一种曲面静电打印系统及打印方法技术方案

技术编号：43478588 阅读：2 留言：0更新日期：2024-11-29 16:52

本发明专利技术涉及一种曲面静电打印系统及打印方法，包括静电打印模块，静电打印模块包括，第一安装板；针头，其连接在第一安装板上且针头施加电极正极，电极正极用于使得针头喷射的墨滴带有正电荷；电极板，其连接在第一安装板上且电极板施加电极负极，针头和电极板相对固定设置且两者之间形成静电场，电极板设有通孔，针头位于电极板的一侧且针头与通孔同轴设置，针头设置为能够靠近并穿过通孔或者远离电极板，在静电场的作用下针头喷射带有正电荷的墨滴穿过通孔；基材固定板，用于固定打印基材，墨滴穿过通孔并附着在打印基材的表面；本发明专利技术有效、精准地调节墨滴喷射的速度和方向，实现墨滴均匀出墨，确保墨滴在打印基材曲面边缘有效成型。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及静电打印，尤其是指一种曲面静电打印系统及打印方法。

技术介绍

1、静电打印是通过施加高压电场来驱动带电液滴形成泰勒锥，在圆锥状末端的液滴所受电场力大于其表面张力，进而喷射出极细的纤维丝或微滴附着在基材表面形成打印图案，而五轴打印技术是数字印刷技术的一种重要方法，相比于传统的印刷技术，五轴打印技术在曲面打印、异性结构表面打印等方面具有显著优势。

2、市面很多类型的静电打印机更多的是针对平面物体的打印设备，只是单一对纸张或者画布等平面基材进行打印，对于打印高分辨率图案只能通过多次扫描的方式进行，但是多次打印会严重影响成膜的均匀性。由于静电打印对电场分布比较严格，要求喷头与打印基底的距离相对固定，一般打印机都是预设的单波形，墨滴速度较低，在曲面打印时，因为曲面边缘距离喷头距离太远，导致边缘不容易成型，综上，所述市面上传统打印机难以满足曲面打印的需求。

技术实现思路

1、为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中喷头出墨不均匀，导致曲面边缘打印不易成型的问题，进而提供一种曲面静电打印系统及打印方法，有效、精准地调节墨滴喷射的速度和方向，实现墨滴均匀出墨，确保墨滴在打印基材曲面边缘有效成型。

2、为决上述技术问题，本专利技术提供了一种曲面静电打印系统，其包括静电打印模块，所述静电打印模块包括，

3、第一安装板；

4、针头，其连接在所述第一安装板上且所述针头施加电极正极，所述电极正极用于使得所述针头喷射的墨滴带有正电荷；</p>

5、电极板，其连接在所述第一安装板上且所述电极板施加电极负极，所述针头和所述电极板相对固定设置且两者之间形成静电场，所述电极板设有通孔，所述针头位于所述电极板的一侧且所述针头与所述通孔同轴设置，所述针头设置为能够靠近并穿过所述通孔或者远离所述电极板，在所述静电场的作用下所述针头喷射带有正电荷的墨滴穿过所述通孔；

6、基材固定板，其设置在所述电极板相对于所述针头的一侧，所述基材固定板用于固定打印基材，所述墨滴穿过所述通孔并附着在所述打印基材的表面。

7、在本专利技术的一个实施例中，还包括五轴运动模块，所述五轴运动模块与所述静电打印模块电性连接，所述五轴运动模块包括x轴直线电机模组、y轴直线电机模组以及z轴直线电机模组，所述x轴直线电机模组驱动所述z轴直线电机模组沿x轴方向移动，所述z轴直线电机模组驱动所述第一安装板沿z轴方向移动，所述y轴直线电机模组驱动所述基材固定板沿y轴方向移动。

