CN214927136U - 一种多材料简易多孔微喷喷头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多材料简易多孔微喷喷头，其包括供液装置、注射泵、针头、收集带，所述供液装置具有储液，定量供液的功能，并且能够对所供高分子溶液进行加热、保温，所述供液装置、注射泵、针头之间通过软管连接。通过控制注射泵的供液启停、喷头的升降以及高压电源的调节从而实现不同打印材料的快速切换，工艺简单，大大降低材料切换时间，节省加工时间；对于高粘度溶液，采用电液动力耦合喷印(EDH)技术，利用电场诱导溶液在喷头处产生变形，从而形成射流模式，实现微纳米结构的喷印；采用四个平行并排间距合理的简易注射泵和微喷喷头，实现多种材料交替或同时喷印，可以打印的材料范围广；采用精密注射泵控制喷印材料的进给，实现了稳定的高精度控制。
Description
技术领域
本实用新型属于化工机械技术领域，具体涉及一种多材料简易多孔微喷喷头。
背景技术
3D打印技术也称增材制造技术，是基于离散堆积原理，通过材料的逐渐堆叠来实现制造的技术。在微电子、微机电系统(MEMS)的制作领域,微米结构或图案的产生是一项极为关键的技术。高精度微米结构的喷印技术可实现功能材料、高分子、生物样品等精细图形喷印,具有广阔的市场前景。虽然改装市场主流的打印机在喷印功能陶瓷、电子元器件、生物组织工程等特殊领域的应用取得了很好的结果,但是,传统的喷墨打印机自身的缺陷和对墨水的严格要求限制了它们在特殊领域的发展空间。微纳米结构，尤其是超细纤维结构，由于其独特的性质及其广泛的应用前景，受到了越来越多的研究者和企业的关注。现有技术中采用打印机和紫外光固化的打印技术已经具有一定的商业化程度，其中打印机喷头是最重要的关键部件，其造价昂贵，导致整机成本高居不下；喷头工作过程中，工艺过程繁琐复杂，切换材料所需的时间较长，导致工件成型的速率比较低；无法同时使用多种材料以及高粘度溶液喷印。
发明内容
为了克服现有技术的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种多孔微结构打印机的喷头。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案包括发明人前期申请并已授权的发明专利201811351598.3和201310156513.7：在此加以引用。
一种多材料简易多孔微喷喷头，包括供液装置、注射泵、针头、收集带，所述供液装置具有储液，定量供液的功能，并且能够对所供高分子溶液进行加热、保温，所述供液装置、注射泵、针头之间通过软管连接。
进一步，所述注射泵包括电机和注射器。
进一步，所述针头为可升降的针头，针头的数量是4个，相对应地，设有4 个注射泵。
进一步，所述针头的内径0.06-0.20mm。
进一步，所述针头的长度为5～10mm。
进一步，所述收集带为柔性导体薄膜或绝缘体薄膜，所述柔性导体薄膜的厚度为0.1～2mm，所述绝缘体薄膜的厚度为0.1～2mm。
本实用新型的有益效果：本实用新型的打印机喷头采用简易注射泵，成本低，造价便宜；通过控制注射泵的供液启停、针头的升降以及高压电源的调节从而实现不同打印材料的快速切换，工艺简单，大大降低材料切换时间，节省加工时间；对于高粘度溶液，采用电液动力耦合喷印(EDH)技术，利用电场诱导溶液在喷头处产生变形，从而形成射流模式，实现微纳米结构的喷印；射流模式中喷印液滴的直径随着脉冲电压幅值、喷印溶液浓度及脉冲频率占空比的增大而增大,液滴的直径随着脉冲频率的增大而减小。采用四个平行并排间距合理的简易注射泵和微喷喷头，实现多种材料交替或同时喷印，可以打印的材料范围广；采用精密注射泵控制喷印材料的进给，实现了稳定的高精度控制。所述喷头适用于各种光固化树脂、聚合物溶液、液态金属、金属墨水、陶瓷材料和有机功能材料的微结构制造，特别适合于生物材料的图案化喷印，
