CN109732900A - 可拉伸电子产品一体化制造的多材料3d打印装置及工作方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种可拉伸电子产品一体化制造的多材料3D打印装置及工作方法，包括底座和控制模块，底座上设置有三维工作台、放置平台、摆台和打印床，摆台上设置有打印床，且带动具有真空吸附和电加热功能的打印床摆动旋转；三维工作台包括设置有至少四个Z向工作台，第一Z向工作台上设置有一用于抓取和放置电子元件的机械手，其余Z向工作台上均设置有一打印喷头，通过控制三维工作台、摆台、机械手和供料模块的运动，使各个打印喷头依照设定次序执行可拉伸电子产品的柔性基板、保护层、连接电路、嵌入电子元件以及封装层的打印动作，实现一体化制造。

Description

可拉伸电子产品一体化制造的多材料3D打印装置及工作方法

技术领域

本公开属于增材制造和柔性电子产品技术领域，涉及一种可拉伸电子产品一体化制造的多材料3D打印装置及工作方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

不同于现有的电子产品，可拉伸电子产品是近年出现的一种新型电子产品，采用柔性尤其是可变形弹性体作为基板(基体或衬底)，将柔性电子组件(或刚性电子组件)固定或者嵌入到柔性基板中，通过可拉伸连接电路将各功能电子组件连接起来，最后对于基板上的电子组件和连接电路进行封装。可拉伸电子产品在弯曲、扭转、拉伸和压缩等大变形下依旧能够很好的工作和保持其功能。可拉伸电子产品因其具有柔性、可拉伸和共形的显著优势，在可穿戴电子产品、软体机器人、电子皮肤、植入式电子器件、新型柔性人机界面、医疗器械等诸多领域具有非常广泛的应用前景。

但是，据发明人了解，现有的加工技术难以实现复杂结构可拉伸电子产品制造，尤其无法实现基板、电子组件、连接电路、封装等的一体化制造，并且无法有效的解决由于过度拉伸对电子组件以及连接电路的损坏，这就限制可拉伸电子产品的性能，缩短了使用寿命，无法在工业上得到广泛的应用。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种可拉伸电子产品一体化制造的多材料3D打印装置及工作方法，本公开能实现柔性基板(聚二甲基硅氧烷，PDMS)打印、保护层(以PDMS为主体的功能材料)的打印、电子元器件的嵌入、连接电路(电阻、电容、天线等电路)、结构封装一体化集成制造。

根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：

一种可拉伸电子产品一体化制造的多材料3D打印装置，包括底座和控制模块，所述底座上设置有三维工作台、放置平台、摆台和打印床，所述摆台上设置有打印床，且带动具有真空吸附和电加热功能的打印床摆动旋转；

所述三维工作台包括设置有至少四个Z向工作台，第一Z向工作台上设置有一用于抓取和放置电子元件的机械手，所述放置平台上用于承载所述待抓取的电子元件；

其余Z向工作台上均设置有一打印喷头，所述打印喷头包括进料口、设置在喷头最下端的导电喷嘴，每个导电喷嘴均连接一高压脉冲电源，所述进料口分别连接有一供料模块，供料模块内分别用于提供柔性基板、导电油墨和功能材料；

所述控制模块通过控制三维工作台、摆台、机械手和供料模块的运动，使各个打印喷头依照设定次序执行可拉伸电子产品的柔性基板、保护层、连接电路、嵌入电子元件以及封装层的打印动作，实现一体化制造。

上述方案中，利用供料模块向不同的导电喷嘴分别输送柔性基板、导电油墨和功能材料，利用高压脉冲电源，综合使用电场驱动喷射沉积3D打印和材料挤出成形工艺，能够分别制造可拉伸基板(衬底，基材)、保护层(结构层)、可拉伸连接电路或微细电路，结合机械手能够将需要嵌入的电子元器件放置到可拉伸衬底所设定的位置上，再利用不同材料进行封装，实现一体化打印。

同时，可以结合打印床的加热功能，实现各材料的热固化，节约打印时间，优化打印效果。

为方便描述，将其余各Z向工作台上设置的打印喷头，分别命名为第一打印喷头、第二打印喷头和第三打印喷头。

作为进一步的限定，第一打印喷头，包括进料口、设置在喷头最下端的导电喷嘴、喷头顶部的进气孔，所述进料口位于喷头侧壁，接收供料模块的供料，进气孔与压力管路相连，在打印过程提供稳定、可调的背压来驱动打印材料液态柔性基板材料，所述导电喷嘴为金属喷嘴或涂覆导电材料的导电喷嘴。

