电流体动力学喷印装置及方法与流程

文档序号:32661629发布日期:2022-12-23 23:45阅读:20来源:国知局
电流体动力学喷印装置及方法与流程

1.本公开涉及微纳加工技术领域,尤其涉及一种电流体动力学喷印装置及方法。


背景技术:

2.现有喷印技术中的喷墨技术分为连续喷墨和按需喷墨两种。在电子器件以及一些功能性器件的印刷过程中,主要采用按需喷墨的方式。传统的按需喷墨方式通常采用压电式和热风泡式,两者的工作原理非常相似。
3.然而压电式和热风泡式的驱动方式在喷嘴处的能量非常有限,且随着喷嘴尺寸的减小,产生液滴所需的压力增加,容易堵塞喷嘴。且由于其采用的喷印方式为单管道喷印,喷印效率低,并且需多次清理,使得其整体上应用成本较高。


技术实现要素:

4.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题,本公开提供了一种电流体动力学喷印装置及方法。
5.本公开提供了一种电流体动力学喷印装置,包括:供电模块、供气模块、出液模块以及基底固定模块;
6.所述供电模块和所述供气模块分别与所述出液模块连接,所述基底固定模块连接一预设电位端,且用于固定待喷印的基底;
7.其中,所述供气模块用于给所述出液模块中的液体提供气压,使出液模块末端的液体处于将要滴落的状态,所述供电模块用于给所述出液模块中的液体提供电荷,所述电荷对应的电位高于所述预设电位端的电位;所述供气模块和所述供电模块共同作用,使所述出液模块中的液体基于电流体动力学喷印至所述基底。
8.可选地,所述出液模块包括一个或多个管道针筒;
9.所述供电模块和所述供气模块分别连接每个所述管道针筒。
10.可选地,所述出液模块还包括针筒固定架;
11.所述针筒固定架用于固定所述管道针筒。
12.可选地,所述供气模块包括气压阀;
13.所述气压阀连接至所述出液模块的顶端,用于基于所述出液模块中的液体量提供对应的可调压强。
14.可选地,所述供电模块包括供电电源控制模块、数模转换模块、电压转换模块以及电压分配器;
15.所述供电电源控制模块、所述数模转换模块、所述电压转换模块以及所述电压分配器顺次连接,所述电压分配器连接至所述出液模块;
16.其中,所述供电电源控制模块用于控制输出电压的通断和大小,所述数模转换模块用于将数字量的输出电压转换为模拟量的输出电压,所述电压转换模块用于将所述数模转换模块转换后的模拟量的输出电压转换为目标电压,所述目标电压大于所述输出电压,
所述电压分配模块用于将所述目标电压分配给所述出液模块。
17.可选地,所述电压转换模块内置滑动变阻器;
18.所述滑动变阻器用于通过阻值调整,控制所述电压转换模块输出的目标电压的大小。
19.可选地,所述基底固定模块包括xyzr轴移动台以及真空吸片台;
20.所述真空吸片台用于通过真空吸附固定所述基底,所述xyzr轴移动台用于控制所述真空吸片台相对于所述出液模块运动。
21.可选地,所述基底固定模块还包括驱动器;
22.所述xyzr轴移动台受控于所述驱动器而控制所述真空吸片台按照预设轨迹相对于所述出液模块运动。
23.可选地,该装置还包括图像获取模块和显示模块;
24.所述图像获取模块用于采集所述出液模块的液体喷射流的状态、喷印的过程以及喷印的效果;
25.所述显示模块用于显示所述出液模块的液体喷射流的状态、喷印的过程以及喷印的效果中的至少之一。
26.可选地,该装置还包括光学平台以及减震块;
27.所述光学平台用于固定至少所述供电模块、所述供气模块、所述出液模块以及所述基底固定模块;
28.所述减震块设置于所述光学平台背离所述基底固定模块的一侧,所述减震块用于稳定所述光学平台。
29.本公开还提供了一种电流体动力学喷印方法,应用上述任一种装置实现;所述方法包括:
30.利用所述基底固定模块固定待喷印的基底,并将所述基底固定模块连接至一预设电位端;
31.利用所述供气模块向所述出液模块中的液体提供气压,使出液模块末端的液体处于将要滴落的状态;以及利用所述供电模块向所述出液模块中的液体提供电荷,所述电荷对应的电位高于所述预设电位端的电位;
32.其中,所述供气模块和所述供电模块共同作用,使所述出液模块中的液体基于电流体动力学喷印至所述基底。
33.可选地,所述出液模块包括一个或多个管道针筒;所述供电模块包括电压分配模块;该方法还包括:
34.所述利用所述供电模块向所述出液模块中的液体提供电荷,包括:
