Électroécriture et impression EHD

TL-EHD

Imprimante électrohydrodynamique micro/nano

Imprimez des points, des lignes et des motifs multicouches à l’échelle micrométrique par dépôt de gouttelettes sous champ électrique. Les formes d’onde programmables, les mouvements coordonnés et quatre vues caméra facilitent le développement et le contrôle du procédé.

1–45 μm
Taille des points et lignes
0–2000 V
Sortie haute tension
4
Vues caméra indépendantes

La taille réelle dépend du matériau et du procédé.

01

Plateforme et procédé

Commande intégrée de l’impression et du procédéAgrandir l’image ↗
Commande intégrée de l’impression et du procédé

Commande intégrée de l’impression et du procédé

Les formes d’onde commandent l’éjection et le dépôt des gouttelettes. Quatre vues caméra complètent le mouvement en boucle fermée. L’importation, le dessin et l’édition paramétrique transforment la géométrie souhaitée en trajectoire d’impression.

Impression de gouttelettes en champ procheAgrandir l’image ↗
Impression de gouttelettes en champ proche

Impression de gouttelettes en champ proche

La pointe de la buse se trouve à quelques dizaines à quelques centaines de micromètres du substrat. Le champ électrique éjecte des gouttes à des positions définies. La synchronisation du déplacement et de l’éjection permet de superposer les dépôts voisins pour former des lignes et des motifs complexes.

Trois procédés, différentes structures

ÉlectrofilageAgrandir l’image ↗
Électrofilage

Électrofilage

De multiples fibres forment une membrane. Le diamètre typique des fibres est de 100–1000 nm.

Écriture directe électrostatiqueAgrandir l’image ↗
Écriture directe électrostatique

Écriture directe électrostatique

Les fibres individuelles issues d’une solution ou d’un polymère fondu sont déposées directement, couche par couche, pour créer des structures ordonnées.

Impression par jet EHDAgrandir l’image ↗
Impression par jet EHD

Impression par jet EHD

Les gouttes forment des points. La superposition des dépôts crée des lignes et des motifs fins. C’est le procédé privilégié du TL-EHD.

Architecture de la machineAgrandir l’image ↗
Architecture de la machine

Architecture de la machine

L’accès par les quatre côtés facilite le chargement, la maintenance et les évolutions. Un socle en marbre supporte le système de déplacement de précision. Deux grands écrans affichent les mouvements, les vues caméra, les formes d’onde et les signaux. Dimensions : 1613 × 908 × 724 mm. Masse approximative : 500 kg.

02

Mouvement et champ électrique

Mouvement X–Y–Z–K en boucle fermée

Des moteurs linéaires entraînent X, Y et K. Un servomoteur rotatif entraîne Z. La boucle fermée coordonne le positionnement et l’exécution des trajectoires.

AxeCourseVitesse maximaleCaractéristique de positionnement
X>180 mm200 mm/sRépétabilité : ±1,5 μm
Y>180 mm200 mm/sRépétabilité : ±1,5 μm
Z>80 mm20 mm/sPrécision de positionnement : 100 nm

100 nm et ±1,5 μm décrivent le positionnement des axes. La précision réelle de placement à l’impression dépend du matériau et du procédé.

Haute tension réglableAgrandir l’image ↗
Haute tension réglable

Haute tension réglable

Sortie programmable à commande numérique de 0 à 2000 V. Le courant de sortie est réglable en continu de 0 à 10 mA.

Formes d’onde programmables

Réglez depuis le PC la fréquence, le rapport cyclique, l’amplitude et le décalage continu. Des formes d’onde standard, composites et personnalisées sont disponibles, avec une interface en chinois et en anglais.

Formes d’onde programmablesAgrandir l’image ↗
Formes d’onde programmables
Formes d’onde programmablesAgrandir l’image ↗
Formes d’onde programmables
Formes d’onde programmablesAgrandir l’image ↗
Formes d’onde programmables
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Formes d’onde programmables
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Formes d’onde programmables
Formes d’onde programmablesAgrandir l’image ↗
Formes d’onde programmables
Suivi par oscilloscope numériqueAgrandir l’image ↗
Suivi par oscilloscope numérique

Suivi par oscilloscope numérique

Un oscilloscope USB à deux voies surveille la tension et les impulsions pendant le réglage. Bande passante analogique : 50 MHz. Échantillonnage : jusqu’à 200 Méch/s. Sensibilité : 10 mV/div–2 V/div. Plage d’entrée : −100 V à +100 V (CC + CA).

