科创中国

高新技术改造传统产业

本发明公开了一种阵列化电流体动力喷印头，包括墨盒、和位于墨盒中部将该墨盒内腔分隔为上腔和下腔的喷嘴板，所述喷嘴板上布置有呈阵列布置的喷嘴孔，该喷嘴孔贯通所述上腔和下腔，所述墨盒下部底面上设置有对应呈阵列布置的墨液出口，所述喷嘴板下底面上设有上电极，墨盒下底面上设有下电极，从而在所述下腔内形成电场，上腔内的墨液穿过喷嘴孔进入下腔，在下腔电场的作用下形成射流，通过墨液出口喷出进行喷印。本发明采用电流体动力喷印机理，射流直径可达到1～10微米，不受喷嘴直径影响，而且射流拖拽力较大，适用与高粘度溶液，且不会损坏材料。本发明具有结构简单，打印精度高，低成本的特点，具有很好的工业实用性。

喷墨打印设备由于制造环境友好，节省打印材料，操作简单等优点，近年来被其它领域广泛应用。例如采用喷墨打印技术制造柔性电子晶体管、生物传感器、太阳能电池、微流芯片等方面。传统的喷墨打印技术主要采用静电连续式和按需打印，其中按需打印又包括压电式和热气泡式喷墨。传统的静电打印方法，诸如利用背景电极对墨粉进行荷电，图像信息利用控制单元转换为静电控制电场的图案，通过开闭带孔的电极阵列，从而选择性的让墨粉通过，在打印介质上形成图案，其为连续性喷墨打印，墨粉浪费大。压电式控制较复杂，结构尺寸精度要求较高，压电晶体及其附件的老化、变形、随时会使打印头性能下降，并且造成喷头寿命短，工作能耗高，而且喷射液滴定位精度不高。热气泡式对由于瞬间局部加热，对功能性材料有一定选择性，液滴尺寸较大。目前普遍认为按需打印时，液滴直径为针头直径的1.89倍，打印线宽为20～50微米，如果需要更小的特征尺寸则需要制造更加细小的针头，这将对阵列化喷嘴的微制造工艺提出巨大的挑战。同时，在新的应用领域，墨水多为聚合物、高质量分数的溶液，具有粘度大，密度大等特点，使得喷嘴容易堵塞并回弹，无法有效产生液滴。

尹周平，1972年9月出生，华中科技大学教授、博士生导师，现任华中科技大学机械科学与工程学院院长、数字制造装备与技术国家重点实验室主任，兼任湖北省人工智能学会理事长 [2] 、中国微米纳米技术学会常务理事 [3] 、中国人工智能学会理事等。2006年获国家杰出青年基金资助；2009年受聘特聘教授；2013年入选科技部中青年科技创新领军人才；2014年获何梁何利青年创新奖；2016年入选国家科技创新领军人才。