通过柔性基板材料的打印，能够构造基板以及封装层。

作为进一步的限定，第二打印喷头的打印材料是导电油墨，该喷头包括进料口、设置在喷头最下端的导电喷嘴、喷头顶部的进气孔，所述进气孔与压力管路相连，在打印过程提供稳定、可调的背压来驱动导电油墨，所述导电喷嘴为金属喷嘴或涂覆导电材料的导电喷嘴。

第二打印喷头打印导电油墨是用于制造连接电路的打印和简单电子元件。

在上述方案中，导电油墨包括导电银浆、纳米银导电墨水、纳米铜导电墨水、碳纳米管导电墨水、石墨烯、液态金属或导电银胶等。

作为进一步的限定，第三打印喷头包括进料口、设置在喷头最下端的导电喷嘴、喷头顶部的进气孔，所述进料口位于喷头侧壁，进气孔与压力管路相连，在打印过程提供稳定、可调的背压来驱动打印功能材料，所述导电喷嘴为金属喷嘴或涂覆导电材料的导电喷嘴。

第三打印喷头用于保护层和结构层的打印，功能材料包括：以PDMS为主体，添加碳化硅、二氧化硅等增强改性材料，以提供功能材料的导热性、硬度等物理性能。

作为进一步的限定，所述高压脉冲电源能够输出直流高压；输出交流高压；输出脉冲高压，且能够设置偏压，设置的偏压范围0-2KV连续可调，直流高压0-5KV，输出脉冲直流电压0-±4KV连续可调，输出脉冲频率0HZ-3000HZ连续可调，交流高压0-±4KV。

作为进一步的限定，所述打印床加热温度范围0-160℃，打印床的平面度高，设有加热装置为电加热棒或电加热片，电加热装置实现对PDMS材料和功能材料的快速固化，以及导电油墨的固化。

作为进一步的限定，所述摆台是可倾回转工作台，能够在绕X轴方向实现±90度范围内的倾转，能够在绕Z轴方向实现360度范围的回转。

作为进一步的限定，所述X向工作台具有驱动机构，所述X向工作台的工作行程0-1000毫米，重复定位精度不低于±5微米，绝对定位精度不低于±8微米，最大速度700mm/s，最大加速度500m/s²。

作为进一步的限定，所述Y向工作台具有驱动机构，所述Y向工作台的工作行程0-1000毫米，重复定位精度不低于±5微米，绝对定位精度不低于±8微米，最大速度700mm/s，最大加速度500m/s²。

通过上述各向工作台的精密运动的设置，能够保证运动的准确性。

基于上述装置的工作方法，包括以下步骤：

(1)利用第一打印喷头打印柔性基板材料，根据设计的模型，完成基板和/或柔性衬底的制造；

(2)使用第二打印喷头打印功能材料，根据设计的模型，完成结构层的打印；

(3)利用机械手将需要嵌入的电子元件从放置平台取下，依次放置到需要嵌入在结构层的凹槽中；

(4)使用第二打印喷头，打印导电油墨材料，完成连接电路的打印和简单电子元件制造；

(5)连接电路导电化处理，将打印床和其上已经成形的基板和保护层、嵌入的电子元件、打印的连接电路等从打印机上取下，放置到加热炉中，低温烧结，连接电路；

(6)将打印床和其上已经成形的结构、嵌入的电子元件、打印的连接电路等重新安装到打印机上，利用第三打印喷头，打印功能材料，根据模型数据，完成保护层的打印，使电子元件和连接电路完全被保护层包裹；

(7)利用第一打印喷头，打印柔性基板材料，根据模型数据，完成最后的封装和结构的制造；

(8)将制造完成的可拉伸电子产品进行加热，使柔性基板充分固化。

作为进一步的限定，所述步骤(1)、步骤(2)、步骤(6)和步骤(7)中，打印床的加热温度范围80-100度。

作为进一步的限定，所述步骤(4)打印床的加热温度范围90-110度。

作为进一步的限定，所述步骤(1)、步骤(2)、步骤(6)使用电场驱动喷射沉积3D打印和材料挤出成形工艺进行打印结构。

作为进一步的限定，所述步骤(4)中，使用电场驱动喷射沉积微纳3D打印工艺进行打印。

作为进一步的限定，所述步骤(7)中使用材料挤出成形工艺打印柔性基板材料。

上述方案中，设置两种打印模式，第一种模式采用微挤出沉积3D打印成形(挤出成形)，用于宏观结构和精度要求不高的特征结构打印，该模式具有较高的打印效率；第二种模式采用电场驱动喷射沉积3D打印工艺(喷射成形)，用于微纳特征结构打印，主要是用于可拉伸连接电路和微细电路的制造。这两种打印模式能够同时兼顾打印效率和打印精度，满足宏/微跨尺度制造的要求。