8、在本专利技术的一个实施例中，所述五轴运动模块还包括第二安装板、设置在所述第二安装板上的第一直接驱动电机和第二直接驱动电机，所述第二安装板设置在所述y轴直线电机模组的输出端上，所述基材固定板设置在所述第二直接驱动电机的输出端上，所述第一直接驱动电机驱动所述第二直接驱动电机转动，所述第二直接驱动电机驱动所述基材固定板转动，其中，所述第一直接驱动电机的转动轴和所述第二直接驱动电机的转动轴垂直。

9、在本专利技术的一个实施例中，所述第一直接驱动电机的转动轴与所述y轴方向垂直。

10、在本专利技术的一个实施例中，所述第一直接驱动电机的转动轴与所述x轴方向平行。

11、在本专利技术的一个实施例中，还包括连接在所述第一安装块上的ccd定位模块，所述ccd定位模块和所述静电打印模块电性连接，所述ccd定位模块包括视觉相机，所述视觉相机用于获取所述打印基材的坐标以生成所述针头的打印轨迹

12、在本专利技术的一个实施例中，所述基材固定板表面均布多个真空吸嘴，所述真空吸嘴用于吸附所述打印基材。

13、在本专利技术的一个实施例中，所述静电打印模块还包括设置在所述第一安装板上的电机、滑轨以及滑动连接所述滑轨的滑块，所述针头连接在所述滑块上，所述电机的输出端通过丝杆连接所述滑块，所述电机驱动所述滑块靠近或者远离所述电极板以调节所述电极板和所述针头的间距。

14、在本专利技术的一个实施例中，打印时，所述打印基材表面的轴向位置与所述电极板之间的距离相对固定设置。

15、在本专利技术的一个实施例中，所述ccd定位模块设置在所述静电打印模块的侧方。

16、为解决上述问题，本专利技术还提供一种打印方法，其应用所述曲面静电打印系统，包括如下步骤：

17、s1：通过软件勾选相机模式，将所述打印基材固定在所述基材固定板上，点击吸附按钮，所述打印基材被所述真空吸嘴吸附固定；

18、s2：通过所述y轴直线电机模组、第一直接驱动电机和所述第二直接驱动电机调整所述打印基材的位置、角度，使得所述视觉相机能够拍到打印基材，再通过所述x轴直线电机模组驱动所述视觉相机移动至所述打印基材上方，所述z轴直线电机模组驱动所述视觉相机下降，直至镜头达到清晰高度；

19、s3：所述五轴运动模块联动，通过视觉相机示教出所需要的打印轨迹；

20、s4：所述视觉相机示教完所述打印轨迹后，软件勾选针头模式后，点选所述视觉相机示教出来的点位，所述针头沿着所述打印轨迹移动，确认是否存在干涉，若存在干涉，调整所述针头的高度以消除干涉，所述针头返回初始位置；

21、s5：点击打印按钮，所述五轴运动模块驱动所述针头从所述初始位置沿着所述打印轨迹移动，所述针头将墨滴喷在所述打印基材表面形成打印图案，完成打印。

22、本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

23、本专利技术所述的曲面静电打印系统，通过在针头上施加电极正极，在电极板上设置电极负极，使得针头与电极板之间形成空间电场均匀分布的静电场，用于使得喷头喷出泰勒锥的墨滴，电极板上设有通孔供墨滴穿过，打印过程中，针头与电极板间距相对固定，确保打印过程中静电场的稳定性，确保针头均匀出墨；针头正对电极板的通孔设置，确保墨滴精准穿过通孔附着在打印基材上形成图案；通过上下移动针头以改变针头与电极板之间的间距，从而更加精准改变静电场的强度和分布，进而更加精准改变墨滴喷射的速度和方向，最终提高针头出墨均匀性，改善墨滴在打印基材曲面边缘难以有效成型的问题。

