一种多喷头的两轴电流体动力驱动打印设备的制作方法

1.本发明涉及打印技术领域，特别涉及一种多喷头的两轴电流体动力驱动打印设备。


背景技术：

2.喷墨打印技术是不需要模板的直接非接触式制造技术，能在常温，常压和不洁净的环境下实现溶液数字化柔性印刷，可以大面积批量生产，是制造印刷电子的有效方法。
3.传统喷墨打印在大面积基板上的制造成本低但分辨率不高，最小液滴直径范围30μm~50μm，最小液滴体积为10 pl~100pl，难以实现特征尺寸较小的印刷电子设备的制造，并且结构的均匀性一般。
4.电流体动力学打印技术相较于传统喷墨打印通过“推”的方式，采用电场驱动将喷头中的导电墨水以“拉”的方式沉积到基板以获得图案，其打印原理的关键是泰勒效应，即当带电液体以匀速供给毛细管喷嘴时，在电场作用下，喷嘴尖端悬滴内电荷在表面富集，随着电压的增加，沿液面切向方向的电场力使得液滴拉伸变形而形成锥状液面，即泰勒锥；当静电力超过临界值后，液体将从泰勒锥顶端射出，从而形成非常细小的射流或液滴，电流体喷印粘度范围广，最小分辨率可达0.2；由于高分辨率是在射流或液滴极小的条件下才能实现，所以电流体动力学打印的低生产速度是一个较大的问题。


技术实现要素：

5.为了克服上述所述的不足，本发明的目的是提供一种多喷头的两轴电流体动力驱动打印设备，其在微流量泵装置内注入墨水，在基板装置上放置基底，在x轴位移装置和z轴往复装置的带动下，喷头装置与微流量泵装置相连接，喷头装置在基底上进行图案化打印；从而实现稳定、高效率、高精度的大面积电流体动力学打印的工业化生产。
6.本发明解决其技术问题的技术方案是：一种多喷头的两轴电流体动力驱动打印设备，包括机架，其中，还包括连接在所述机架上的x轴位移装置、连接在所述机架上的y轴位移装置、连接在所述x轴位移装置上的z轴往复装置、连接在所述机架上的微流量泵装置、连接在所述z轴往复装置上的喷头装置、连接在所述机架上的触摸屏装置及连接在所述y轴位移装置上的基板装置；所述喷头装置与所述微流量泵装置相连接，所述喷头装置内设置有至少一个喷头，在所述微流量泵装置内注入墨水，在所述基板装置上放置基底，在所述x轴位移装置和z轴往复装置的带动下，所述喷头装置在所述基底上进行图案化打印。
7.作为本发明的一种改进，所述x轴位移装置包括x轴位移器、x轴滚珠丝杠滑块和水平移动板，所述x轴滚珠丝杠滑块与所述x轴位移器滑动连接且与所述水平移动板固定连接。
8.作为本发明的进一步改进，所述z轴往复装置包括气缸机构、第一直线滑块机构和转接板，所述气缸机构分别与所述水平移动板和转接板连接，所述第一直线滑块机构与所
述转接板固定连接且与所述水平移动板固定连接。
9.作为本发明的更进一步改进，所述y轴位移装置包括工位台、y轴位移器、y轴滚珠丝杠滑块、第二直线滑块机构和滑台，所述y轴位移器固定于所述机架的下部，所述工位台与所述滑台固定连接，所述第二直线滑块机构固定于所述滑台上，所述y轴滚珠丝杠滑块与所述y轴位移器进行滑动连接且与所述滑台固定连接。
10.作为本发明的更进一步改进，所述微流量泵机构包括微流量泵固定板、微流量泵和注射器，所述微流量泵固定在所述微流量泵固定板上，所述微流量固定板固定在所述机架的上端，所述注射器与所述微流量泵连接。
11.作为本发明的更进一步改进，所述喷头机构包括微动台、喷头固定板和喷头，所述微动台固定在所述转接板上，所述喷头固定板固定在所述微动台上，所述喷头固定在所述喷头固定板上。
12.作为本发明的更进一步改进，所述基板机构包括相连接的绝缘基座和基板，所述绝缘基座固定在所述工位台上。
13.作为本发明的更进一步改进，所述触摸屏机构包括弯管支架、弯管、电箱和触摸屏，所述弯管支架固定在所述机架上，所述弯管的两端分别与所述弯管支架、电箱固定连接，所述触摸屏固定连接在所述电箱上。
14.作为本发明的更进一步改进，在所述喷头固定板上连接有四个所述喷头。
15.作为本发明的更进一步改进，在所述微流量泵固定板上连接有四个所述微流量泵。
16.在本发明内，在微流量泵装置内注入墨水，在基板装置上放置基底，在x轴位移装置和z轴往复装置的带动下，喷头装置与微流量泵装置相连接，喷头装置在基底上进行图案化打印；实现了多喷头的电流体动力驱动打印，克服了低通量的限制，提高了打印的效率,从而达到稳定、高效率、高精度的大面积电流体动力学打印的工业化生产。
17.附图说明
18.为了易于说明，本发明由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。
19.图1为本发明的示意图；图2为本发明的x轴位移装置的示意图；图3为本发明的微流量泵装置的示意图；图4为本发明的触摸屏装置的示意图；图5为本发明的z轴往复装置的示意图；图6为本发明的喷头装置的示意图；图7为本发明的基板装置的示意图；图8为本发明的y轴位移装置的示意图；图9为本发明的x轴位移器的示意图；图10为本发明的气缸机构的示意图；图11为本发明的y轴位移器的示意图；图中：1