与现有技术相比，本公开的有益效果为：

(1)通过各部件之间的精密控制与动作次序的配合，能够实现可拉伸/柔性基板、保护层、连接电路、嵌入电子元件、封装层一体化制造。

(2)结合了电场驱动喷射沉积3D打印和材料挤出成形工艺的优势，同时兼顾打印精度和打印效率，实现宏/微跨尺度制造，满足大尺寸可拉伸电子产品制造的要求。

(3)利用五轴工作台(三维工作台以及摆台)，并结合电场喷射沉积3D打印工艺，实现复杂三维可拉伸结构高精度的制造。形状和结构几乎不受限制。

(4)使用电场驱动喷射沉积3D打印，实现微尺度连接电路打印，扩大导电油墨的种类，提高了制造可拉伸电子产品的性能。

(5)通过引入结构层和功能材料，提高可拉伸电子产品的性能和使用寿命以及可靠性(有效保护嵌入的连接电路、电子元器件等)。

(6)制造工艺简单，设备成本低，生产效率高，能够满足工业级批量化制造的要求，能够制造现有技术无法制造的一些可拉伸电子产品。

(7)在打印过程中，无须键合工艺，避免了界面问题，提高了产品的性能，本公开通过使用一个复合衬底(基板)就能实现柔性电子器件和硬质刚性电子元器件的有机集成，避免了多个基板以及键合所带来的问题合限制，另外，能够有效简化制造工艺，缩短制造时间，降低制造成本。

(8)本公开生产的产品可应用于可穿戴电子产品、软体机器人、电子皮肤、植入式电子器件、新型柔性人机界面、3D结构电子等领域，具有非常好的工业化应用前景。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本公开用于可拉伸电子产品一体化制造的多材料3D打印装置结构示意图；

图2(a)-(c)是本公开基于该装置可拉伸电子产品一体化制造方法示意图。

1底座、2X工作台、3摆台、4打印床、5打印平台、6第一喷头、601导电喷嘴、7第二喷头、701导电喷嘴、8第三喷头、801导电喷嘴、9机械手、10Z向工作台I、11Z向工作台II、12Z向工作台III、13Z向工作台IV、14移动支架、15Y工作台、16固定支架、17高压脉冲电源I、18高压脉冲电源II、19高压脉冲电源III、20衬底(基板和封装结构)材料供料模块、21导电油墨材料供料模块、22功能材料供料模块、23放置嵌入电子元器件工作平台、24压力管路、25真空管路、26控制模块、27衬底(基板)、28结构层、2801预留的电子元件凹槽、2802连接电路的凹槽、2803预留嵌入电子元件凹槽、29嵌入电子元件、30连接电路、31保护层、32封装层。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。

本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，提供了一种用于可拉伸电子产品一体化制造的多材料3D打印装置，它包括：底座1、X工作台2、摆台3、打印床4、打印平台5、第一喷头6、第二喷头7、第三喷头8、机械手9、Z向工作台I 10、Z向工作台II 11、Z向工作台III12、Z向工作台IV 13、移动支架14、Y工作台15、固定支架16、高压脉冲电源I 17、高压脉冲电源II 18、高压脉冲电源III 19、衬底(基板和封装结构)材料供料模块20、导电油墨材料供料模块21、功能材料供料模块22、放置嵌入电子元器件工作平台23、压力管路24、真空管路25和控制模块26。

