一體化噴霧式打印噴頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一體化噴霧式打印噴頭，包括有霧化模塊、勻化模塊和噴射模塊，勻化模塊包括一級勻化腔和二級勻化腔，兩腔由多孔隔板所間隔。一級勻化腔和二級勻化腔采用左右結(jié)構(gòu)或上下結(jié)構(gòu)。一級勻化腔的腔壁接載氣入口，物料入口，和物料出口。二級勻化腔的腔壁接聚焦氣體入口。二級勻化腔的腔壁安裝霧滴濃度探測器。霧化模塊包括換能器和物料，位于一級勻化腔的腔壁。換能器由電源控制。物料由輸送泵控制。上述結(jié)構(gòu)可以精確控制霧化速率和霧滴濃度、系統(tǒng)尺寸小、易于控制、工作穩(wěn)定高、材料浪費(fèi)少。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，霧化速度穩(wěn)定、易控、均勻。霧滴濃度穩(wěn)定、易控、均勻，節(jié)省物料、浪費(fèi)少。
【專利說明】一體化噴霧式打印噴頭
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種打印噴頭設(shè)備，尤其是涉及一種一體化噴霧式打印噴頭。
【背景技術(shù)】
[0003]功能薄膜在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和國民生產(chǎn)的各個領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用以及重要的地位。目前，薄膜制備有多種方法，例如，絲網(wǎng)印刷，噴涂，氣相沉積，浸漬等等。打印法是近年來興起的一種新型的薄膜制備方法，具有尺寸精度高，快速成型等能力。打印是一種基于微液滴沉積的薄膜制備方法。微液滴常用微孔法和霧化法產(chǎn)生，然后由設(shè)備把產(chǎn)生的微液滴噴射到欲打印的基板上。常見的噴墨打印采用微孔法，對于功能薄膜制備，該方法的缺點是微孔易堵塞。霧化法不存在堵塞問題，而且對比噴墨法，可以產(chǎn)生尺寸更小的液滴，因而更適合精細(xì)結(jié)構(gòu)薄膜制備。
[0004]然而霧化法的缺點是霧化量難以控制，系統(tǒng)的穩(wěn)定性差。目前常用氣動法和超聲噴泉霧化法來產(chǎn)生液滴。兩種方法都無法精確控制液滴的產(chǎn)生速率與濃度。往往得采用旁支分路以及加熱的方法把多余的霧滴除去，造成系統(tǒng)過于龐大，復(fù)雜，控制困難，物料浪費(fèi)嚴(yán)重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種一體化噴霧式打印噴頭，該噴頭采用一體化設(shè)計，包括霧化模塊，勻化模塊，和噴射模塊。結(jié)構(gòu)簡單緊湊，可以精確控制霧化速率和霧滴濃度，打印噴頭易于控制、工作穩(wěn)定性高、可重復(fù)性好。
[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一體化噴霧式打印噴頭，包括有霧化模塊、勻化模塊和噴射模塊，所述的勻化模塊包括一級勻化腔和二級勻化腔，一級勻化腔和二級勻化腔采用左右結(jié)構(gòu)或上下結(jié)構(gòu)，一級勻化腔和二級勻化腔之間由多孔隔板間隔，一級勻化腔的腔壁接載氣入口、物料入口和物料出口，二級勻化腔的腔壁接二級聚焦氣體入口 ；
所述的霧化模塊包括霧化換能器和物料，位于一級勻化腔的腔壁上，霧化換能器由換能器電源控制，通過換能器導(dǎo)線連接;物料由輸送栗控制，通過輸送管路輸入；
噴射模塊包括噴嘴入口、噴嘴出口、噴嘴通道，位于二級勻化腔腔壁，噴嘴通道由噴嘴入口到噴嘴出口尺寸逐漸縮小。
[0007]所述的噴射模塊包括有二級聚焦氣體裝置，所述的二級聚集氣體裝置由二級聚焦氣入口、二級聚焦氣出口、載氣鋼瓶或栗、聚焦氣調(diào)節(jié)閥、聚焦氣管路組成，聚焦氣體由載氣鋼瓶或栗產(chǎn)生，通過聚焦氣調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)壓力和流量，經(jīng)聚焦氣管路輸入二級聚焦氣入口，二級聚焦氣出口位于噴嘴入口至噴嘴出口之間的任一點，聯(lián)通聚焦氣體與噴嘴通道。