35.利用电压分配模块,将电压分配给目标管道针筒。
36.可选地,所述基底固定模块包括xyzr轴移动台以及真空吸片台;在所述出液模块中的液体基于电流体动力学喷印至所述基底的过程中,所述方法还包括:
37.基于所述xyzr轴移动台,控制所述真空吸片台相对于所述出液模块运动。
38.可选地,所述装置还包括图像获取模块和显示模块;在所述出液模块中的液体基于电流体动力学喷印至所述基底的过程中,所述方法还包括:
39.利用所述图像获取模块采集所述出液模块的液体喷射流的状态、喷印的过程以及
喷印的效果;
40.利用所述显示模块显示所述出液模块的液体喷射流的状态、喷印的过程以及喷印的效果中的至少之一。
41.本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点:
42.本公开实施例提供的体动力学喷印装置包括:供电模块、供气模块、出液模块以及基底固定模块;供电模块和供气模块分别与出液模块连接,基底固定模块连接一预设电位端,且用于固定待喷印的基底;其中,供气模块用于给出液模块中的液体提供气压,使出液模块末端的液体处于将要滴落的状态,供电模块用于给出液模块中的液体提供电荷,电荷对应的电位高于预设电位端的电位;供气模块和供电模块共同作用,使出液模块中的液体基于电流体动力学喷印至基底。其中,供气模块给出液模块中的液体提供气压,使出液模块末端的液体处于将要滴落的状态;同时,通过供电模块给出液模块中的液体提供电荷,使得电荷对应的电位高于预设电位端的电位,从而可利用电驱动力和气驱动力共同作用使液体从出液模块中喷出。由此,通过供电模块和供气模块共同作用,即利用电场及气压的能量共同驱动,以使出液模块出液并喷印至基底,提高了喷嘴处的驱动能量,进而不会堵塞喷嘴。
附图说明
43.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本公开的实施例,并与说明书一起用于解释本公开的原理。
44.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
45.图1为本公开实施例提供的一种喷印装置的结构示意图;
46.图2为本公开实施例提供的另一种喷印装置的结构示意图;
47.图3为本公开实施例提供的又一种喷印装置的结构示意图;
48.图4为本公开实施例提供的一种喷印方法的流程示意图。
49.其中:210、供电模块;220、供气模块;230、出液模块;240、基底固定模块;231、管道针筒;232、针筒固定架;222、气压阀;211、供电电源控制模块,即pc控制端;212、数模转换模块;213、电压转换模块;214、电压分配器;214、xyzr轴位移台;242、真空吸片台;243、驱动器;250、显微镜,即图像获取模块;260、显示模块,即pc控制端;270、光学平台;280、减震块。
具体实施方式
50.为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点,下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
51.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开,但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施;显然,说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例,而不是全部的实施例。
52.首先,结合相关背景,对现有技术存在的缺陷和本技术方案的改进点进行说明。
53.现有喷印技术中,如传统的喷印工艺主要将喷墨技术分为连续喷墨和按需喷墨两
种。在电子器件以及一些功能性器件的印刷过程中,主要采用按需喷墨的方式。
54.传统的按需喷墨方式通常采用压电式和热风泡式进行喷印,且二者的工作原理非常相似,其中,压电式的工作原理是在喷嘴处接收电能能量后喷嘴会产生变形而将墨挤压出来,热风泡式是将喷嘴处的溶液加热并以雾化的形式出来。但二者都存在喷嘴处驱动能量有限,随喷嘴尺寸减小产生液滴需要的压力增加,容易堵塞喷嘴且采用的单管道喷印方式存在效率较低、工艺应用成本高等问题。
