CN106142843B - 一种同轴电流体动力打印喷头装置 - Google Patents

一种同轴电流体动力打印喷头装置 Download PDF

Info

Publication number
CN106142843B
CN106142843B CN201610529078.1A CN201610529078A CN106142843B CN 106142843 B CN106142843 B CN 106142843B CN 201610529078 A CN201610529078 A CN 201610529078A CN 106142843 B CN106142843 B CN 106142843B
Authority
CN
China
Prior art keywords
nozzle needle
interior
needle
displacement platform
stand
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610529078.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106142843A (zh
Inventor
王大志
赵小军
林高
林一高
查文
梁军生
任同群
刘冲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian University of Technology
Original Assignee
Dalian University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian University of Technology filed Critical Dalian University of Technology
Priority to CN201610529078.1A priority Critical patent/CN106142843B/zh
Publication of CN106142843A publication Critical patent/CN106142843A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106142843B publication Critical patent/CN106142843B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads

Abstract

本发明为一种同轴电流体动力打印喷头装置，属于先进制造技术领域，涉及同轴电射流打印集成平台设备。本装置包括内喷针上下位移台、外喷针夹具、内喷针夹具、内喷针位置精调位移台、有机玻璃A、有机玻璃B、内喷针模块和外喷针模块。利用内喷针位置精调位移台对内喷针的径向位置进行调整，通过内喷针上下位移台对内外喷针的轴向相对位置进行调节；利用设置在外喷针针座上的顶丝实现内外喷针同轴度的调整。本发明可以灵活更换不同内外径的喷针，既能保证内外喷针同轴度，又能实现内外喷针相对位置的调节，方便内外喷针的安装、调整和拆卸，提高了打印可靠性和效率。

