【技术实现步骤摘要】
本公开涉及电流体喷印，尤其涉及一种基于热电耦合的电流体喷印方法及系统。
技术介绍
1、电流体喷印技术作为一种利用电场力驱动流体从喷印头中喷出的打印技术，具有喷印速度快、图像清晰度高等优点，从而广泛应用于商业印刷、电子制造等领域。但电流体喷印过程涉及到电场、流体流动、电荷传输等多个物理过程和相互作用，使得电流体喷印过程不易协同调控。
2、现有技术中，在电流体喷印过程中会考虑到电场和温度对电流体喷印过程的影响，且仅涉及恒定温度条件下的电流体喷印过程。但是在电流体喷印过程中温度往往会发生变化，温度变化不仅会影响打印材料的物理性质，且还会对电场产生影响，导致电流体喷印效果不够理想。
3、因此，有必要提供一种新的技术方案改善上述方案中存在的一个或者多个问题。
技术实现思路
1、本公开实施例的目的在于提供一种基于热电耦合的电流体喷印方法，提升电流体喷印的喷印质量。
2、根据本公开实施例的第一方面，提供一种基于热电耦合的电流体喷印方法，包括准备阶段、初始电场形成阶段和喷印阶段，
3、在所述准备阶段，控制打印材料的温度维持在设定温度范围；
4、在所述初始电场形成阶段，根据喷印要求和所述打印材料的物理参数，通过电极模块在喷印头与收集板之间形成初始电场；
5、在所述喷印阶段，控制所述喷印头的运动速度、温度和喷射量，并根据所述喷印要求和所述打印材料的温度实时调节所述喷印头与所述收集板之间的电场强度。
6、本公开的一示例性
7、本公开的一示例性实施例中，所述电极模块包括两个电极，两个所述电极分别设于所述喷印头和所述收集板上，所述调节所述喷印头与所述收集板之间的电场强度，包括以下步骤：
8、调节所述电极模块的两个电极之间的电压和/或距离。
9、本公开的一示例性实施例中，在所述喷印阶段，还包括对喷印参数进行优化，所述对喷印参数进行优化包括以下步骤：
10、利用参数优化模型计算喷印阶段的喷印参数；
11、根据所述喷印参数执行喷印过程；
12、监测所述喷印过程中的实时喷印参数，得到喷印参数偏差；
13、根据所述喷印参数偏差对喷印阶段的喷印参数进行实时调节；
14、其中，所述喷印参数包括电场强度、喷印头温度、打印材料从喷印头喷出时的初始速度。
15、本公开的一示例性实施例中，在所述初始电场形成阶段，所述初始电场的初始电压为：
16、
17、其中，vs表示初始电压，d表示喷印头与收集板之间的距离，l表示喷印头上喷嘴的长度，r表示喷印头上喷嘴的内径，γ表示打印材料的表面张力。
18、本公开的一示例性实施例中，所述打印材料的物理参数包括粘度、表面张力和电导率。
19、本公开的一示例性实施例中，在所述喷印阶段之后，还包括对喷印成形的样品进行后处理。
20、根据本公开实施例的第二方面，提供一种基于热电耦合的电流体喷印系统，包括：
21、喷印头，用于喷射打印材料；
22、收集板，用于收集所述喷印头喷出的打印材料；
23、电极模块，包括两个分别设置在所述喷印头和所述收集板上的电极，所述电极模块被配置为在所述喷印头与所述收集板之间形成电场；
24、热电耦合模块，所述热电耦合模块与所述喷印头和所述电极模块分别电连接，用于调控所述喷印头的温度和所述电极模块的温度。
25、本公开的一示例性实施例中，所述基于热电耦合的电流体喷印系统还包括控制模块，所述控制模块与所述热电耦合模块和所述电极模块分别电连接，被配置为控制所述热电耦合模块的输出功率和所述电极模块的电压。
26、本公开的一示例性实施例中，所述基于热电耦合的电流体喷印系统还包括材料供给模块和基材处理模块，所述材料供给模块用于存储打印材料并向所述喷印头输送打印材料，所述基材处理模块与所述控制模块电连接，用于对所述材料供给模块中的打印材料预热。
27、本公开提供的技术方案可以包括以下有益效果：
28、本公开的实施例中，通过在准备阶段将打印材料的温度控制在设定温度范围内，以在喷印前对打印材料的物理参数进行调控，在初始电场形成阶段根据喷印要求和打印材料的物理参数在喷印头和收集板之间布设合适的电场，在喷印阶段控制喷印头的运动速度、喷射量和温度有利于精准地将喷印头喷出的打印材料向收集板喷印，并且还根据喷印要求和打印材料的温度实时调节喷印头与收集板之间的电场强度，即在喷印过程中一方面通过控制喷印头的运动速度、温度和喷射量控制喷印精度，另一方面还对电场强度进行实时调节，且调节电场强度时还考虑了喷印要求和打印材料的物理性质，以确保打印材料在喷印头与收集板之间运动的稳定性，有利于进一步提升喷印质量。