55.有鉴于此,本公开实施例提出一种电流体动力学喷印装置及方法,其中利用电流体动力学喷印原理,提高喷印驱动能量,改善喷嘴处容易堵塞的问题;进一步,设计多针筒管道,有利于提高喷印(也称为“打印”)效率;同时,由于喷嘴处堵塞情况得以改善,使得该装置不需多次清理,进而有利于实现对该装置的多次重复利用,维护维修成本较低;同时,相对于传统光刻工艺而言,相比于图案化的流程,该装置及其对应的方法不需要过多的辅助材料和步骤,从而实现应用成本的降低。
56.该电流体动力学喷印技术是一种用于制备微纳米结构与器件的新技术,这种电流体动力学喷印技术相对于光刻等微纳加工技术来说成本较低、工艺以及制作过程简单灵活、并且不需要掩膜版、与基底是非接触式的减少了对基底的磨损和划伤、可实现高粘度溶液喷印等优点,在微纳加工领域具有很高的应用,例如在电子器件、柔性电子显示器、太阳薄膜电池、生物支架、有机发光二极管、生物传感器及3d喷印结构等多种功能器件的制备中均可应用。
57.下面结合附图,对本公开实施例提供的电流体动力学喷印装置及方法进行示例性说明。
58.示例性地,图1为本公开实施例提供的一种喷印装置的结构示意图,该喷印装置具体为基于电流体动力学使液滴雾化并喷印至基底的自动化喷印装置。
59.参照图1,该喷印装置包括:供电模块210、供气模块220、出液模块230以及基底固定模块240;供电模块210和供气模块220分别与出液模块230连接,基底固定模块240连接一预设电位端,且用于固定待喷印的基底200;其中,供气模块220用于给出液模块230中的液体提供气压,使出液模块230末端的液体处于将要滴落的状态,供电模块210用于给出液模块230中的液体提供电荷,电荷对应的电位高于预设电位端的电位;供电模块210和供气模块220共同作用,使出液模块230中的液体基于电流体动力学喷印至基底200。
60.其中,基底200为用于形成喷印膜层的基底;示例性地,该基底可为柔性基底或刚性基底,可为平面基底或曲面基底,可为不存在电路结构的裸基底或已经形成部分电路结构的芯片,在此不限定。其中,所形成的喷印膜层可为完整喷印的膜层,也可为部分掩膜而对应形成的图案化的膜层,在此不限定。
61.本公开实施例中,基底200放置在基底固定模块240,并进行固定,以便在芯片上进行喷印。
62.其中,出液模块230能够出液,并基于电流体动力学向基底200进行喷印。具体地,供气模块220和供电模块210分别与出液模块230连接;其中,供气模块220能够向出液模块230中的液体提供气压,使出液模块230末端的液体处于将要滴落的状态;同时,供电模块210能够向出液模块230中的液体提供正电荷,且基底固定模块240连接的预设电位端连接一预设电位端,例如接地,从而使出液模块230与基底固定模块240之间形成电场,进而可利
用电场能量,使带有正电荷的液体飞向待喷印的基底200。由此,该喷印装置中,通过供电模块210和供气模块220共同作用,即利用电场及气压的能量共同驱动,以使出液模块230出液并喷印至基底200,从而提高了喷嘴处的驱动能量,进而不会堵塞喷嘴。
63.能够理解的是,喷嘴为出液模块230的末端。
64.另外,需要说明的是,以图1中示出的连接方式为例,其中仅示例性地示出了喷印装置中的各个模块之间的空间相对位置关系;在其他实施方式中,喷印装置中上述模块还可以根据具体的应用情景以及相应的内部具体构件进行空间方位上的适应性调整,只需确保供电模块210和供气模块220分别与出液模块230连接,基底固定模块240位于出液模块230的对侧以使出液模块230将液滴喷印至基底200即可,在此不限定。
65.本公开实施例提供的电流体动力学喷印装置,包括:供电模块210、供气模块220、出液模块230以及基底固定模块240;供电模块210和供气模块220分别与出液模块230连接,基底固定模块240连接一预设电位端,且用于固定待喷印的基底;其中,供气模块220用于给出液模块230中的液体提供气压,使出液模块230末端的液体处于将要滴落的状态,供电模块210用于给出液模块230中的液体提供电荷,电荷对应的电位高于预设电位端的电位;供气模块220和供电模块210共同作用,使出液模块230中的液体基于电流体动力学喷印至基底。其中,供气模块220给出液模块230中的液体提供气压,使出液模块230末端的液体处于将要滴落的状态;同时,通过供电模块210给出液模块230中的液体提供电荷,使得电荷对应的电位高于预设电位端的电位,从而可利用电驱动力和气驱动力共同作用使液体从出液模块230中喷出。由此,通过供电模块210和供气模块220共同作用,即利用电场及气压的能量共同驱动,以使出液模块230出液并喷印至基底,提高了喷嘴处的驱动能量,进而不会堵塞喷嘴。