其中X工作台2固定在底座上1，摆台3固定在X工作台2上，打印床4固定在摆台3上，打印平台5置于打印床4上，打印平台5上方分别设置第一喷头6、第二喷头7、第三喷头8和机械手9，第一喷头6与Z向工作台I 10相连接，第二喷头7与Z向工作台II 11相连接，第三喷头8与Z向工作台III 2相连接、机械手9与Z向工作台IV 13相连接，Z向工作台I 10、Z向工作台II 11、Z向工作台III 12和Z向工作台IV13固定在移动支架14上，移动支架14与Y工作台15相连接，Y工作台15固定在固定支架16上，固定支架16固定在底座1上，第一喷头6底部的导电喷嘴601与高压脉冲电源I 17向连接、第二喷头7底部的导电喷嘴701与高压脉冲电源II118相连接、第三喷头8底部的导电喷嘴801与高压脉冲电源III 19向连接、第一喷头6料筒顶端分别与衬底材料供料模块20和压力管路24相连接，第二喷头7料筒顶端分别与导电材料供料模块21和压力管路24相连接，第三喷头8料筒顶端分别与功能材料供料模块22和压力管路24相连接，机械手9分别与压力管路24和真空管路相连接25。

机械手9用于电子元件30的抓取和放置(放置到需要嵌入在基板的位置)。在本实施例中，设有真空吸盘和连接气路等，其中真空吸盘与压力管路23、真空管路24相连接。

当然，在其他实施例中，可以采用别的形式的已有的精密机械手。在此不再赘述。

放置嵌入电子元器件工作平台23固定在底座1上，控制模块26的连接电路分别与X工作台2、Y工作台15、Z向工作台I 10、Z向工作台II 11、Z向工作台III 12、Z向工作台IV13、摆台3、打印床4、第一喷头6、第二喷头7、第三喷头8、机械手9、高压脉冲电源I 17、压脉冲电源II 18、高压脉冲电源III19、衬底材料供料模块20、导电材料供料模块21、功能材料供料模块22、压力管路23、真空管路24等相连接。

第一喷头6打印材料为PDMS，用于基板(衬底)27的打印，以及封装层33的打印。它包括进料口、设置在喷头最下端的导电喷嘴601、喷头顶部的进气孔。所述进料口位于喷头侧壁，使用精密蠕动泵供料，进气孔与压力管路23相连，在打印过程提供稳定且精确可调的背压来驱动打印材料液态PDMS，本实施例所述导电喷嘴为金属喷嘴。

第二喷头7打印材料是导电银浆，用于连接电路的打印和简单电子元件制造。该喷头7包括进料口、设置在喷头最下端的导电喷嘴701、喷头顶部的进气孔。所述进气孔与压力管路23相连，在打印过程提供稳定且精确可调的背压来驱动导电油墨，所述导电喷嘴为金属喷嘴。

在一些实施例中，导电银浆可以替换为其他导电油墨的材质。具体可以为纳米银导电墨水、纳米铜导电墨水、碳纳米管导电墨水、石墨烯、液态金属或导电银胶等。

第三喷头8打印材料为功能材料，本实施例功能材料是以PDMS为主体，添加碳化硅增强改性材料，用于保护层和结构层的打印。第三喷头8包括进料口、设置在喷头最下端的导电喷嘴801、喷头顶部的进气孔。所述进料口位于喷头侧壁，使用精密蠕动泵供料，进气孔与压力管路23相连，在打印过程提供稳定且精确可调的背压来驱动打印功能材料。

在一些实施例中，功能材料包括：以PDMS为主体，添加碳化硅、二氧化硅等增强改性材料，以提供功能材料的导热性、硬度等物理性能。

当然，在其他实施例中，供料模块可以不选用精密蠕动泵，而采用其他供料机构。

Z向工作台I 10、Z向工作台II 11、Z向工作台III 12和Z向工作台IV 13为高精密Z向位移台，本实施例中选用伺服电机模组。工作行程100毫米，重复定位精度低于±1微米，绝对定位精度±3微米。

在其他实施例中，可以将X、Y、Z工作台中任意驱动机构替换为步进电机或者直线电机等驱动机构。

在其他实施例中，也可以将任一工作台的工作行程的范围进行改变。

高压脉冲电源I 17、高压脉冲电源II 18和高压脉冲电源III 19具有以下功能，输出直流高压；输出交流高压；输出脉冲高压，且能够设置偏压。设置的偏压范围0-1KV连续可调，直流高压0-4KV，输出脉冲直流电压0-±3KV连续可调，输出脉冲频率0HZ-3000HZ连续可调，交流高压0-±2KV。

当然，在其他实施例中，可以将各个高压脉冲电源的范围进行改变。

打印床4是具有真空吸附和电加热功能圆台，打印床加热温度范围0-130℃，打印床的平面度高。设有加热装置为电加热棒，电加热装置实现对PDMS材料和功能材料的快速固化，以及导电油墨的固化。

