電流體動(dòng)力學(xué)噴墨打?。‥HD printing）介紹

電動(dòng)流體動(dòng)力學(xué)（Electro-hydro Dynamics, 簡稱EHD）噴墨打印設(shè)備是一種不同于壓電陶瓷式打印機(jī)的一種高分辨率噴印設(shè)備。壓電式噴墨打印機(jī)經(jīng)歷了將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械外力的過程，而電動(dòng)流體動(dòng)力學(xué)噴墨直接將電場作用于工作介質(zhì)。當(dāng)針尖處電場集中后，其強(qiáng)度大大增大，可以噴出遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于針尖直徑的液滴。傳統(tǒng)的壓電陶瓷式噴墨打印在無法制備較高分辨率的圖案同時(shí)，還不得不面對咖啡環(huán)和針孔薄膜的問題，而電場打印就可以輕松應(yīng)對這些問題。

電動(dòng)流體動(dòng)力學(xué)噴墨打印的基本原理：利用外部施加的電場將液體油墨拉出，而不是將其從小尺寸的噴嘴中推出，這種打印方式所得圖案的分辨率高于1μm。當(dāng)在兩個(gè)電極之間施加高電壓時(shí)發(fā)生電暈放電，并且該過程導(dǎo)致與電極相同極性的離子向另一電極移動(dòng)，形成空間電荷，并在兩個(gè)電極之間產(chǎn)生流動(dòng)電流，離子間庫侖力引發(fā)電流體動(dòng)力流。當(dāng)打印系統(tǒng)的噴頭內(nèi)含有帶不同電荷的墨水時(shí)，在噴嘴和基板之間施加電壓，如圖1所示，陽（陰）粒子聚集至正（負(fù)）電極的噴嘴**（相對于接地基板），并形成圓錐形彎月面，稱為泰勒錐，當(dāng)電壓增加時(shí)，靜電應(yīng)力將克服表面張力和粘度，最終將液體從錐尖噴射到基板上。

▲ 圖1   電流體動(dòng)力學(xué)噴墨過程示意圖

在傳統(tǒng)的EHD打印中，隨著電壓的不斷升高，有十種經(jīng)典的噴射模式，可以簡單分為兩類。**類僅噴出不連續(xù)的墨水，即滴落、針形、和分散彎月面等模式；第二類是連續(xù)噴墨模式，即噴出的墨水相連、不間斷，呈錐射流、多股射流等。根據(jù)設(shè)備配置的不同可將電流體動(dòng)力學(xué)噴印設(shè)備有以下兩種：如下圖所示，左邊是傳統(tǒng)EHD噴墨設(shè)備，一般為實(shí)驗(yàn)室自搭建用；右邊為商業(yè)化的EHD打印機(jī)。

兩者區(qū)別主要有:

ａ．針頭構(gòu)造：傳統(tǒng)EHD直徑＞200μm；而Super fine inkjet打印機(jī)針管內(nèi)有一根金屬導(dǎo)線，且直徑＜４μm。

ｂ．傳統(tǒng)EHD需要外接供液泵，這種超細(xì)微電噴打印機(jī)不需要外接供液泵。

EHD噴墨打印適用的墨水：

（1）金屬墨水（如Ag, Au等，溶劑有正十四烷，三甘醇單乙醚等 ）；

（2）聚合物墨水：磷脂膜（溶劑含有甘油），聚電解質(zhì)大分子引發(fā)劑（溶劑為水和乙二醇的混合物）；

（3）打印用基板為多種基板，包括絕緣基板如玻璃，PET，相片紙等。

參考文獻(xiàn)：

[1] 穆蘭. 濕法制備高分辨率聚合物發(fā)光二極管顯示屏及相關(guān)研究[D]. 華南理工大學(xué)，2018. DOI：CNKI:CDMD:2.1018.873968

RUIDU EHD電流體動(dòng)力噴墨打印系統(tǒng)，是一款基于EHD電流體動(dòng)力學(xué)原理的高精度噴墨打印系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的噴墨打印技術(shù)相比，電流體動(dòng)力噴墨打印系統(tǒng)可以完成更高精度、更精圖案噴印，彌補(bǔ)了現(xiàn)有噴印技術(shù)的不足。在對噴印分辨率要求高的印刷電子、顯示器件、光學(xué)器件和微結(jié)構(gòu)打印等領(lǐng)域都可以發(fā)揮精準(zhǔn)、穩(wěn)定、高效的作用。