66.在一些实施例中,图2为本公开实施例提供的另一种喷印装置的结构示意图。在图1的基础上,参照图2,该装置中,出液模块230包括一个或多个管道针筒231;供电模块210和供气模块220分别连接每个管道针筒231。
67.其中,管道针筒231为用于出液的针筒,分别通过对应管道或电连接线与供电模块210和供气模块220连接。本公开实施例中,出液模块230可包括出液针管231,在其他实施方式中,出液模块230还可包括其他结构形式的出液结构,在此不赘述也不限定。
68.其中,出液模块230中,管道针筒231的数量可以为一个、两个、三个或更多个,在此不限定。
69.示例性地,图2中示出了管道针筒231的数量为三个,以实现对液体在三个管道内进行分配;并且,通过设置管道针筒231的数量为两个或更多个,可实现多管道喷印,从而提高了喷印效率。
70.本公开实施例中,供电模块210和供气模块220均分别连接每个管道针筒231,从而使得每个管道针筒231中的液体均基于电流体动力学的原理喷印至基底200上,进而每个管道针筒231均喷印流畅,不易堵塞。
71.在一些实施例中,继续参照图2,该装置中还包括针筒固定架232;针筒固定架232用于固定管道针筒231。其中,针筒固定架232可为出液单元230的一个结构部件,或为独立于出液单元230之外的一个结构部件,在此不限定。
72.其中,针筒固定架232能够通过机械固定、胶黏固定等方式固定管道针筒,本实施
例对具体固定方式不限定。
73.示例性地,针筒固定架232可以是亚克力针筒固定架,也可以是其他材质的固定架,能够实现对管道针筒231进行固定即可,本公开实施例对其结构形式、固定方式以及固定远离等均不限定。
74.在一些实施例中,图3为本公开实施例提供的又一种喷印装置的结构示意图。在图1或图2的基础上,参照图3,该装置中,供气模块220包括气压阀222;气压阀222连接至出液模块230的顶端,用于基于出液模块230中的液体量提供对应的可调压强。
75.其中,气压阀222提供的可调压强是在基于管道针筒231内部的液体量的不同而调整设置相应的压强,是为了给针筒内的液体提供一个稳定的气压,使针尖的液体处在将要滴落的状态。
76.示例性地,当管道针筒231内部的液体量较多时,气压阀222提供给该管道针筒231内的气压也较大;当管道针筒231内部的液体量较少时,气压阀222提供给该管道针筒231内的气压会较小。
77.本公开实施例中,通过设置气压阀222能够针对出液模块230中的液体量提供对应的可调压强,从而能够针对不同喷印量的液体实现对压强的灵活调整,进而满足多种不同液体量的喷印需求。
78.在一些实施例中,在图1的基础上,继续参照图2或图3,该装置中,供电模块210包括供电电源控制模块211、数模转换模块212、电压转换模块213以及电压分配器214;供电电源控制模块211、数模转换模块212、电压转换模块213以及电压分配器214顺次连接,电压分配器214连接至出液模块230;其中,供电电源控制模块211用于控制输出电压的通断和大小,数模转换模块212用于将数字量的输出电压转换为模拟量的输出电压,电压转换模块213用于将数模转换模块212转换后的模拟量的输出电压转换为目标电压,目标电压大于输出电压,电压分配模块用于将目标电压分配给出液模块230。
79.其中,供电电源控制模块211能够控制输出电压的通断和大小。示例性地,供电电源控制端211具体可为pc控制端;具体地,可以在pc控制端211确定喷印的电压模式,对应的pc控制端211确定输出电压的大小以及输出电压的通断情况,同时也可以在pc控制端211确定将要喷印的图形。进一步地,pc控制端211还可以通过控制电压转换模块213和电压分配器214,向多个管道针筒231分配不同大小脉冲的电压,通过对各不同管道针筒231的电压的控制,进而绘制出不同的将要喷印的图形。
80.其中,输出电压可包括供电电源控制模块211控制供电电源输出的初始电压、数模转换模块212输出的模拟量的电压以及最终仅电压分配器214分配后输出至每个管道针筒231的电压。其中,目标电压是电压转换模块213输出的电压。通常的,电压转换模块213可为一高压模块,能够将数模转换模块212输出的低电压转换为一高电压。
