一种单喷头多材料多尺度3D打印装置及其工作方法与流程

技术特征：
1.一种单喷头多材料多尺度3D打印装置的工作方法，其特征在于：3D打印装置包括底座、工作台、承片台、基材、电源、喷头和支架；所述喷头包括进料室、设置在进料室下端的混料室和设置在混料室下端的导电喷嘴，所述进料室的侧壁上设置若干个进料口，混料室中设置用于对多种材料进行搅拌的混合搅拌器；所述底座安装在最下方，支架和工作台均安装在底座的上方，喷头安装在支架上；承片台固定在工作台上，基材固定在承片台的上方，且位于喷头的下方；电源的正极和负极分别与所述喷头的导电喷嘴和承台片连接；通过工作台和支架之间的相对运动，实现了喷头和基材之间的x向、y向和z向的相对运动；所述混料室内设置用于将材料导出喷头的废液收集器，所述废液收集器为废液收集管路，内置集成泵，废液收集管路的一端设置于混料室内部，另一端与外界连通；所述喷头设置进气口，进气口与压力管路连接；所述导电喷嘴为金属喷嘴或涂覆导电材料，喷嘴的内径为0.5-100μm；将基材固定在承片台上，调整喷嘴与基材之间的工作距离为0.01-3毫米，微量进料泵将材料输送进入喷头内，喷头内的混合搅拌器对多种材料进行充分混合后，在喷头0.1-1bar的进气压力及喷嘴和承片台之间的电场作用下，混合溶液自喷嘴中喷出，在基材表面进行打印；当需要转换打印材料时，废液收集器启动，将喷头内多余的材料吸出后，更换为新的材料继续打印；当需要打印不同尺度的宏观结构或微米级结构或纳米级结构时，通过改变喷嘴与基材距离、喷嘴和承片台之间的电压来实现；直至完成打印；喷嘴和承片台之间的电源的输出脉冲电压为0.2-5KV，输出脉冲频率10Hz-1000Hz，输出波形为方形；废液收集器的真空压强为-400-500mbar。2.根据权利要求1所述的工作方法，其特征在于：所述混合搅拌器包括电机、螺旋叶片和端盖，端盖盖合在所述进料室的上端，电机安装在端盖的下端，螺旋叶片安装在电机的下端的混料室内，通过传动轴与电机连接。3.根据权利要求1所述的工作方法，其特征在于：所述工作台为x-y工作台，所述支架上安装z向工作台，喷头安装在z向工作台上，基材固定在x-y工作台上；喷头沿z向运动，基材沿x向和y向运动，实现了喷头和基材之间的x向、y向和z向的相对运动。4.根据权利要求1所述的工作方法，其特征在于：所述支架的下端安装x-y工作台，所述支架上安装z向工作台，喷头安装在z向工作台上，实现了喷头的x向、y向和z向运动。5.根据权利要求1所述的工作方法，其特征在于：所述承台片为金属材质的真空吸盘，真空吸盘的进气口与真空管路连接，承台片通过真空负压实现对基材的固定；所述承台片还设置有电加热装置，所述电加热装置为电加热棒或电加热片。6.根据权利要求1所述的工作方法，其特征在于：所述单喷头多材料多尺度的3D打印装置，还包括紫外固化光源，其置于基材正上方，曝光光源照射到打印材料沉积在基材上的区域，用于对UV光敏材料的固化；在所述喷头的喷嘴附近设置摄像机或者视觉检测模块，监控实际电喷印过程，以及喷印过程图形的对准。