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【技术保护点】

1.一种曲面静电打印系统，其包括静电打印模块，其特征在于，所述静电打印模块包括，

2.根据权利要求1所述的一种曲面静电打印系统，其特征在于，还包括五轴运动模块，所述五轴运动模块与所述静电打印模块电性连接，所述五轴运动模块包括X轴直线电机模组、Y轴直线电机模组以及Z轴直线电机模组，所述X轴直线电机模组驱动所述Z轴直线电机模组沿X轴方向移动，所述Z轴直线电机模组驱动所述第一安装板沿Z轴方向移动，所述Y轴直线电机模组驱动所述基材固定板沿Y轴方向移动。

3.根据权利要求2所述的一种曲面静电打印系统，其特征在于，所述五轴运动模块还包括第二安装板、设置在所述第二安装板上的第一直接驱动电机和第二直接驱动电机，所述第二安装板设置在所述Y轴直线电机模组的输出端上，所述基材固定板设置在所述第二直接驱动电机的输出端上，所述第一直接驱动电机驱动所述第二直接驱动电机转动，所述第二直接驱动电机驱动所述基材固定板转动，其中，所述第一直接驱动电机的转动轴和所述第二直接驱动电机的转动轴垂直。

4.根据权利要求3所述的一种曲面静电打印系统，其特征在于，所述第一直接驱动电机的转动轴与所述Y轴方向垂直。

5.根据权利要求3所述的一种曲面静电打印系统，其特征在于，所述第一直接驱动电机的转动轴与所述X轴方向平行。

6.根据权利要求1所述的一种曲面静电打印系统，其特征在于，还包括连接在所述第一安装块上的CCD定位模块，所述CCD定位模块和所述静电打印模块电性连接，所述CCD定位模块包括视觉相机，所述视觉相机用于获取所述打印基材的坐标以生成所述针头的打印轨迹。

7.根据权利要求1所述的一种曲面静电打印系统，其特征在于，所述基材固定板表面均布多个真空吸嘴，所述真空吸嘴用于吸附所述打印基材。

8.根据权利要求1所述的一种曲面静电打印系统，其特征在于，所述静电打印模块还包括设置在所述第一安装板上的电机、滑轨以及滑动连接所述滑轨的滑块，所述针头连接在所述滑块上，所述电机的输出端通过丝杆连接所述滑块，所述电机驱动所述滑块靠近或者远离所述电极板以调节所述电极板和所述针头的间距。

9.根据权利要求1所述的一种曲面静电打印系统，其特征在于，打印时，所述打印基材表面的轴向位置与所述电极板之间的距离相对固定设置。

10.一种打印方法，其应用如权利要求1至9任意一项所述曲面静电打印系统，其特征在于，包括如下步骤：

...

【技术特征摘要】

1.一种曲面静电打印系统，其包括静电打印模块，其特征在于，所述静电打印模块包括，

2.根据权利要求1所述的一种曲面静电打印系统，其特征在于，还包括五轴运动模块，所述五轴运动模块与所述静电打印模块电性连接，所述五轴运动模块包括x轴直线电机模组、y轴直线电机模组以及z轴直线电机模组，所述x轴直线电机模组驱动所述z轴直线电机模组沿x轴方向移动，所述z轴直线电机模组驱动所述第一安装板沿z轴方向移动，所述y轴直线电机模组驱动所述基材固定板沿y轴方向移动。

3.根据权利要求2所述的一种曲面静电打印系统，其特征在于，所述五轴运动模块还包括第二安装板、设置在所述第二安装板上的第一直接驱动电机和第二直接驱动电机，所述第二安装板设置在所述y轴直线电机模组的输出端上，所述基材固定板设置在所述第二直接驱动电机的输出端上，所述第一直接驱动电机驱动所述第二直接驱动电机转动，所述第二直接驱动电机驱动所述基材固定板转动，其中，所述第一直接驱动电机的转动轴和所述第二直接驱动电机的转动轴垂直。

4.根据权利要求3所述的一种曲面静电打印系统，其特征在于，所述第一直接驱动电机的转动轴与所述y轴方向垂直。

5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，刘和，胡颢之，朱进磊，周泽，侯亚楠，
申请(专利权)人：微墨智能科技南通有限公司，
类型：发明
国别省市：

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