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机架，2
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x轴位移装置，3
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微流量泵装置，4
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触摸屏装置，5
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z轴往复装置，
6
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喷头装置，7
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基板装置，8
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y轴位移装置，9
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x轴位移器，10
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x轴滚珠丝杠滑块，11
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水平移动板，12
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微流量泵固定板，13
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微流量泵，14
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注射器，15
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弯管支架，16
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弯管，17
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电箱，18
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触摸屏，19
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气缸机构，20
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第一直线滑块机构，21
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转接板，22
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微动台，23
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喷头固定板，24
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喷头，25
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绝缘基座，26
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基板，27
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工位台，28
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y轴位移器，29
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z轴滚珠丝杠滑块，30
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第二直线滑块机构，31
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滑台，32
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第一伺服电机，33
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第一单轴驱动器，34
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气缸螺杆，35
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鱼眼接头，36
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气缸，37
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圆螺母，38
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气缸固定座，39
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螺杆支撑环，40
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第二伺服电机，41
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第二单轴驱动器。
20.具体实施方式
21.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
22.如图1至图11所示，本发明的一种多喷头的两轴电流体动力驱动打印设备，包括机架1、连接在机架1上的x轴位移装置2、连接在机架1上的y轴位移装置8、连接在x轴位移装置2上的z轴往复装置5、连接在机架1上的微流量泵装置3、连接在z轴往复装置5上的喷头装置6、连接在机架1上的触摸屏装置4及连接在y轴位移装置8上的基板装置7。
23.在本发明内，喷头装置6与微流量泵装置3相连接，喷头装置6内设置有至少一个喷头24，在本发明内，在微流量泵装置3内注入墨水，在基板装置7上放置基底，在x轴位移装置2和z轴往复装置5的带动下，喷头装置6与微流量泵装置3相连接，喷头装置6在基底上进行图案化打印；实现了多喷头的电流体动力驱动打印，克服了低通量的限制，提高了打印的效率,从而达到稳定、高效率、高精度的大面积电流体动力学打印的工业化生产。
24.具体地讲，微流量泵装置3包括微流量泵固定板12、微流量泵13和注射器14，微流量泵13固定在微流量泵固定板12上，注射器14与微流量泵13连接；微流量泵13共有四个，从左至右等间距依次固定于微流量泵固定板12上，注射器14共有四个，依次固定于四个微流量泵13上。
25.在本发明内，触摸屏机构4包括弯管支架15、弯管16、电箱17、触摸屏18，弯管支架15固定于机架1右端面上，弯管16的两端分别与弯管支架15、电箱17固定连接，触摸屏18固定于电箱17上。
26.在本发明内，喷头机构6包括微动台22、喷头固定板23、喷头24，微动台22固定于转接板21上，喷头固定板23与微动台22固定连接，喷头24固定于喷头固定板23上；喷头24共有四个，从左至右依次固定于喷头固定板23的四个孔上，且四个注射器14的针头通过软管与四个喷头14连接，以此来实现多喷头的打印，并且各个喷头可以进行独立的控制。
27.在本发明内，基板装置7包括绝缘基座25和基板26，绝缘基座25固定于工位台27上，基板26与绝缘基座25固定连接。
28.在本发明内，x轴位移装置2包括x轴位移器9、x轴滚珠丝杠滑块10和水平移动板11，滚珠丝杠滑块10与x轴位移器9滑动连接且与水平移动板11固定连接，x轴位移器9包括第一伺服电机32和第一单轴驱动器33，第一伺服电机32通过弹性联轴器与第一单轴驱动器
33连接，构成水平移动组件。
29.z轴往复装置5包括气缸机构19、第一直线滑块机构20和转接板21，气缸机构19分别与水平移动板11、转接板21连接，第一直线滑块机构20分别与转接板21、水平移动板11固定连接；具体地讲，气缸机构19包括气缸螺杆34、鱼眼接头35、气缸36、圆螺母37、气缸固定座38和螺杆支撑环39，气缸固定座38固定于水平移动板11的左上端，气缸36通过圆螺母37与气缸固定座38固定连接，鱼眼接头35与气缸36滑动连接，气缸螺杆34连接于鱼眼接头35的鱼眼孔处，且与转接板21上左端面上的小孔连接，螺杆支撑环39套于气缸螺杆34上，转接板21左端面上的小孔内设置有内螺纹，且气缸螺杆34与转接板21构成螺纹连接，鱼眼接头35通过气缸螺杆34与转接板21构成移动装置，通过本设计，可由气缸36控制鱼眼接头35在z轴上的移动，然后在气缸螺杆34的配合下带动转接板21的移动，从而实现在打印开始前粗调喷头24与基板26的距离，同时可由喷头装置6的微动台22细调喷头24与基板26的距离。