81.其中,电压分配器214用于将电压转换模块213输出的高电压按需分配给用于进行喷印的管道针管231;示例性地,该按需分配可为等量分配,也可为不等量分配,可基于对电压幅度以及电压脉冲中的至少一个进行控制而实现。能够理解的是,该段中用于进行喷印的管道针筒231为装置中的部分管道针筒231,或为装置中的全部管道针筒231,可基于喷印需求设置,在此不限定。
82.本公开实施例中,通过电压分配器214给多个管道针筒231进行电压分配,进而使
各管道针筒231中的液体随不同大小的电场能量在喷嘴处喷出,电压分配的大小可基于喷印需求进行设置,在此不赘述也不限定。
83.在一些实施例中,继续参照图2或图3,该装置中,电压转换模块213内置滑动变阻器(图中未示出);滑动变阻器用于通过阻值调整,控制电压转换模块213输出的目标电压的大小。
84.其中,滑动变阻器能够调整自身的有效阻值,改变其输出的电压值相对于输入的电压值的大小,进而实现电压转换。能够理解的是,本段中的有效阻值为接入电路中的阻值。
85.在一些实施例中,滑动变阻器可为阻值连续变化的变阻器,以实现对目标电压的连续调整。在其他实施方式中,滑动变阻器还可为其他类型的变阻器,可基于喷印装置的需求设置,在此不限定。
86.在一些实施例中,继续参照图3,该装置中,基底固定模块240包括xyzr轴移动台241以及真空吸片台242;真空吸片台242用于通过真空吸附固定基底,xyzr轴移动台241用于控制真空吸片台242相对于出液模块230运动。
87.其中,真空吸片台242为结合真空泵对基底进行真空吸附的载片台。示例性地,在本公开实施例中,设置真空吸片台242接地,对应的,供电模块210向出液模块230中的液体提供正电荷;在其他实施方式中,还可设置吸片台和液体分别为其他电位,满足液体所带电荷的电位高于吸片台的电位即可,在此不限定。
88.示例性地,以图3中示出的方位为例,真空泵和真空吸片台242从左向右依次排布并进行连接,且真空吸片台242在背离真空泵的一侧接地。在其他实施方式中,真空吸片台242和真空泵,以及对应的接地端还可采用其他空间方位设置,在此不限定。
89.如此设置,通过真空吸附的方式固定基底,使得基底的待喷印的表面无损伤;同时采用喷印此非接触式的成膜方式,减少了对基底的磨损和划伤,有利于实现高粘度溶液的喷印。
90.其中,xyzr轴移动台241也可简称为移动台,xyzr轴移动台241的移动端与真空吸片台242固定连接,能够带动真空吸片台242及设置在其上的基底运动,从而实现对基底相对于出液单元230的空间位置的控制。
91.示例性地,在三维空间内,利用两两相互垂直的三个方向,例如x轴、y轴和z轴限定空间直角坐标系,示例性地,x轴和y轴均在水平面内,z轴为垂直于该水平面的竖直方向;该xyzr轴移动台241可沿x轴平动、沿y轴平动、沿z轴平动以及绕水平任一方向转动,从而使得基底与出液模块230的出液平面相对平行,且可调整出液单元230与基底之间的距离。
92.本公开实施例中,通过xyzr轴移动台241带动基底运动,能够将基底调整至相对于出液模块230的适当位置;同时,结合pc控制端211设置好喷印的电压模式和喷印图形,并在喷印过程中按需调整基底与出液模块230的相对位置,以及调整分配至各管道针筒231中的液体的电压,从而能够基于xyzr轴移动台241与供电模块210协作,在基底上喷印出不同图形,灵活满足多种不同的喷印需求。
93.在一些实施例中,继续参照图3,该装置还包括驱动器243;xyzr轴移动台241受控于驱动器243而控制真空吸片台242按照预设轨迹相对于出液模块230运动。
94.其中,预设轨迹为基于基底的位置调整需求或者图案化喷印需求而设置的轨迹;
示例性地,预设轨迹可为直线轨迹、折线轨迹、弧线轨迹或其他任意曲线轨迹,在此不限定。
95.其中,驱动器243也可称为xyzr轴移动台驱动器243。
96.示例性地,结合上文,通过驱动器243驱动移动台在z轴上运动,可调整真空吸片台242和出液模块230之间的距离;通过驱动器243驱动移动台在x轴和/或y轴上运动,可调整出液模块230与真空吸片台242的正对位置;通过驱动器243驱动移动台绕水平任一方向旋转,能够调整出液单元230的出液平面相对于基底的待喷印平面的角度。