29、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
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1.一种基于热电耦合的电流体喷印方法，其特征在于，包括准备阶段、初始电场形成阶段和喷印阶段，
2.根据权利要求1所述的基于热电耦合的电流体喷印方法，其特征在于，在所述初始电场形成阶段和所述喷印阶段，通过热电耦合模块控制电极模块的温度以优化所述喷印头与所述收集板之间的电场。
3.根据权利要求1所述的基于热电耦合的电流体喷印方法，其特征在于，所述电极模块包括两个电极，两个所述电极分别设于所述喷印头和所述收集板上，所述调节所述喷印头与所述收集板之间的电场强度，包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的基于热电耦合的电流体喷印方法，其特征在于，在所述喷印阶段，还包括对喷印参数进行优化，所述对喷印参数进行优化包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的基于热电耦合的电流体喷印方法，其特征在于，在所述初始电场形成阶段，所述初始电场的初始电压为：
6.根据权利要求1所述的基于热电耦合的电流体喷印方法，其特征在于，所述打印材料的物理参数包括粘度、表面张力和电导率。
7.根据权利要求1所述的基于热电耦合的电流体喷印方法，其特征在于，
8.一种基于热电耦合的电流体喷印系统，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的基于热电耦合的电流体喷印系统，其特征在于，所述基于热电耦合的电流体喷印系统还包括控制模块，所述控制模块与所述热电耦合模块和所述电极模块分别电连接，被配置为控制所述热电耦合模块的输出功率和所述电极模块的电压。
10.根据权利要求9所述的基于热电耦合的电流体喷印系统，其特征在于，所述基于热电耦合的电流体喷印系统还包括材料供给模块和基材处理模块，所述材料供给模块用于存储打印材料并向所述喷印头输送打印材料，所述基材处理模块与所述控制模块电连接，用于对所述材料供给模块中的打印材料预热。
...【技术特征摘要】
1.一种基于热电耦合的电流体喷印方法，其特征在于，包括准备阶段、初始电场形成阶段和喷印阶段，
2.根据权利要求1所述的基于热电耦合的电流体喷印方法，其特征在于，在所述初始电场形成阶段和所述喷印阶段，通过热电耦合模块控制电极模块的温度以优化所述喷印头与所述收集板之间的电场。
3.根据权利要求1所述的基于热电耦合的电流体喷印方法，其特征在于，所述电极模块包括两个电极，两个所述电极分别设于所述喷印头和所述收集板上，所述调节所述喷印头与所述收集板之间的电场强度，包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的基于热电耦合的电流体喷印方法，其特征在于，在所述喷印阶段，还包括对喷印参数进行优化，所述对喷印参数进行优化包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的基于热电耦合的电流体喷印方法，其特征在于，在所述初始电场形成阶段，所述初始电场的初始电压为：
6.根据权利要求1所述的基...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦司晨，刘怡，王倩，刘芝楠，赵蓓蓓，李子鑫，王笛，杨磊，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：
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