03

Matériaux et alimentation

Choix des matériaux et des encres

Classe de matériauType d’encre / exemplesApplications possibles
Encres conductricesEncres à nanoparticules et ions d’argent, dispersions de PEDOT:PSSMicroélectrodes et pistes conductrices
Solutions polymèresSolutions de polymères isolants ou fonctionnelsMotifs isolants et microstructures fonctionnelles
Dispersions de particulesDispersions stables, par exemple de nanoparticules semi-conductricesCouches fonctionnelles et micromotifs
Encres photopolymérisablesRésines ou prépolymères UV adaptés à l’éjectionPolymérisation localisée et fabrication de microstructures

Validez chaque formulation avec la buse, la forme d’onde, les réglages d’alimentation et le substrat. Évaluez viscosité, conductivité, tension superficielle, stabilité, sédimentation et colmatage. Adaptez mouillage, séchage et polymérisation. Les encres photopolymérisables nécessitent une source lumineuse compatible.

Microbuses et supportsAgrandir l’image ↗
Microbuses et supports

Microbuses et supports

Les tailles de buse vont de 1 à 100 μm. Choisissez l’alésage selon la viscosité et le motif souhaité. Les petits alésages s’emploient généralement avec des encres moins visqueuses. Des supports dédiés relient les buses au circuit d’alimentation.

Deux têtes avec commutation manuelleAgrandir l’image ↗
Deux têtes avec commutation manuelle

Deux têtes avec commutation manuelle

Deux microbuses permettent un fonctionnement simultané ou alterné. Chaque buse dispose d’un réglage X–Y–Z indépendant. Plusieurs vues facilitent l’alignement et l’inspection en cours de procédé.

Alimentation précise par seringueAgrandir l’image ↗
Alimentation précise par seringue
Alimentation précise par seringueAgrandir l’image ↗
Alimentation précise par seringue

Alimentation précise par seringue

Débit : 0,01 μL/h à 99,9 mL/h. Viscosité : 300–5000 cP. Seringues compatibles : 1, 10 et 20 mL. Aiguilles en acier inoxydable à raccord Luer, avec alésage adapté à l’encre.

Plateau à vide et fixation du substratAgrandir l’image ↗
Plateau à vide et fixation du substrat
Plateau à vide et fixation du substratAgrandir l’image ↗
Plateau à vide et fixation du substrat

Plateau à vide et fixation du substrat

Un plateau à vide doré à plusieurs anneaux accueille des plaquettes de silicium de 1, 2, 3 et 4 pouces. Il permet la mise à niveau et assure l’isolation électrique en haute tension. Une pompe silencieuse à deux voies fournit une aspiration réglable pour la fixation et le changement des échantillons.

Polymérisation UV à 365 nmAgrandir l’image ↗
Polymérisation UV à 365 nm

Polymérisation UV à 365 nm

Pilotez la polymérisation indépendamment ou en synchronisation avec l’impression. Elle suit la trajectoire de façon séquentielle ou synchrone. La source accompagne l’axe Z avec un réglage fin par rapport à la buse. Quatre positions latérales peuvent être mémorisées et rappelées.

04

Vision et logiciel

Imagerie microscopique à quatre voies

Mesure de l’écartementAgrandir l’image ↗
Mesure de l’écartement

Mesure de l’écartement

Observe et mesure l’écartement entre la buse et le substrat.

Microscopie in situAgrandir l’image ↗
Microscopie in situ

Microscopie in situ

Examine la morphologie de surface à fort grossissement sans retirer l’échantillon.

Imagerie des gouttelettesAgrandir l’image ↗
Imagerie des gouttelettes

Imagerie des gouttelettes

Enregistre la dynamique des gouttelettes de manière synchronisée, en images ou en vidéo.

Alignement et détails des gouttelettes

Positionnement des caméras et des têtesAgrandir l’image ↗
Positionnement des caméras et des têtes

Positionnement des caméras et des têtes

Sélectionnez la vue adaptée à chaque tâche. Les caméras et les buses se règlent indépendamment en X, Y et Z, avec un écartement électrique approprié entre l’optique et la tête.

Logiciel d’impression à partir de motifsAgrandir l’image ↗
Logiciel d’impression à partir de motifs

Logiciel d’impression à partir de motifs

Modifiez les motifs, visualisez les trajectoires et surveillez le fonctionnement sans rédiger manuellement de G-code. Le logiciel génère et exécute les commandes, avec affichage X–Y–Z en temps réel à partir du retour de position.