97.示例性地,在喷印过程结束之后,还可以利用驱动器243驱动移动台沿z轴向远离出液模块230的方向运动,从而带动基底运动,使基底与出液单元230之间的距离增大,进而有利于将喷印好的基底取出,提升了操作便利性。
98.本公开实施例提供的喷印装置中,通过驱动器243驱动xyzr轴移动台241,并带动与xyzr轴移动台241固定的真空吸片台242运动,从而带动通过真空吸片台242吸附固定的基底运动,进而实现基底与出液模块230之间的相对运动,基于此,可调整基底与出液单元之间的距离以及相对角度,能够针对不同类型的基底,实现针对性的灵活调整,以及调高了放置和取出基底的操作便利性。
99.在一些实施例中,继续参照图3,该装置还可包括图像获取模块250和显示模块260。
100.其中,图像获取模块250用于采集出液模块230的液体喷射流的状态、喷印的过程以及喷印的效果。
101.示例性地,图像获取模块250为用于观察管道针筒231的针头液体喷射流的状态、喷印过程及效果的显微镜。在其他实施方式中,图像获取模块250还可为其他类型的用于喷印相关上述状态、过程或效果的构件,在此不赘述也不限定。
102.其中,显示模块260用于显示出液模块230的液体喷射流的状态、喷印的过程以及喷印的效果中的至少之一。
103.示例性地,显示模块260为pc控制端,结合上文,显示模块260和供电电源控制模块211均可由pc控制端实现。其中,pc控制端的显示器可作为与显微镜关联的显示器,该显示器能够呈现显微镜观察到的针筒针头液体喷射流的状态、喷印的过程及喷印的效果中的至少之一,从而能够方便作业人员进行直接的观察,给予作业人员更好的观察体验,提升视觉观察效果,进而提升喷印效果。
104.在一些实施例中,继续参照图3,该喷印装置还包括光学平台270以及减震块280;光学平台270用于固定至少供电模块210、供气模块220、出液模块230以及基底固定模块240;减震块280设置于光学平台270背离基底固定模块240的一侧,以图3示出的方向为例,其设置在xyzr轴位移台241的下方,减震块280用于稳定光学平台270。
105.其中,光学平台270为用于固定喷印装置中其他组件的一个平台;示例性地,该光学平台270可为不锈钢材质的多孔平台。在其他实施方式中,该光学平台270还可为其他材质或者其他结构形式的用于稳定其他组件的平台,在此不赘述也不限定。
106.其中,减震块280设置在光学平台270的下方,喷印装置中的其他组件设置在光学平台270的上方,减震块280能够稳定光学平台270,进而使得光学平台270上的其他组件能够保持较好的整体稳定性。
107.示例性地,减震块280可采用本领域技术人员可知的任一种结构形式,在此不限
定。
108.其中,以图3示出的结构为例,若光学平台270的立体形状为四边形,则减震块280的数量可为四个,以对光学平台270的四个顶角进行支撑,从而稳定光学平台270。在其他实施方式中,光学平台270的形状还可为其他形状,对应的,减震块280的数量还可为其他数量,具体可基于光学平台270的形状以及喷印装置的整体需求设置,能确保喷印装置中的整体稳定性满足喷印需求即可,在此不限定。
109.本公开实施例提供的电流体动力学喷印装置,通过供电模块210和供气模块220分别与出液模块230连接,实现供电模块210能够给出液模块230中的液体提供电荷,并且供液模块220给出液模块230中的液体提供气压,由此供电模块210和供气模块220共同作用,实现利用气压和电场的能量共同驱动液体喷出,从而利用电流体动力学驱动液体喷出,提高了喷嘴处的驱动能量,改善了堵塞喷嘴的问题。
110.在上述实施方式的基础上,本公开实施例还提供了一种电流体动力学自动化喷印方法,该喷印方法可应用上述实施方式提供的任一种装置实现,具有相应的有益效果。
111.在一些实施例中,图4是本公开实施例提供的一种喷印方法的流程示意图。参照图4,该方法包括如下步骤:
112.s11、利用基底固定模块固定待喷印的基底,并将基底固定模块连接至一预设电位端。
113.其中,预设电位端为用于给基底固定模块提供电荷的电位端,示例性地,结合图2和图3,基底固定模块中的真空吸片台242直接接地,供电模块210向出液模块230中的液体提供正电荷,从而液体所带电荷的电位高于真空吸片台242的电位,使得待喷印的液体能够基于电场作用飞向放置于真空吸片台242上的基底,从而实现喷印。