当然，在其他实施例中，可以将打印床的加热温度范围进行变换，如打印床加热温度范围0-160℃。或将加热装置替换为加热片。

摆台3是可倾回转工作台，能够在绕X轴方向实现±90度范围内的倾转，能够在绕Z轴方向实现360度范围的回转。

X工作台2采用伺服电机模组。X轴的工作行程300毫米，重复定位精度±5微米，绝对定位精度±8微米，最大速度500mm/s，最大加速度500m/s²。

Y工作台15采用伺服电机模组。Y轴的工作行程200毫米，重复定位精度±5微米，绝对定位精度±8微米，最大速度500mm/s，最大加速度500m/s²。

在其他典型的实施方式中，可以选用其他运动参数的工作台。

另一种典型的实施方式中，提供了一种用于可拉伸电子产品一体化制造的3D打印工作方法，具体工艺步骤如下：

本实施例1衬底合保护层材料采用道康宁184PDMS材料，连接电路采用导电银浆材料，功能材料选择碳化硅与PDMS的混合材料，碳化硅可以提高混合材料的硬度与热导率，可以对内部电路起到保护作用，可以提高电子产品的灵敏度，并且依旧可以保证柔性可拉伸电子产品的柔性和可拉伸性。

如图2(a)-(c)所示，具体的过程如下：

步骤1：利用第一喷头6打印PDMS材料，根据设计的模型，完成柔性衬底27的制造；

步骤2：使用第三喷头8打印功能材料，根据设计的模型，完成结构层28的打印；

步骤3：利用机械手9将需要嵌入的电子元件29从放置嵌入电子元器件工作平台23取下，依次放置到需要嵌入在结构层的凹槽2801、2803中；

步骤4：使用第二喷头7，打印导电油墨材料，完成连接电路30的打印和简单电子元件制造(如天线、电阻、电容等)；

步骤5：连接电路30导电化处理，将打印床4和其上已经成形的结构(基板27和结构层28)、嵌入的电子元件29、打印的连接电路30等从打印机上取下，放置到加热炉中，低温烧结连接电路30。加热温度不能超过140度。

步骤6：将打印床4和其上已经成形的结构(基板27和结构层28)、嵌入的电子元件29、打印的连接电路30等重新安装到打印机上，利用第三喷头8，打印功能材料，根据模型数据，完成保护层31的打印，使电子元件29和连接电路30完全被保护层31包裹。

步骤7：再次利用第一喷头6，打印PDMS材料，根据模型数据，完成封装层32的制造。

步骤8：将制造完成的可拉伸电子产品放置到加热箱中，使PDMS充分固化。

在部分实施例中，步骤1、步骤2步骤6和步骤7打印床的加热温度范围80-90度。

在部分实施例中，步骤4打印床的加热温度范围70-100度。

在部分实施例中，步骤1、步骤2和步骤6根据结构特征，综合使用电场驱动喷射沉积3D打印和材料挤出成形工艺。

在部分实施例中，步骤4使用电场驱动喷射沉积微纳3D打印工艺。

在部分实施例中，步骤7使用材料挤出成形工艺。

当然，在其他实施例中，可以将加热箱替换为其他加热设备。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种可拉伸电子产品一体化制造的多材料3D打印装置，其特征是：包括底座和控制模块，所述底座上设置有三维工作台、放置平台、摆台和打印床，所述摆台上设置有打印床，且带动具有真空吸附和电加热功能的打印床摆动旋转；

所述三维工作台包括设置有至少四个Z向工作台，第一Z向工作台上设置有一用于抓取和放置电子元件的机械手，所述放置平台上用于承载所述待抓取的电子元件；

其余Z向工作台上均设置有一打印喷头，所述打印喷头包括进料口、设置在喷头最下端的导电喷嘴，每个导电喷嘴均连接一高压脉冲电源，所述进料口分别连接有一供料模块，供料模块内分别用于提供柔性基板、导电油墨和功能材料；

所述控制模块通过控制三维工作台、摆台、机械手和供料模块的运动，使各个打印喷头依照设定次序执行可拉伸电子产品的柔性基板、保护层、连接电路、嵌入电子元件以及封装层的打印动作，实现一体化制造。