Synchronisation de l’éjection selon la distanceAgrandir l’image ↗
Synchronisation de l’éjection selon la distance

Synchronisation de l’éjection selon la distance

L’éjection déclenchée selon la distance adapte l’espacement des gouttes à la vitesse. La compensation dans les angles aide à maintenir la largeur de ligne lors des changements de vitesse. La planification comprend l’arrondi des angles selon la vitesse et les mouvements d’approche.

Importation et gestion des travauxAgrandir l’image ↗
Importation et gestion des travaux

Importation et gestion des travaux

Importez les motifs, réglez les paramètres et exécutez les mouvements dans un même flux de travail. Les files de travaux et les sauvegardes globales permettent la réutilisation et la restauration après une modification involontaire.

Source du motifFormats pris en charge
Dessins CAODXF / DWG
Implantations de circuitsGerber / NC Drill
Données textuellesTXT / CSV
Dessin paramétrique et scriptsAgrandir l’image ↗
Dessin paramétrique et scripts
Dessin paramétrique et scriptsAgrandir l’image ↗
Dessin paramétrique et scripts

Dessin paramétrique et scripts

Dessinez points, lignes, cercles, arcs, ellipses, rectangles et polylignes. Ajoutez du texte chinois ou anglais, des codes-barres et des codes QR.

Huit stratégies comprennent les remplissages par lignes, hachures croisées, serpentin et sandwich. Grilles, réseaux circulaires et motifs standard permettent une édition paramétrique avec affichage des trajectoires en temps réel.

Les scripts prennent en charge boucles, conditions, variables et trigonométrie, ainsi que la mesure de dimensions en CAO et en géométrie 3D.

05

Échantillons et vidéos

Schéma du motifAgrandir l’image ↗
Schéma du motif
Micrographies de l’échantillonAgrandir l’image ↗
Micrographies de l’échantillon

Motifs d’électrodes interdigitées

Deux ensembles de doigts d’électrodes s’entrelacent en laissant des espaces. Le schéma et les micrographies montrent la géométrie globale et les détails locaux. Reportez-vous aux barres d’échelle.

Textes complexes et micromotifs 2DAgrandir l’image ↗
Textes complexes et micromotifs 2D

Textes complexes et micromotifs 2D

L’exemple de poésie chinoise illustre la conversion de motifs denses et de traits complexes en trajectoires exécutables. L’examen microscopique révèle la forme globale, les connexions et les dépôts locaux.

Impression de lignes continues

Observez la continuité le long des serpentins et des virages. La superposition compare la trajectoire prévue aux lignes déposées.

Impression de motifs en points

Les graphiques sont convertis en réseaux de gouttes individuelles. Les vues synchronisées de la trajectoire et de la caméra montrent les détails d’impression.

Cartes miniatures et contours complexes

Des trajectoires continues définissent des courbes et des contours irréguliers. Comparez l’impression réelle observée par la caméra à la trajectoire programmée.

06

Caractéristiques et applications

Caractéristiques principales du TL-EHD

ParamètreValeur
Taille des points et lignes1–45 μm. La taille réelle dépend du matériau et du procédé.
Haute tension / courant0–2000 V / 0–10 mA
Diamètre de buse1–100 μm
Débit d’alimentation0.01 μL/h–99.9 mL/h
Viscosité du fluide300–5000 cP
Volumes de seringue1 / 10 / 20 mL
Tailles des plaquettes de silicium1, 2, 3 et 4 pouces
Longueur d’onde de polymérisation UV365 nm
Dimensions du système1613 × 908 × 724 mm
Masse approximative du système500 kg

100 nm et ±1,5 μm décrivent le positionnement des axes. La précision réelle de placement à l’impression dépend du matériau et du procédé.

Applications en microstructuration

Les applications de recherche nécessitent des procédés adaptés au matériau et à la géométrie.

Électronique imprimée

Circuits flexibles, transistors à couches minces, électrodes tactiles, réparation locale de circuits et micro/nanodépose.

Affichage et micro-optique

Dispositifs d’affichage, couches de conversion de couleur à points quantiques, microlentilles et structures micro-optiques.

Capteurs et dispositifs énergétiques

Capteurs de pression et fonctionnels, structuration de cellules solaires et électrodes pour le stockage d’énergie à l’échelle microscopique.

Biomatériaux et structures 3D

Recherche sur l’impression 3D de micro/nanostructures, les échafaudages d’ingénierie tissulaire et les biomatériaux, y compris l’impression cellulaire.

Électrodes interdigitées et fonctionnelles

Motifs fins d’électrodes pour les dispositifs de détection, acoustiques et électroniques.

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