简述(EHD)电流体动力喷墨打印技术

电流体动力学(EHD)印刷是一种高分辨率印刷方法,有效地克服了限制喷墨打印中喷嘴尺寸的分辨率。在ehd印刷中,油墨材料由电场驱动,电场使极化液体中的流动离子聚集在表面。柱状力使喷嘴端的弯月面变形为锥形(即泰勒锥)。在足够大的电场下,锥顶点处的表面电荷排斥超过表面张力,并且液滴或流体射流被印刷到基板上EHD印刷中,液滴/射流由锥形尖端处的电场形成,并且明显小于喷嘴尺寸,这可以克服喷嘴尺寸的限制,从而实现更好的分辨率,用于生产微米和纳米级特征。。根据不同的工艺配置,有不同的EHD印刷模式[21],包括广泛引用的电喷雾和静电纺丝,两者都利用不稳定的电流体动力学行为。静电纺丝和电喷雾的状态受不同油墨性质的影响。例如表面张力和粘度,以及工艺条件。通常,从瑞利不稳定性来看,较大的表面张力倾向于将液体射流转换成球形液滴以实现电子喷雾。另一方面,来自油墨粘度的粘弹性力有利于形成薄喷射以实现静电纺丝。在电喷雾中,轴对称的不稳定性将射流分解成许多微小的液滴,而在静电纺丝中,射流经历非轴对称的不稳定性以蒸发溶剂以形成固体纤维。这些不稳定性对于基于电喷雾和静电纺丝的应用是必需的,但对于高精度特征和结构的微/纳米制造具有破坏性。在具有精确控制的墨水输送的稳定打印区域中工作对于使用EHD打印的精确制造是至关重要的。稳定的喷射模式或脉动打印模式(即微滴模式,单液滴印刷在基底上)通过印刷连续的细丝和/或分离的液滴为高精度制造微/纳米级特征提供了很好的潜力,前提是细丝和液滴的形成和放置可以精确控制。目前,各种材料,如金属材料、聚合物和生物医学材料已成功应用于ehd印刷的许多不同领域,并成功地实现了微米级到亚微米级的图形分辨率。使用定制的喷嘴和墨水,ehd打印可以提供更高的打印分辨率高达数十纳米,用于生物工程或电子应用。


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