114.s12、利用供气模块向出液模块中的液体提供气压,使出液模块末端的液体处于将要滴落的状态。
115.其中,供气模块可包括用于根据各个针筒内的液体量进而向针筒内的液体提供相应气压的气压阀,通过气压阀可对向液体提供的气压进行调节,利用气压的能量使管道针筒内的液体维持在一个相对稳定的即将向基底滴落的状态。
116.示例性地,以图3示出的结构为例,气压阀和每个管道针筒的顶端连接,以实现通过气压阀针对性地调整气压,从而保证每个管道针筒内部液体的气压稳定,且针尖的液体向下呈现将要滴落的状态。
117.s13、利用供电模块向出液模块中的液体提供电荷,电荷对应的电位高于预设电位端的电位。
118.其中,供气模块和供电模块共同作用,使出液模块中的液体基于电流体动力学喷印至基底。
119.示例性地,出液模块中的液体携带正电荷,预设电位端的电位是地端电位,且该预设电位端和基底固定模块连接,从而使得液体所携带电荷的电位高于基底固定模块的电位,进而液体基于电场作用向基底喷出,实现喷印。
120.本公开实施例提供的喷印方法中,供气模块给出液模块中的液体提供气压,使出液模块末端的液体处于将要滴落的状态;同时,通过供电模块给出液模块中的液体提供电荷,使得电荷对应的电位高于预设电位端的电位,从而可利用电驱动力和气驱动力共同作
用使液体从出液模块中喷出。由此,通过供电模块和供气模块共同作用,即利用电场及气压的能量共同驱动,以使出液模块出液并喷印至基底,提高了喷嘴处的驱动能量,进而不会堵塞喷嘴。
121.在一些实施例中,结合上文,该装置中的出液模块包括一个或多个管道针筒;供电模块包括电压分配模块。
122.基于此,该方法中的“利用供电模块向出液模块中的液体提供电荷”,包括:
123.利用电压分配模块,将电压分配给目标管道针筒。
124.其中,当装置中的管道针筒的数量为两个或更多个时,可利用全部的管道针筒进行喷印;或者,可将部分管道针筒闲置或作为备用,而将剩余部分管道针筒作为正真用于喷印的管道针筒。其中,目标管道针筒即为正真用于喷印的管道针筒。
125.基于此,在利用电压分配模块进行电压分配时,按需将电压分配给目标管道针筒,以实现按需喷印。
126.同时,当目标管道针筒的数量为两个或更多个时,还有利于提高喷印效率。
127.在一些实施例中,结合上文,该装置中的基底固定模块包括xyzr轴移动台以及真空吸片台。基于此,在出液模块中的液体基于电流体动力学喷印至基底的过程中,该方法还可包括如下步骤:
128.基于xyzr轴移动台,控制真空吸片台相对于出液模块运动。
129.其中,真空吸片台带动基底同步运动;通过控制真空吸片台相对于出液模块运动,可实现控制基底相对于出液单元运动。
130.如此设置,可针对各种不同的基底调整需求或者喷印图形需求,灵活调整基底相对于出液单元的距离和角度,从而灵活满足多样化的喷印需求;以及通过对基底和出液模块之间的距离调整,便于实现放置和取下基底的操作,提高操作便利性。
131.在一些实施例中,结合上文,该装置还包括可图像获取模块和显示模块。基于此,在出液模块中的液体基于电流体动力学喷印至基底的过程中,该方法还可包括如下步骤:
132.利用图像获取模块采集出液模块的液体喷射流的状态、喷印的过程以及喷印的效果;
133.利用显示模块显示出液模块的液体喷射流的状态、喷印的过程以及喷印的效果中的至少之一。
134.如此设置,可实现对液体喷射流的状态、喷印的过程以及喷印的效果中的至少之一的时事观察和呈现,便于对喷印过程进行记录和控制,有利于提升喷印效果。
135.在其他实施方式中,该喷印方法还可包括待喷印的液体的配置、灌装,基底的清洗、烘干等本领域技术人员可知的其他步骤,在此不赘述也不限定。
136.需要说明的是,在本文中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个
……”
限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
137.以上所述仅是本公开的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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