[0008]所述的噴射模塊包括有三級聚焦氣體裝置，所述的三級聚集氣體裝置由三級聚焦氣入口、三級聚焦氣出口組成，三級聚焦氣體由三級聚焦氣入口輸入，三級聚焦氣出口通入噴嘴通道。
[0009]所述的二級勻化腔的腔壁安裝霧滴濃度探測器。
[0010]所述的輸送管路是由物料入口、物料出口、物料瓶和物料管路組成。
[0011]所述霧化模塊的霧化方式采用壓電霧化換能器厚度模態(tài)表面波霧化方式，通過輸送栗與電信號控制霧化速率與霧滴濃度。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是:
本發(fā)明一體化噴霧式打印噴頭由于具有霧化、勻化和噴射三個模塊，勻化模塊包括一級勻化腔和二級勻化腔，兩腔由多孔隔板所間隔。一級勻化腔和二級勻化腔采用左右結(jié)構(gòu)或上下結(jié)構(gòu)。一級勻化腔的腔壁接載氣入口，物料入口，和物料出口。二級勻化腔的腔壁接聚焦氣體入口。二級勻化腔的腔壁安裝霧滴濃度探測器。霧化模塊包括霧化換能器和物料，位于一級勻化腔的腔壁。霧化換能器由換能器電源控制。物料由輸送栗控制。霧化方式采用壓電霧化換能器厚度模態(tài)表面波霧化方式，通過輸送栗與電信號控制霧化速率與霧滴濃度。噴射模塊主要包括噴嘴，位于二級勻化腔腔壁。噴嘴通道由噴嘴入口到噴嘴出口，尺寸逐漸縮小，起一級聚焦作用。采用二級或三級以上聚焦增強(qiáng)了聚焦效果。上述結(jié)構(gòu)可以精確控制霧化速率和霧滴濃度、系統(tǒng)尺寸小、易于控制、工作穩(wěn)定高、材料浪費(fèi)少。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊。霧化速度穩(wěn)定、易控、均勻。霧滴濃度穩(wěn)定、易控、均勻。節(jié)省物料、浪費(fèi)少。打印效果穩(wěn)定、可重復(fù)性好。噴口無堵塞。
【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述:
圖1是本發(fā)明實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明實施例1的示意圖；
圖3是本發(fā)明實施例2的示意圖；
圖4是本發(fā)明實施例3的示意圖；
圖5是本發(fā)明實施例4的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是本發(fā)明實施例4中的探測器工作原理圖。
[0014]圖中:1、霧化換能器，2、一級勻化腔，3、二級勻化腔，4、多孔隔板，5、噴嘴入口，6、噴嘴出口，7、噴嘴通道，8、二級聚焦氣體入口，9、二級聚焦氣出口，10、物料入口，11、物料出口，12、載氣入口，13、一級勻化腔側(cè)壁，14、一級勻化腔底面，15、一級勻化腔頂面，16、二級勻化腔頂面，17、二級勻化腔側(cè)壁，18、二級勻化腔底面，19、霧滴濃度探測器，20、物料21、聚焦氣鋼瓶或栗，22、聚焦氣調(diào)節(jié)閥，23、聚焦氣管路，24、載氣鋼瓶或栗，25、載氣調(diào)節(jié)閥，26、載氣管路，27、物料管路，28、物料瓶，29、輸送栗，30、換能器電源、31，換能器導(dǎo)線、32，霧滴，33、基板，81、三級聚焦氣入口，91、三級聚焦氣出口。
【具體實施方式】
[0015]下面對本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實施例。
[0016]為使本發(fā)明的內(nèi)容更加明顯易懂，將集合圖1至圖5和【具體實施方式】做進(jìn)一步描述。
[0017]為了使本發(fā)明的目的，技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，將結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0018]實施例1:
如圖2所示，本實施例一體化噴霧式打印噴頭包括霧化模塊，勻化模塊和噴射模塊三個部分。
[0019]勻化模塊對于整個系統(tǒng)是支撐結(jié)構(gòu)。勻化模塊為兩腔結(jié)構(gòu)包括一級勻化腔2和二級勻化腔3，勻化腔為中空結(jié)構(gòu)，由一級勻化腔底面14，一級勻化腔側(cè)壁13，一級勻化腔頂面15，和二級勻化腔底面18，二級勻化腔側(cè)壁17，二級勻化腔頂面16所包圍。一級勻化腔2和二級勻化腔3由多孔隔板4所分離。一級勻化腔2和二級勻化腔3采用左右結(jié)構(gòu)。一級勻化腔2位于二級勻化腔3右側(cè)。
