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簡(jiǎn)述(EHD)電流體動(dòng)力噴墨打印技術(shù)

電流體動(dòng)力學(xué)(EHD)印刷是一種高分辨率印刷方法,有效地克服了限制噴墨打印中噴嘴尺寸的分辨率。在ehd印刷中,油墨材料由電場(chǎng)驅(qū)動(dòng),電場(chǎng)使極化液體中的流動(dòng)離子聚集在表面。柱狀力使噴嘴端的彎月面變形為錐形(即泰勒錐)。在足夠大的電場(chǎng)下,錐頂點(diǎn)處的表面電荷排斥超過表面張力,并且液滴或流體射流被印刷到基板上。EHD印刷中,液滴/射流由錐形尖端處的電場(chǎng)形成,并且明顯小于噴嘴尺寸,這可以克服噴嘴尺寸的限制,從而實(shí)現(xiàn)更好的分辨率,用于生產(chǎn)微米和納米級(jí)特征。。根據(jù)不同的工藝配置,有不同的EHD印刷模式[21],包括廣泛引用的電噴霧和靜電紡絲,兩者都利用不穩(wěn)定的電流體動(dòng)力學(xué)行為。靜電紡絲和電噴霧的狀態(tài)受不同油墨性質(zhì)的影響。例如表面張力和粘度,以及工藝條件。通常,從瑞利不穩(wěn)定性來看,較大的表面張力傾向于將液體射流轉(zhuǎn)換成球形液滴以實(shí)現(xiàn)電子噴霧。另一方面,來自油墨粘度的粘彈性力有利于形成薄噴射以實(shí)現(xiàn)靜電紡絲。在電噴霧中,軸對(duì)稱的不穩(wěn)定性將射流分解成許多微小的液滴,而在靜電紡絲中,射流經(jīng)歷非軸對(duì)稱的不穩(wěn)定性以蒸發(fā)溶劑以形成固體纖維。這些不穩(wěn)定性對(duì)于基于電噴霧和靜電紡絲的應(yīng)用是必需的,但對(duì)于高精度特征和結(jié)構(gòu)的微/納米制造具有破壞性。在具有精確控制的墨水輸送的穩(wěn)定打印區(qū)域中工作對(duì)于使用EHD打印的精確制造是至關(guān)重要的。穩(wěn)定的噴射模式或脈動(dòng)打印模式(即微滴模式,單液滴印刷在基底上)通過印刷連續(xù)的細(xì)絲和/或分離的液滴為高精度制造微/納米級(jí)特征提供了很好的潛力,前提是細(xì)絲和液滴的形成和放置可以精確控制。目前,各種材料,如金屬材料、聚合物和生物醫(yī)學(xué)材料已成功應(yīng)用于ehd印刷的許多不同領(lǐng)域,并成功地實(shí)現(xiàn)了微米級(jí)到亞微米級(jí)的圖形分辨率。使用定制的噴嘴和墨水,ehd打印可以提供更高的打印分辨率高達(dá)數(shù)十納米,用于生物工程或電子應(yīng)用。


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