Description

一种同轴电流体动力打印喷头装置
技术领域
本发明属于先进制造技术领域，涉及同轴电射流打印集成平台设备，尤其涉及一种同轴电流体动力打印喷头装置。
背景技术
打印制造是利用局部能场作用，在衬底上直接实现结构及器件，在复杂微纳结构、高深宽比微纳结构、三维微纳结构制造方面具有突出潜能和优势。近年来，基于电流体动力效应的电射流打印技术成为高分辨率打印制造的热点。电射流打印具有单锥-射流和同轴射流两种模式。在同轴电射流打印模式中，两种互不相容的溶液在电场力、机械力、液体表面张力、粘性力等共同作用下，在同轴喷头出口处形成稳定同轴射流。此模式下，电场力同时作用于互不相溶的同轴内层功能材料液体和外层高粘度液体，外层高粘度流体的锥-射流形变产生的粘滞切向力与内层流体电荷运动产生的电场切向力叠加，复合约束作用于内层流体，聚焦形成纳米级稳定射流，进而可以实现纳米分辨率打印。在同轴电射流高分辨率打印模式中，同轴打印喷头起到了至关重要的作用。同轴打印喷头中内外喷针的同轴度和相对长度是实现高分辨率打印的关键参数。
印度理工学院Anant Raheja等发表论文Raheja Anant,T.S.Chandra andT.S.Natarajan,Applied Physics Letters,2015,106)，利用两个不同内径的不锈钢注射器针头制作同轴电纺丝喷头。上海理工大学Yang等发表论文Yang J H，Yang G Z,Yu D G,et al.,Carbon,2013,53:231-236)中设计的同轴喷头，外喷针上端与一个带有内腔室的小长方体连接，便于连接外液输入管，内腔长方体与外喷针相对的一端有一个小孔，内喷针穿过小孔与外喷针形成同轴结构，内喷针通过粘结剂与空腔长方体粘结固定。上述同轴电射流打印喷头同轴度主要依靠接触件的加工和安装精度来保证，加工工艺难度大。此外，装配后内外喷针相对位置轴向和径向)已经固定，在工作中不能根据需要进行调节。
发明内容
本发明为克服现有技术中同轴电流体动力喷头可调性差的不足，发明了一种同轴电流体动力打印喷头装置，利用内喷针位置精调位移台对内喷针的径向位置进行调整，通过内喷针上下位移台对内外喷针的轴向相对位置进行调节；利用设置在外喷针针座上的顶丝实现内外喷针同轴度的调整。
本发明的具体技术方案如下：
一种同轴电流体动力打印喷头装置，包括内喷针上下位移台、外喷针夹具、内喷针夹具、内喷针位置精调位移台、有机玻璃A、有机玻璃B、内喷针模块和外喷针模块；其中，内喷针模块包括内液输入管、上锥体、上锥体固定螺帽、连接柱、内喷针套管、内喷针、下锥体固定螺帽、下锥体和内喷针针座；外喷针模块包括外喷针针座、顶丝、外喷针和外液输入管。
下锥体通过下锥体固定螺帽固定于内喷针针座的底部，内喷针安装在下锥体的内孔中，实现内喷针的固定；上锥体通过上锥体固定螺帽固定于内喷针针座的顶部，内液输入管安装在上锥体的内孔中，实现内液输入管的固定；连接柱置于上锥体与下锥体中间，内喷针针座固定于内喷针夹具上，内喷针夹具通过有机玻璃A与内喷针位置精调位移台连接，通过调整内喷针位置精调位移台实现内喷针径向位置调节；内喷针位置精调位移台安装于内喷针上下位移台上；内喷针穿过内喷针套管，内喷针套管通过螺纹与外喷针针座紧固，实现与外喷针模块的连接；通过调整内喷针上下位移台，将内喷针伸入外喷针中，实现内外喷针的同轴安装。
外喷针与外喷针针座下端螺纹相连，外喷针针座上设有顶丝，通过调节顶丝调整内喷针的径向位置，达到内外喷针同轴；外液输入管安装于顶丝下方的外喷针针座上，外喷针针座固定于外喷针夹具上，外喷针夹具通过有机玻璃B与内喷针上下位移台的悬臂梁连接，实现外喷针模块的整体固定。
所述的外喷针针座上设有四个顶丝，每两个顶丝分布在上下两个不同的水平层面，不同水平层面的两个顶丝成90°夹角，同水平层面的两个顶丝轴线重合。
本发明的有益效果是该同轴电流体动力打印喷头装置既能保证内外喷针同轴度，又能实现内外喷针相对位置的调节，并可更换不同内外径喷针，方便内外喷针的安装、调整和拆卸，提高了打印可靠性和效率。
附图说明
图1为同轴电流体动力打印喷头装置三维装配图。
图2为内喷针模块装配图。
图3为外喷针模块装配图。