2.如权利要求1所述的一种可拉伸电子产品一体化制造的多材料3D打印装置，其特征是：第一打印喷头，包括进料口、设置在喷头最下端的导电喷嘴、喷头顶部的进气孔，所述进料口位于喷头侧壁，接收供料模块的供料，进气孔与压力管路相连，在打印过程提供稳定、可调的背压来驱动打印材料液态柔性基板材料，所述导电喷嘴为金属喷嘴或涂覆导电材料的导电喷嘴。

3.如权利要求1所述的一种可拉伸电子产品一体化制造的多材料3D打印装置，其特征是：第二打印喷头打印材料是导电油墨，该喷头包括进料口、设置在喷头最下端的导电喷嘴、喷头顶部的进气孔，所述进气孔与压力管路相连，在打印过程提供稳定、可调的背压来驱动导电油墨，所述导电喷嘴为金属喷嘴或涂覆导电材料的导电喷嘴。

4.如权利要求1所述的一种可拉伸电子产品一体化制造的多材料3D打印装置，其特征是：第三打印喷头包括进料口、设置在喷头最下端的导电喷嘴、喷头顶部的进气孔，所述进料口位于喷头侧壁，进气孔与压力管路相连，在打印过程提供稳定、可调的背压来驱动打印功能材料，所述导电喷嘴为金属喷嘴或涂覆导电材料的导电喷嘴。

5.如权利要求1所述的一种可拉伸电子产品一体化制造的多材料3D打印装置，其特征是：所述高压脉冲电源能够输出直流高压；输出交流高压；输出脉冲高压，且能够设置偏压，设置的偏压范围0-2KV连续可调，直流高压0-5KV，输出脉冲直流电压0-±4KV连续可调，输出脉冲频率0HZ-3000HZ连续可调，交流高压0-±4KV。

6.如权利要求1所述的一种可拉伸电子产品一体化制造的多材料3D打印装置，其特征是：所述打印床加热温度范围0-160℃，设有加热装置为电加热棒或电加热片，电加热装置实现对材料的固化，以及导电油墨的固化作用。

7.如权利要求1所述的一种可拉伸电子产品一体化制造的多材料3D打印装置，其特征是：所述摆台是可倾回转工作台，能够在绕X轴方向实现±90度范围内的倾转，能够在绕Z轴方向实现360度范围的回转；

或，所述X向工作台具有驱动机构，所述X向工作台的工作行程0-1000毫米，重复定位精度不低于±5微米，绝对定位精度不低于±8微米，最大速度700mm/s，最大加速度500m/s²。

或，所述Y向工作台具有驱动机构，所述Y向工作台的工作行程0-1000毫米，重复定位精度不低于±5微米，绝对定位精度不低于±8微米，最大速度700mm/s，最大加速度500m/s²。

8.基于权利要求1-7中任一项所述的装置的工作方法，其特征是：包括以下步骤：

(1)利用第一打印喷头打印柔性基板材料，根据设计的模型，完成基板和/或柔性衬底的制造；

(2)使用第二打印喷头打印功能材料，根据设计的模型，完成结构层的打印；

(3)利用机械手将需要嵌入的电子元件从放置平台取下，依次放置到需要嵌入在结构层的凹槽中；

(4)使用第二打印喷头，打印导电油墨材料，完成连接电路的打印和简单电子元件制造；

(5)连接电路导电化处理，将打印床和其上已经成形的基板和保护层、嵌入的电子元件、打印的连接电路等从打印机上取下，放置到加热炉中，低温烧结，连接电路；

(6)将打印床和其上已经成形的结构、嵌入的电子元件、打印的连接电路等重新安装到打印机上，利用第三打印喷头，打印功能材料，根据模型数据，完成保护层的打印，使电子元件和连接电路完全被保护层包裹；

(7)利用第一打印喷头，打印柔性基板材料，根据模型数据，完成最后的封装和结构的制造；

(8)将制造完成的可拉伸电子产品进行加热，使柔性基板充分固化。

9.如权利要求8中所述的工作方法，其特征是：所述步骤(1)、步骤(2)、步骤(6)和步骤(7)中，打印床的加热温度范围80-100度；

或，所述步骤(4)打印床的加热温度范围90-110度。

10.如权利要求8中所述的工作方法，其特征是：所述步骤(1)、步骤(2)、步骤(6)使用电场驱动喷射沉积3D打印和材料挤出成形工艺进行打印结构；

或，所述步骤(4)中，使用电场驱动喷射沉积微纳3D打印工艺进行打印；

或，所述步骤(7)中使用材料挤出成形工艺打印柔性基板材料。