高密度,高频率和大规模的电液动力学按需点滴喷射通过突出的聚合物基印刷头设计
Yongqing Duan1,2, Weili Yang3, Qiming Wang3
1State Key Laboratory of Intelligent Manufacturing Equipment and Technology, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, China. duanyongqing@hust.edu.cn.
Microsystems & nanoengineering
|November 4, 2024
概括
电动力学 (EHD) 打印实现了高通量微/纳米制造,使用了一种新的多喷嘴打印头. 这种设计克服了先进电子和生物医学应用的分辨率和速度的限制.
科学领域:
- 微/纳米级增材制造 微/纳米级增材制造
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 流体动力学和电动力学
背景情况:
- 电水力学 (EHD) 打印为微/纳米尺度增材制造提供超高分辨率和广泛的墨水兼容性.
- 目前的EHD打印受限于低吞吐量,因为不够的高频,高密度的多喷嘴打印头.
研究的目的:
- 开发一种新的EHD打印头,解决吞吐量和多喷嘴喷射稳定的局限性.
- 为了提高EHD打印能力,以实现高速,高分辨率的微/纳米制造.
主要方法:
- 使用MEMS技术设计和制造了一个突出的聚合物基喷嘴阵列.
- 研究了电气和几何特征,以最大限度地减少交叉声和改善喷射均性.
- 集成的独立可控制的提取器用于可定位的喷射.
主要成果:
- 实现了256喷嘴的EHD打印头,具有高密度 (127dpi) 和高喷射频率 (23kHz).
- 成功地将量子点,矿和纳米银油墨等功能性材料喷射到高分辨率图案中.
- 已证明有效地减轻电气交叉声,放电,洪水和不均的喷射.
结论:
- 新型突出的聚合物喷嘴设计显著提高了EHD打印吞吐量和可靠性.
- 这款MEMS兼容的打印头可用于功能电子和生物医学设备的微/纳米结构的高通量制造.
- 开发的技术促进了EHD印刷在先进制造业的实际应用.
