電流體動力噴墨打印技術(shù)目前在世界上處于技術(shù)領(lǐng)先的地位,打印的原理是通過電場將墨滴從打印噴嘴吸出。
圖示:電流體動力噴墨打印示意圖
電流體動力依靠靜電力控制墨滴的噴出,因而所選用的墨滴可以是低粘度的,如導(dǎo)電的聚合物和銀納米顆粒油墨,也可以選用高粘度的高分子聚合物;對于水系溶劑,如醇、醚、酮等通過電流體動力原理也可以進行印制。低粘度的墨水印制可以很容易的實現(xiàn)100納米到微米量級的精度;高粘度的墨水印制可以實現(xiàn)5到50 微米量級的精度。
在聚合物基板上可印刷低熔點的金屬電路,測試這種金屬電路的機械性能,在彎折 1000 次后也不會影響它的導(dǎo)電性。拉伸 70%電路仍然保持穩(wěn)定,拉伸“破裂”時通過加熱甚至能夠“自我修復(fù)”。
電流體動力噴墨打印一般在常溫常壓下就可進行,對工作環(huán)境的要求不苛刻。墨盒和噴嘴是相對獨立的結(jié)構(gòu),打印同一種材料的墨水,在更換墨盒時,不需要同時更換噴嘴,反之也一樣,降低了耗材的成本。
傳統(tǒng)的印刷電路技術(shù)使用銀納米線經(jīng)常會堵塞印刷噴嘴。采用電流體動力噴墨工藝的打印設(shè)備依靠靜電力從噴嘴噴出油墨并將其吸附到基材上的適當位置,因而可以使用非常寬的噴嘴,這樣就避免了堵塞,同時還保留了非常好的打印分辨率。
超高精度的打印也可以運用在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,采用該工藝技術(shù)的設(shè)備可以直接書寫生物兼容的可降解的高分子聚合物材料的微絲,微絲直徑在 5μm 以下。這個尺度下,微絲和細胞的大小接近,微絲的配置可以直接控制細胞的生長方向。把該裝備和常規(guī)尺度的 3D 打印相結(jié)合,可制備出混合尺度的三維組織支架。