大器能夠生成高壓信號。收集板為導電玻璃，置于XY平臺上，收集板處連接負直流高壓電源。利用信號發(fā)生器生成方波，經(jīng)過高壓放大器后產(chǎn)生高壓脈沖，利用導線連接到針頭處。針頭與收集板之間形成電場，隨著電壓升高，針頭噴嘴處的彎月面受到電場力的作用形成泰勒錐，當高壓脈沖超過臨界條件后，打破了針頭處的表面張力和電場力，液滴從“泰勒錐”處噴出形成射流，滴落到收集板上形成微滴。計算機連接CCD攝像頭，通過軟件在屏幕上來實時顯示電噴印狀況，觀察是否出現(xiàn)異常狀態(tài)，如放電、供液量不足等，以便及時停止平臺運行或進行調(diào)整參數(shù)。

電噴印平臺示意圖

電噴印是典型的多物理場的綜合作用過程，錐射流的形成、飛行高度及沉積過程對噴印圖案的分辨率和定位精度有重要影響,噴印效果主要受噴頭結(jié)構(gòu)和材料、工藝參數(shù)、溶液屬性等的綜合影響。電噴印的主要方式為:在噴嘴和收集板之間施加高壓電場，噴嘴處的液體受到電場力作用形成泰勒錐。當電場力克服液體表面張力和粘力等作用力時，噴嘴處液體噴落，在收集板上形成微小液滴。電噴印與其他技術(shù)相比具有獨特的優(yōu)勢。

Aigtek高壓放大器最大輸出電壓10KV，最大輸出功率10KW，最大輸出電流64Ap,在電噴印技術(shù)研究中有著重要的應用，為更好的進行科研實驗提供了條件。

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審核編輯：湯梓紅