附图说明
图1为本实用新型打印机喷头的工程简图
图2为本实用新型打印机针头的局部详图
图中：1供液装置、2注射泵、3针头、4收集带。
具体实施方式
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面结合附图，对本实用新型进一步详细说明。图1为本实用新型打印机喷头的工程简图，图2为本实用新型打印机针头的局部详图。
实施例1
一种多材料简易多孔微喷喷头。包括供液装置1、注射泵2、针头3、收集带4，所述供液装置具有储液，定量供液的功能，并且能够对所供高分子溶液进行加热、保温，所述供液装置、注射泵、针头之间通过软管连接。所述注射泵包括电机和注射器。所述针头为可升降的针头，针头的数量是4个，相对应地，设有4个注射泵。所述针头的内径0.06。所述针头的长度为5mm。所述收集带为柔性导体薄膜，所述柔性导体薄膜的厚度为0.1mm，所述绝缘体薄膜的厚度为0.1～2mm
实施例2
一种多材料简易多孔微喷喷头，其结构与实施例1类似，不同之处在于所述针头的内径0.2mm。所述针头的长度为10mm。所述收集带为绝缘体薄膜，所述绝缘体薄膜的厚度为1mm。
实施例3
一种多材料简易多孔微喷喷头，其结构与实施例1类似，不同之处在于所述针头的内径0.12mm。所述针头的长度为8mm。所述收集带为绝缘体薄膜，所述绝缘体薄膜的厚度为2mm。
以下对本实用新型打印机喷头的操作工艺进行简单说明，制作多孔微纳米结构时进行以下操作：
1)操作升降平台，调节打印机喷头与收集带之间的距离，此距离3mm-10cm；
2)将打印溶液注入供液装置，并将该供液装置安装于注射泵上，启动注射泵调节供液速度；所述供液装置具有储液，定量供液的功能，并且能够对所供料液进行加热、保温。所述溶液的溶质是高分子聚合物聚氧化乙烯，其具有水溶性好，粘度高，和润滑性好的特征；溶剂是去离子水和无水乙醇；溶液浓度2-8％；
3)待打印机喷头的针头处出现溶液液滴后，启动并调节电源，由于注射泵连接高压直流电源，电位高，因此形成向下的电场分布，悬滴在向下的电场力作用下即形成射流。所述电源的输入为AC 220V,输出电压为40000V，输出电流1mA, 通过调节，脉冲幅值为2000V,频率为10Hz，使溶液在电场力作用下拉伸变形产生射流，达到1～300mm/s的速度以及1～5μm的位置精度，沉积于收集带上；
4)随着溶液的喷出，收集带上形成叠加的多孔微纳米结构；喷印距离0.5mm- 2mm；液滴的直径50-200微米；
5)将叠加的多孔微纳米结构从收集带上取下，对边缘进裁剪等后处理。
以上对本实用新型的技术方案进行了详细说明。显然，本实用新型并不局限于以上所描述的内容。熟悉本技术领域的人员还可据此做出多种变化，但任何与本实用新型等同或相类似的变化都属于本实用新型保护的范围。
Claims (6)
1.一种多材料简易多孔微喷喷头，其特征在于，包括供液装置、注射泵、针头、收集带，所述供液装置具有储液，定量供液的功能，并且能够对所供高分子溶液进行加热、保温，所述供液装置、注射泵、针头之间通过软管连接。
2.根据权利要求1所述的喷头，其特征在于，所述注射泵包括电机和注射器。
3.根据权利要求1所述的喷头，其特征在于，所述针头为可升降的针头，针头的数量是4个，相对应地，设有4个注射泵。
4.根据权利要求1所述的喷头，其特征在于，所述针头的内径0.06-0.20mm。
5.根据权利要求1所述的喷头，其特征在于，所述针头的长度为5～10mm。
6.根据权利要求1所述的喷头，其特征在于，所述收集带为柔性导体薄膜或绝缘体薄膜，所述柔性导体薄膜的厚度为0.1～2mm，所述绝缘体薄膜的厚度为0.1～2mm。
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