图中：1内喷针上下位移台；2外喷针夹具；3内喷针夹具；4内喷针位置精调位移台；5内液输入管；6上锥体；7上锥体固定螺帽；8连接柱；9内喷针套管；10内喷针；11下锥体固定螺帽；12下锥体；13内喷针针座；14外喷针针座；15顶丝；16外喷针；17外液输入管；18有机玻璃A；19有机玻璃B。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细说明本发明的具体实施方式。
一种同轴电流体动力打印喷头装置，如图1所示，包括内喷针上下位移台1、外喷针夹具2、内喷针夹具3、内喷针位置精调位移台4、有机玻璃A 18、有机玻璃B 19、内喷针模块和外喷针模块；其中，内喷针模块包括内液输入管5、上锥体6、上锥体固定螺帽7、连接柱8、内喷针套管9、内喷针10、下锥体固定螺帽11、下锥体12和内喷针针座13；外喷针模块包括外喷针针座14、顶丝15、外喷针16和外液输入管17。
图2所示为内喷针模块的装配图。内喷针针座13由铝合金材料制造，外观为两端带有外螺纹的阶梯圆柱，内部有台阶通孔，台阶通孔的大尺寸孔用于放置连接柱8，阶梯圆柱为对称结构，两端加工有M8的外螺纹，螺纹长度为5mm，用于连接上下锥体固定螺帽，中间圆柱外径为16mm，长度为6mm，用于与内喷针夹具3连接。
内喷针夹具3由铝合金材料制造，外观为T型结构，头部长50mm，宽5mm，两侧加工有两个光孔c，孔径为5mm，用于固定内喷针夹具；结构下段长35mm，宽25mm，末端中间位置加工一光孔，孔径为16mm，用于夹持内喷针针座，下段末端开有一个槽b，宽度为1mm，垂直于槽面加工一个M3的沉头螺纹孔a，通过螺钉调节夹持力度，T型结构整体厚度为6mm。为使内喷针夹具3与精调位移台4之间绝缘，在两者之间加装一有机玻璃件A 18，外观为工字型对称结构，两端部分长度为50mm，宽度为20mm，中间部分长度为25mm，宽度为20mm，整体厚度为6mm，两端部分两侧各有两个螺纹孔d、e，孔径为M5，通过螺栓将有机玻璃件一端固定于内喷针精调位移台，另一端连接内喷针夹具，实现绝缘要求。内喷针套管9由聚四氟乙烯(具有一定的弹性，可增强安装的密封性)材料制造，外观为具有内孔的阶梯圆柱，大端外部加工有滚花，直径为20mm，高度为5mm，用于手动旋扭，小端加工有M8的外螺纹，螺纹长度为5mm，内孔尺寸为0.5mm，用于保护内喷针。
内喷针10安装在下锥体12的内孔中，通过下锥体固定螺帽11固定在内喷针针座13下方，内液输入管5穿过上锥体6内孔利用上锥体固定螺帽7固定于内喷针针座13上方，连接柱8置于上锥体6与下锥体12中间，内液管路外侧与皮升注射泵互联，完成内液输送，下锥体内孔可适应5μm～300μm外径的内喷针，内喷针针座13固定在同轴喷头内喷针夹具3上，通过调整内喷针位置精调位移台4实现内喷针空间位置微调。内喷针10下端穿过内喷针套管9，实现内喷针的保护与引导。
图3所示为外喷针模块的装配图。外喷针针座14由铝合金材料制造，外观为圆柱结构，外径为16mm，内部为阶梯螺纹孔，上端螺纹孔为M8，用于连接内喷针套管9，下端螺纹孔为M3.5，用于连接外喷针16，两螺纹孔之间有一段光孔，用于存留外液，针座下端均匀加工4个M2的螺纹通孔，用于连接顶丝15，每两个顶丝分布在不同的水平层面，不同层面的两个顶丝成90°夹角，同层面的两个顶丝轴线重合，在下层顶丝下方位置加工一个光孔，孔的轴线与下层顶丝轴线垂直，用于连接外液输入管17。外喷针夹具2的制造材料与结构与内喷针夹具3一致，其绝缘要求与绝缘实现方式与内喷针一样。
外喷针16通过外螺纹与外喷针针座14下端进行螺旋紧固，四个调整顶丝15分别旋入外喷针针座14外壁的四个螺纹孔中，旋入长度不要进入外喷针内腔，方便内喷针套管9插入外喷针针座14中；外液输入管17插入外喷针针座14外壁对应的光孔中完成外液输入管路的安装。
内外喷针模块安装完成后，分别固定到对应的内外喷针夹具上并夹紧；将内喷针套管9慢慢旋入外喷针针座14中，内喷针套管9对内喷针10起到保护与引导作用，内喷针套管9上的外螺纹与外喷针针座14的内螺纹旋紧对外喷针针座的内腔进行密封，防止实验中外液从外喷针针座14上端流出；调节内喷针上下位移台1，使内喷针10慢慢伸入外喷针针座14直至从外喷针16末端伸出，调整好所需的内外喷针相对长度后，调整外喷针针座14上的顶丝15进行内外喷针同轴度的调节，完成同轴喷头装置的组装。