[0020]霧化模塊包括霧化換能器1、物料20、物料入口1、物料出口 11、物料管路27、物料瓶28、輸送栗29、換能器電源30、換能器導(dǎo)線31。霧化換能器I和物料20位于一級勻化腔2的一級勻化腔底面14上，霧化換能器I通過換能器導(dǎo)線31和外部驅(qū)動換能器電源30連接。霧化換能器I采用壓電材料制作，直徑Imm至50mm之間，采用厚度振動模式，工作頻率介于0.5MHz?20MHz。霧化換能器I由數(shù)字電源控制，可以方便調(diào)節(jié)工作信號，包括頻率，幅值等。物料20位于霧化換能器I表面，物料流量由輸送栗29控制。輸送栗29把置于物料瓶28中的物料，通過物料管路27，輸送到霧化換能器I的表面。霧化采用表面波霧化方式，通過電信號和物料栗29，霧化速率、霧滴濃度可以精確控制。
[0021 ]噴射模塊位于二級勻化腔底面18，包括噴嘴入口 5、噴嘴出口 6、噴嘴通道7、二級聚焦器入口 8、二級聚焦器出口 9、聚焦氣鋼瓶或栗21、聚焦氣調(diào)節(jié)閥22、聚焦氣管路23。噴嘴通道7由噴嘴入口 5到噴嘴出口 6，尺寸逐漸縮小，起一級聚焦作用。為進(jìn)一步聚焦，采用二級聚焦氣體，由二級聚焦氣入口 8、二級聚焦氣出口 9、聚焦氣鋼瓶或栗21、聚焦氣調(diào)節(jié)閥22、聚焦氣管路23組成。聚焦氣體由聚焦氣鋼瓶或栗21產(chǎn)生，通過聚焦氣調(diào)節(jié)閥22調(diào)節(jié)壓力和流量，經(jīng)聚焦氣管路23輸入二級聚焦氣入口 8。二級聚焦氣出口 9位于噴嘴入口 5至噴嘴出口 6之間的任一點，聯(lián)通聚焦氣體與噴嘴通道7。采用二級聚焦方式，聚焦程度可達(dá)1-15之間。
[0022]如圖2，打印噴頭的工作過程是:霧化模塊產(chǎn)生濃度與速率可控的霧滴32，一級勻化腔2對霧滴32進(jìn)行篩選，尺寸過大的霧滴32自由降落。載氣通過載氣鋼瓶或栗24、載氣調(diào)節(jié)閥25、載氣管路26以及載氣入口 12，輸出到一級勻化腔2內(nèi)。載氣攜帶霧滴32通過隔板4進(jìn)入二級勻化腔3。多孔隔板4通過孔的數(shù)量、尺寸以及位置進(jìn)一步控制霧滴32的濃度。在二級勻化腔3內(nèi)，載氣攜帶均勻濃度霧滴32進(jìn)入噴嘴入口5，經(jīng)噴嘴通道7的一級聚焦作用和由二級聚焦氣出口9出來的聚焦氣體的二級聚焦作用，由噴嘴出口6噴射出來，打印到基板33上面。打印精度、打印速度由換能器電源30、輸送栗29、載氣調(diào)節(jié)閥25以及聚焦氣調(diào)節(jié)閥22進(jìn)行控制。
[0023]實施例2:
如圖3所示，本實施例一體化噴霧式打印噴頭包括霧化模塊、勻化模塊和噴射模塊三個部分。
[0024]勻化模塊對于整個系統(tǒng)是支撐結(jié)構(gòu)。勻化模塊為兩腔結(jié)構(gòu)包括一級勻化腔2和二級勻化腔3，勻化腔為中空結(jié)構(gòu)，由一級勻化腔底面14、一級勻化腔側(cè)壁13和二級勻化腔側(cè)壁17、二級勻化腔頂面16所包圍。一級勻化腔2和二級勻化腔3由多孔隔板4所分離。一級勻化腔2和二級勻化腔3采用上下結(jié)構(gòu)。一級勻化腔2位于二級勻化腔3下方。
[0025]噴射模塊位于二級勻化腔頂面16上，包括噴嘴入口5、噴嘴出口 6、噴嘴通道7、二級聚焦氣入口 8、二級聚焦氣出口 9、三級聚焦氣入口 81、三級聚焦氣出口 91。噴嘴通道7由噴嘴入口 5到噴嘴出口6，尺寸逐漸縮小，起一級聚焦作用。為進(jìn)一步聚焦，采用二級聚焦氣體和三級聚焦氣體，二級聚焦氣體由二級聚焦氣入口 8輸入，二級聚焦氣出口 9通入噴嘴通道7。三級聚焦氣體由三級聚焦氣入口 81輸入，三級聚焦氣出口 91通入噴嘴通道7。
[0026]實施例3:
如圖4所示，本實施例一體化噴霧式打印噴頭，包括霧化模塊、勻化模塊和噴射模塊三個部分。