30.在本发明内，y轴位移装置8包括工位台27、y轴位移器28、y轴滚珠丝杠滑块29、第二直线滑块机构30和滑台31，y轴位移装置8固定于机架1的下半部，工位台27与滑台31固定连接，第二直线滑块机构30固定于滑台31上，y轴滚珠丝杠滑块29与y轴位移器28滑动连接，且与滑台31固定连接；y轴位移器28包括第二伺服电机40和第二单轴驱动器41，第二伺服电机40与第二单轴驱动器41通过弹性联轴器连接。
31.第二直线滑块机构30和第一直线滑块机构20，均包括相互滑动连接的滑轨和滑块。
32.本发明提供一个实施例，该实施例包括机架1、连接在机架1上的x轴位移装置2、连接在机架1上的y轴位移装置8、连接在x轴位移装置2上的z轴往复装置5、连接在机架1上的微流量泵装置3、连接在z轴往复装置5上的喷头装置6、连接在机架1上的触摸屏装置4及连接在y轴位移装置8上的基板装置7；x轴位移装置2包括x轴位移器9、x轴滚珠丝杠滑块10和水平移动板11，滚珠丝杠滑块10与x轴位移器9滑动连接且与水平移动板11固定连接，x轴位移器9包括第一伺服电机32和第一单轴驱动器33，第一伺服电机32通过弹性联轴器与第一单轴驱动器33连接，z轴往复装置5包括气缸机构19、第一直线滑块机构20和转接板21，气缸机构19分别与水平移动板11、转接板21连接，第一直线滑块机构20分别与转接板21、水平移动板11固定连接；气缸机构19包括气缸螺杆34、鱼眼接头35、气缸36、圆螺母37、气缸固定座38和螺杆支撑环39，气缸固定座38固定于水平移动板11的左上端，气缸36通过圆螺母37与气缸固定座38固定连接，鱼眼接头35与气缸36滑动连接，气缸螺杆34连接于鱼眼接头35的鱼眼孔处，且与转接板21上左端面上的小孔连接，螺杆支撑环39套于气缸螺杆34上，转接板21左端面上的小孔内设置有内螺纹，且气缸螺杆34与转接板21构成螺纹连接，鱼眼接头35通过气缸螺杆34与转接板21构成移动装置，y轴位移装置8包括工位台27、y轴位移器28、y轴滚珠丝杠滑块29、第二直线滑块机构30和滑台31，y轴位移装置8固定于机架1的下半部，工位台27与滑台31固定连接，第二直线滑块机构30固定于滑台31上，y轴滚珠丝杠滑块29与y轴位移器28滑动连接，且与滑台31固定连接；y轴位移器28包括第二伺服电机40和第二单轴驱动器41，第二伺服电机40与第二单轴驱动器41通过弹性联轴器连接，第二直线滑块机构30和第一直线滑块机构20，均包括相互滑动连接的滑轨和滑块；微流量泵装置3包括微流量泵固定板12、微流量泵13和注射器14，微流量泵13固定在微流量泵固定板12上，注射器14与微流量泵13连接；微流量泵13共有四个，从左至右等间距依次固定于微流量泵固定板12上，
注射器14共有四个，依次固定于四个微流量泵13上；喷头机构6包括微动台22、喷头固定板23、喷头24，微动台22固定于转接板21上，喷头固定板23与微动台22固定连接，喷头24固定于喷头固定板23上；喷头24共有四个，从左至右依次固定于喷头固定板23的四个孔上，且四个注射器14的针头通过软管与四个喷头14连接，基板装置7包括绝缘基座25和基板26，绝缘基座25固定于工位台27上，基板26与绝缘基座25固定连接。
33.本发明的工作过程如下：本发明在使用时，采用外接电源，首先控制第一伺服电机32和第二伺服电机40，进行前期的定位和校准，此时在注射器14中注入柔性纳米墨水，然后放置于微流量泵12上，并通过软管将注射器14针头与喷头24连接，然后将喷头24固定于喷头固定板上，同时将基底固定于基板26上，之后控制气缸36粗调和微动台22细调喷头24与基底之间的距离，此时通过触摸屏18控制第一伺服电机32和第二伺服电机40的转动，并使喷头固定板23和基板26接电源，以此来形成电场，通过第一伺服电机32的转动，在弹性联轴器的配合下，带动第一单轴驱动器33上的螺杆在x轴方向上的移动，此时在x轴滚珠丝杠滑块10的配合下水平移动板11开始移动，以此来带动z轴往复装置5和喷头装置6的移动；同时通过第二伺服电机40的转动，在弹性联轴器的配合下，带动第二单轴驱动器41上的螺杆在y轴方向上的移动，滑台31在y轴滚珠丝杠滑块29的配合下开始移动，以此来带动第二直线滑块机构30和工位台27的移动，然后带动基板装置7的移动，从而实现两轴方向上的运动，进行图案化打印，当打印完成时，关闭连接在喷头固定板23和基板26上的电源，然后将打印完成的基底取出最终完成该电流体动力学打印；实现了多喷头的电流体动力驱动打印，克服了低通量的限制，提高了打印的效率,从而达到稳定、高效率、高精度的大面积电流体动力学打印的工业化生产。
34.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。