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CIJ喷墨打印技术:喷墨打印微制造的最新成果

时间:2023-10-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:CIJ打印系统中产生的墨滴一般都比产生墨滴的孔洞直径大两倍,这限制了CIJ在微制造业中的应用。对于CIJ打印系统,墨滴产生的速率一般在80~100kHz,频率高于1MHz的系统还未产业化[14]。现在,CIJ打印系统广泛应用在食品和药物标签领域。多色的(多流体)CIJ打印系统不常见,但是两色系统是常用的。图1.1给出了连续式喷墨打印机的原理以及在20kHz下喷出的水滴分裂成120μm液滴的照片。

CIJ喷墨打印技术:喷墨打印微制造的最新成果

喷嘴中流出的液体形成相同大小的液滴的现象最早在1833年被Savart[5]发现,并且非黏性射流和黏性射流情况下,分别由Lord Rayleigh[6,7]和Weber[8]用数学方法进行了描述。在连续喷墨模式技术里,液体在压力驱动下通过一个直径通常为50~80μm的孔洞,并且在表面张力的作用下分裂成均匀的液滴,这一过程通过直径扰动[9,10]或表面张力扰动[11]的放大来实现。压电驱动机被用做驱动直径扰动,而微型加热器是用做驱动表面张力扰动[12]。从喷嘴中脱落的一滴油墨在可变电场的作用下,获得了电子。在静电场下,这些带电的液滴直接落在基板的指定位置,即捕捉器或几个指定位置之一的基板上[13]

由于液滴是连续产生的,轨迹根据施加电荷量也是可变的,因此这种系统一般认为是“连续的”。CIJ打印系统中产生的墨滴一般都比产生墨滴的孔洞直径大两倍,这限制了CIJ在微制造业中的应用。对于CIJ打印系统,墨滴产生的速率一般在80~100kHz,频率高于1MHz的系统还未产业化[14]。在该系统中,墨滴系统最小可达20μm,但是一般情况下,都在150μm左右。

现在,CIJ打印系统广泛应用在食品和药物标签领域。它拥有高产量的能力,最适合在可重复使用的领域应用。多色的(多流体)CIJ打印系统不常见,但是两色系统是常用的。CIJ打印系统需要未经使用的墨滴来再循环或浪费,另一个限制就是CIJ打印系统在微制造领域的使用,目前,CIJ打印系统应用包括麻省理工学院(MIT)3D打印快速成型技术[15]、金属喷涂技术[16]以及医疗诊断测试条的生产[17]

图1.1给出了连续式喷墨打印机的原理以及在20kHz下喷出的水滴分裂成120μm液滴的照片。(www.xing528.com)

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图1.1 连续式喷墨打印机的原理以及在20kHz下喷出的水滴分裂成120μm液滴的照片

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