Claims (8)

1.一种同轴电流体动力打印喷头装置，其特征在于，
该同轴电流体动力打印喷头装置包括内喷针上下位移台(1)、外喷针夹具(2)、内喷针夹具(3)、内喷针位置精调位移台(4)、有机玻璃A(18)、有机玻璃B(19)、内喷针模块和外喷针模块；其中，内喷针模块包括内液输入管(5)、上锥体(6)、上锥体固定螺帽(7)、连接柱(8)、内喷针套管(9)、内喷针(10)、下锥体固定螺帽(11)、下锥体(12)和内喷针针座(13)；外喷针模块包括外喷针针座(14)、顶丝(15)、外喷针(16)和外液输入管(17)；
下锥体(12)通过下锥体固定螺帽(11)固定于内喷针针座(13)的底部，内喷针(10)安装在下锥体(12)的内孔中，实现内喷针(10)的固定；上锥体(6)通过上锥体固定螺帽(7)固定于内喷针针座(13)的顶部，内液输入管(5)安装在上锥体(6)的内孔中，实现内液输入管(5)的固定；连接柱(8)置于上锥体(6)与下锥体(12)中间，内喷针针座(13)固定于内喷针夹具(3)上，内喷针夹具(3)通过有机玻璃A(18)与内喷针位置精调位移台(4)连接，通过调整内喷针位置精调位移台(4)实现内喷针(10)径向位置调节；内喷针位置精调位移台(4)安装于内喷针上下位移台(1)上；内喷针(10)穿过内喷针套管(9)，内喷针套管(9)通过螺纹与外喷针针座(14)紧固，实现与外喷针模块的连接；通过调整内喷针上下位移台(1)，将内喷针(10)伸入外喷针(16)中，实现内外喷针的同轴安装；
外喷针(16)与外喷针针座(14)下端螺纹相连，外喷针针座(14)上设有顶丝(15)，通过调节顶丝(15)调整内喷针(10)的径向位置，达到内外喷针同轴；外液输入管(17)安装于顶丝(15)下方的外喷针针座(14)上，外喷针针座(14)固定于外喷针夹具(2)上，外喷针夹具(2)通过有机玻璃B(19)与内喷针上下位移台(1)的悬臂梁连接，实现外喷针模块的整体固定。
2.根据权利要求1所述的一种同轴电流体动力打印喷头装置，其特征在于，所述的外喷针针座(14)上设有4个顶丝(15)，每两个顶丝分布在上下两个不同的水平层面，不同水平层面的两个顶丝成90°夹角，同水平层面的两个顶丝轴线重合。
3.根据权利要求1或2所述的一种同轴电流体动力打印喷头装置，其特征在于，所述的外喷针针座(14)外观为圆柱结构，其内部的上下端各有一段螺纹孔，上端螺纹孔尺寸大于下端螺纹孔，两螺纹孔中间有一段光孔，光孔直径与下端螺纹孔大径相等。
4.根据权利要求1或2所述的一种同轴电流体动力打印喷头装置，其特征在于，所述的内喷针针座(13)外观为上下两端带有外螺纹的阶梯圆柱，内部有台阶通孔，台阶通孔的大尺寸孔用于放置连接柱(8)，两端外螺纹用于连接上、下锥体固定螺帽。
5.根据权利要求3所述的一种同轴电流体动力打印喷头装置，其特征在于，所述的内喷针针座(13)外观为上下两端带有外螺纹的阶梯圆柱，内部有台阶通孔，台阶通孔的大尺寸孔用于放置连接柱(8)，两端外螺纹用于连接上、下锥体固定螺帽。
6.根据权利要求1或2或5所述的一种同轴电流体动力打印喷头装置，其特征在于，所述的内喷针套管(9)为弹性塑料材料，可增强安装后的密封性。
7.根据权利要求3所述的一种同轴电流体动力打印喷头装置，其特征在于，所述的内喷针套管(9)为弹性塑料材料，可增强安装后的密封性。
8.根据权利要求4所述的一种同轴电流体动力打印喷头装置，其特征在于，所述的内喷针套管(9)为弹性塑料材料，可增强安装后的密封性。
CN201610529078.1A 2016-07-06 2016-07-06 一种同轴电流体动力打印喷头装置 Active CN106142843B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610529078.1A CN106142843B (zh) 2016-07-06 2016-07-06 一种同轴电流体动力打印喷头装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610529078.1A CN106142843B (zh) 2016-07-06 2016-07-06 一种同轴电流体动力打印喷头装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106142843A CN106142843A (zh) 2016-11-23
CN106142843B true CN106142843B (zh) 2017-08-22