[0027]勻化模塊對于整個系統(tǒng)是支撐結(jié)構(gòu)。勻化模塊為兩腔結(jié)構(gòu)包括一級勻化腔2和二級勻化腔3，勻化腔為中空結(jié)構(gòu)，由一級勻化腔底面14，一級勻化腔側(cè)壁13，一級勻化腔頂面15，和二級勻化腔底面18，二級勻化腔側(cè)壁17，二級勻化腔頂面16所包圍。一級勻化腔2和二級勻化腔3由多孔隔板4所分離。一級勻化腔2和二級勻化腔3采用左右結(jié)構(gòu)。一級勻化腔2位于二級勻化腔3右側(cè)。
[0028]噴射模塊位于二級勻化腔底面18，包括噴嘴入口5、噴嘴出口 6、噴嘴通道7。噴嘴通道7由噴嘴入口 5到噴嘴出口 6，尺寸逐漸縮小，起聚焦作用。
[0029]實施例4:
如圖1、5、6所示，本實施例一體化噴霧式打印噴頭，包括霧化模塊、勻化模塊和噴射模塊三個部分。
[0030]勻化模塊對于整個系統(tǒng)是支撐結(jié)構(gòu)。勻化模塊為兩腔結(jié)構(gòu)，包括一級勻化腔2和二級勻化腔3。二級勻化腔3的二級勻化腔側(cè)壁17安裝霧滴濃度探測器19。探測器向腔內(nèi)發(fā)射信號，信號反射被接收。發(fā)射信號和反射信號的差值表示霧滴濃度。根據(jù)此實時差值信號，進(jìn)打印過程行動態(tài)調(diào)節(jié)。
[0031]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項】
1.一體化噴霧式打印噴頭，其特征在于:包括有霧化模塊、勻化模塊和噴射模塊，所述的勻化模塊包括一級勻化腔(2)和二級勻化腔(3)，一級勻化腔(2)和二級勻化腔(3)采用左右結(jié)構(gòu)或上下結(jié)構(gòu)，一級勻化腔(2)和二級勻化腔(3)之間由多孔隔板(4)間隔，一級勻化腔(2 )的腔壁接載氣入口( 12 )、物料入口( 1 )和物料出口( 11)，二級勻化腔(3 )的腔壁接二級聚焦氣體入口(8); 所述的霧化模塊包括霧化換能器(I)和物料(20)，位于一級勻化腔(2)的腔壁上，霧化換能器(I)由換能器電源(30)控制，通過換能器導(dǎo)線(31)連接;物料(20)由輸送栗(29)控制，通過輸送物料管路(27)輸入； 噴射模塊包括噴嘴入口(5)、噴嘴出口(6)、噴嘴通道(7)，位于二級勻化腔腔壁，噴嘴通道(7 )由噴嘴入口( 5 )到噴嘴出口( 6 )尺寸逐漸縮小。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化噴霧式打印噴頭，其特征在于:所述的噴射模塊包括有二級聚焦氣體裝置，所述的二級聚集氣體裝置由二級聚焦氣入口(8)、二級聚焦氣出口(9)、聚焦氣鋼瓶或栗(21)、聚焦氣調(diào)節(jié)閥(22)、聚焦氣管路組成，聚焦氣體由聚焦氣鋼瓶或栗(21)產(chǎn)生，通過聚焦氣調(diào)節(jié)閥(22)調(diào)節(jié)壓力和流量，經(jīng)聚焦氣管路輸入二級聚焦氣入口(8)，二級聚焦氣出口(9)位于噴嘴入口(5)至噴嘴出口(6)之間的任一點，聯(lián)通聚焦氣體與噴嘴通道(7)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化噴霧式打印噴頭，其特征在于:所述的噴射模塊包括有三級聚焦氣體裝置，所述的三級聚集氣體裝置由三級聚焦氣入口(81)、三級聚焦氣出口組成(91)，三級聚焦氣體由三級聚焦氣入口(81)輸入，三級聚焦氣出口(91)通入噴嘴通道(7)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化噴霧式打印噴頭，其特征在于:所述的二級勻化腔的腔壁安裝霧滴濃度探測器(19)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化噴霧式打印噴頭，其特征在于:所述的輸送管路是由物料入口( 1 )、物料出口( 11)、物料瓶(28 )和物料管路(27 )組成。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化噴霧式打印噴頭，其特征在于:所述霧化模塊的霧化方式采用壓電霧化換能器(I)厚度模態(tài)表面波霧化方式，通過輸送栗(29)與電信號控制霧化速率與霧滴濃度。
【文檔編號】B41J2/14GK106042646SQ201610444561
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月21日
【發(fā)明人】祖海嬌, 顧鋒, 李濤
【申請人】祖海嬌, 顧鋒, 李濤