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.
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.
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.
Les fibres individuelles issues d’une solution ou d’un polymère fondu sont déposées directement, couche par couche, pour créer des structures ordonnées.
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.
Axe
Course
Vitesse maximale
Caractéristique de positionnement
X
>180 mm
200 mm/s
Répétabilité : ±1,5 μm
Y
>180 mm
200 mm/s
Répétabilité : ±1,5 μm
Z
>80 mm
20 mm/s
Précision 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.
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.
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 matériau
Type d’encre / exemples
Applications possibles
Encres conductrices
Encres à nanoparticules et ions d’argent, dispersions de PEDOT:PSS
Microélectrodes et pistes conductrices
Solutions polymères
Solutions de polymères isolants ou fonctionnels
Motifs isolants et microstructures fonctionnelles
Dispersions de particules
Dispersions stables, par exemple de nanoparticules semi-conductrices
Couches fonctionnelles et micromotifs
Encres photopolymérisables
Résines ou prépolymères UV adaptés à l’éjection
Polymérisation 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.
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 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Les graphiques sont convertis en réseaux de gouttes individuelles. Les vues synchronisées de la trajectoire et de la caméra montrent les détails d’impression.
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
Paramètre
Valeur
Taille des points et lignes
1–45 μm. La taille réelle dépend du matériau et du procédé.
Haute tension / courant
0–2000 V / 0–10 mA
Diamètre de buse
1–100 μm
Débit d’alimentation
0.01 μL/h–99.9 mL/h
Viscosité du fluide
300–5000 cP
Volumes de seringue
1 / 10 / 20 mL
Tailles des plaquettes de silicium
1, 2, 3 et 4 pouces
Longueur d’onde de polymérisation UV
365 nm
Dimensions du système
1613 × 908 × 724 mm
Masse approximative du système
500 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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