Family

ID=58061283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610529078.1A Active CN106142843B (zh) 2016-07-06 2016-07-06 一种同轴电流体动力打印喷头装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106142843B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106739515B (zh) * 2017-02-21 2018-08-31 暨南大学 一种便于清洗喷头的打印装置
CN107053653B (zh) 2017-03-30 2019-04-09 大连理工大学 基于电场-热场复合的电喷射3d打印装置及方法
CN107825857B (zh) * 2017-10-23 2019-04-23 大连理工大学 一种用于高温电喷射打印的喷头
CN109130183B (zh) * 2018-08-06 2021-06-04 长沙柳腾科技有限公司 一种利用溶胀技术制备纳米尺度电射流3d打印喷针的方法
CN109094199B (zh) * 2018-09-28 2020-01-17 大连理工大学 一种同轴电喷射打印的液体电极装置
CN113459671B (zh) * 2021-06-28 2022-04-22 华南理工大学 基于电磁耦合作用的柔性可变尺寸微压电喷头及调节方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN200960485Y (zh) * 2006-10-27 2007-10-17 上海菲莎仪器有限公司 改进的针阀式喷嘴
US9139935B2 (en) * 2010-04-21 2015-09-22 Taipei Medical University Electrostatic-assisted fiber spinning method and production of highly aligned and packed hollow fiber assembly and membrane
CN102179326B (zh) * 2011-04-29 2012-08-22 厦门大学 连续工作可控静电喷射装置
CN102275386B (zh) * 2011-06-17 2013-05-22 华中科技大学 一种电流体动力喷印同轴喷头及其应用
CN103170416B (zh) * 2013-04-16 2016-02-03 胡权 一种静电喷头及其使用方法
EP2821204B1 (en) * 2013-07-02 2017-12-27 Discma AG Container-fabricating apparatus and a method for the cleaning thereof
CN103484952B (zh) * 2013-10-17 2016-05-04 厦门大学 鞘层气体可加热式聚焦电纺直写喷头装置
CN103628150B (zh) * 2013-12-05 2015-09-09 厦门大学 一种多喷头静电纺丝装置
CN105082545B (zh) * 2014-05-10 2018-11-16 芜湖市智行天下工业设计有限公司 液粉同轴喷射增材制造
CN104752734B (zh) * 2015-02-25 2017-01-18 大连理工大学 一种核‑壳纳米纤维结构中低温固态氧化物燃料电池阴极及其静电纺丝制备方法
CN105058786B (zh) * 2015-07-14 2017-05-24 大连理工大学 一种同轴聚焦电射流打印方法
CN205201945U (zh) * 2015-11-20 2016-05-04 上海凯伟电气设备有限公司 发泡机混合头装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN106142843A (zh) 2016-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106142843B (zh) 一种同轴电流体动力打印喷头装置
CN103911678B (zh) 一种用于电流体喷印的同轴喷嘴
CN101829969B (zh) 压紧装置
CN205401448U (zh) 一种用于极片轧机的具有外锥套的调隙轴承装置
CN203240975U (zh) 可调式联轴器对中找正架
CN104741273A (zh) 一种高精度万向喷射系统及方法
CN201596989U (zh) 转向泵弯管装配定位夹具
CN204760369U (zh) 一种晶闸管阀用的顶压机构
CN205789452U (zh) 末端结构及具有该末端结构的变压器套管
CN105301300B (zh) 一种10kV氧化锌避雷器试验夹具
CN208194730U (zh) 一种精度高的轻质高强抹灰石膏喷涂机构
CN203743156U (zh) 一种用于dns设备平衡调节的垫脚螺栓
CN205134971U (zh) 一种管桁架拼装可调升装置
CN103219280A (zh) 利用静电纺丝工艺制备延性电路互联结构的方法及产品
CN107588258A (zh) 伸缩管及伸缩管组
CN207027015U (zh) 一种用于加工复合慢波管壳的工装
CN203886727U (zh) 万向可调喷枪安装支架
CN207487681U (zh) 一种用于工程测量的对中杆
CN207751544U (zh) 一种可调的液位计管口防变形装置
CN105929095A (zh) 一种用于液相色谱检测的色谱柱
CN111658897A (zh) 一种便于精准定位的稳定注射装置
CN201516699U (zh) 粉末成型机三上冲机构
CN203759337U (zh) 一种镜头座以及镜头座与镜头的旋合装置
CN206746929U (zh) 一种胶管结构
CN105798853B (zh) 一种支撑半径可调节刚性多腿支撑对中结构

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant