Imprima pontos, linhas e padrões multicamada em microescala por meio da deposição de gotículas impulsionada pelo campo elétrico. Formas de onda de tensão programáveis, movimento coordenado e quatro visões de câmera auxiliam no desenvolvimento e na inspeção do processo.
As formas de onda de tensão controlam a ejeção e a deposição de gotículas. Quatro ângulos de visão de câmera funcionam em conjunto com o controle de movimento em malha fechada, enquanto a importação de padrões, o desenho e a edição paramétrica transformam a geometria pretendida em um caminho de impressão.
A ponta do bocal opera a dezenas a centenas de micrômetros acima do substrato. O campo elétrico ejet gotículas discretas sobre posições definidas. O movimento sincronizado e a ejeção sobrepõem depósitos adjacentes para formar linhas e padrões complexos.
O acesso por todos os quatro lados facilita a carga de amostras, a manutenção e as atualizações. Uma base de mármore suporta o sistema de movimento de precisão. Dois displays de grande formato exibem o movimento, as imagens da câmera, as formas de onda e o feedback do sinal. Dimensões do sistema: 1613 × 908 × 724 mm. Peso aproximado: 500 kg.
02
Movimento e campo elétrico
Movimento em malha fechada X–Y–Z–K
Motores lineares acionam X, Y e K. Um servomotor rotativo aciona Z. O controle em malha fechada coordena o posicionamento e a execução do trajeto.
Eixo
Deslocamento
Velocidade máxima
Especificação de posicionamento
X
>180 mm
200 mm/s
Reprodutibilidade: ±1.5 μm
Y
>180 mm
200 mm/s
Reprodutibilidade: ±1.5 μm
Z
>80 mm
20 mm/s
Precisão de posicionamento: 100 nm
100 nm e ±1.5 μm são especificações de posicionamento dos estágios. A precisão real de posicionamento da impressão depende do material e do processo.
Saída digitalmente controlada e programável de 0 para 2000 V. A corrente de saída é continuamente ajustável de 0 a 10 mA.
Formas de onda de tensão programáveis
Defina a frequência, o ciclo de trabalho, a amplitude e o desvio DC a partir do PC. Estão disponíveis formas de onda padrão, compostas e personalizadas, com interfaces de software em chinês e inglês.
Um osciloscópio USB de dois canais monitora a tensão e os pulsos durante o ajuste do processo. Largura de banda analógica: 50 MHz. Taxa de amostragem: até 200 MSa/s. Sensibilidade: 10 mV/div–2 V/div. Faixa de entrada: de −100 V a +100 V (CC + CA).
03
Materiais e entrega
Seleção de materiais e tintas
Classe de material
Tipo de tinta / exemplos
Aplicações potenciais
Tintas condutoras
Tintas de nanopartículas de prata e de íons de prata, dispersões de PEDOT:PSS
Microeletrodos e trilhas condutoras
Soluções poliméricas
Soluções de polímeros isolantes ou funcionais
Padrões isolantes e microestruturas funcionais
Dispersões de partículas
Dispersões estáveis, como nanopartículas semicondutoras
Camadas funcionais e padrões em microescala
Tintas fotopolimerizáveis
Resinas ou pré-polímeros fotopolimerizáveis em UV, aplicáveis por jato
Cura localizada e fabricação de microestruturas
Valide cada formulação com o bocal, a forma de onda, as configurações de alimentação e o substrato. Avalie a viscosidade, a condutividade e a tensão superficial, a estabilidade da dispersão, a sedimentação e a obstrução. Corresponda às condições de molhagem, secagem e cura do substrato. Tintas fotocuráveis exigem uma fonte de luz compatível.
Os tamanhos dos bicos variam de 1 a 100 μm. Selecione o diâmetro interno de acordo com a viscosidade da tinta e o padrão desejado. Bocais menores são geralmente utilizados com tintas de menor viscosidade. Suportes dedicados conectam os bocais ao sistema de entrega de fluido.
Ampliar imagem ↗Cabeçotes de impressão duplos com comutação manual
Cabeçotes de impressão duplos com comutação manual
Dois bicos em microescala suportam operação simultânea ou alternada. Cada bico possui ajuste independente em X–Y–Z. Múltiplas visões de observação auxiliam no alinhamento e na inspeção durante o processo.
Ampliar imagem ↗Alimentação de tinta baseada em seringa de precisãoAmpliar imagem ↗Alimentação de tinta baseada em seringa de precisão
Alimentação de tinta baseada em seringa de precisão
Taxa de fluxo: de 0.01 μL/h a 99.9 mL/h. Viscosidade do fluido: 300–5000 cP. Volumes de seringa compatíveis: 1, 10 e 20 mL. Agulhas de aço inoxidável com ponta Luer utilizam orifícios selecionados para se adequarem à tinta.
O mandril de vácuo multianel com revestimento a ouro suporta wafers de silício de 1, 2, 3 e 4 polegadas. Ele permite o ajuste de nível e fornece isolamento elétrico para operação em alta tensão. Uma bomba de vácuo silenciosa de canal duplo oferece sucção ajustável para fixação e troca de amostras.
Controle a cura de forma independente ou em sincronia com a impressão. A cura programável segue a trajetória sequencial ou sincronizadamente. A fonte se move com o eixo Z, com ajuste fino em relação ao bocal. Quatro posições operacionais laterais podem ser armazenadas e recuperadas.
Ampliar imagem ↗Posicionamento da câmera e da cabeça de impressão
Posicionamento da câmera e da cabeça de impressão
Selecione a visão de câmera necessária para cada tarefa. As posições da câmera e do bico podem ser ajustadas independentemente nos eixos X, Y e Z, com a folga elétrica adequada entre a óptica e a cabeça de impressão.
Edite padrões, visualize trajetórias de ferramenta e monitore o status operacional sem escrever manualmente código G. O software gera e executa comandos de movimento, com exibição em tempo real da posição X–Y–Z por meio de feedback de malha fechada.
As coordenadas de ejeção acionadas pela distância sincronizam o espaçamento das gotículas com a velocidade do movimento. A compensação de cantos ajuda a manter a uniformidade da largura da linha conforme a velocidade varia. O planejamento do trajeto inclui arredondamento de cantos baseado na velocidade e movimentos de aproximação.
Ampliar imagem ↗Importação de arquivos e gerenciamento de trabalhos
Importação de arquivos e gerenciamento de trabalhos
Importe padrões, defina os parâmetros do processo e execute o movimento em um único fluxo de trabalho. Filas de trabalho e backups de parâmetros globais permitem reutilização e recuperação após alterações não intencionais.
Desenhe pontos, linhas, círculos, arcos, elipses, retângulos e polilinhas. Adicione texto em chinês ou inglês, códigos de barras e códigos QR.
As oito estratégias de preenchimento incluem preenchimento em linha, em hachura, em serpentina e sanduíche. Grades, arranjos circulares e padrões padrão suportam edição paramétrica com exibição em tempo real da trajetória da ferramenta.
A programação suporta laços, lógica condicional, variáveis e trigonometria, além da medição de dimensões para geometria CAD e 3D.
Dois conjuntos intercalados de dedos de eletrodo são separados por espaçamentos. O esquema e as micrografias mostram a geometria geral e os detalhes locais. Consulte as barras de escala nas imagens.
O exemplo de poesia chinesa demonstra a conversão de padrões densos e traços complexos em trajetórias de ferramenta executáveis. A inspeção microscópica revela a forma geral, as conexões entre as linhas e a deposição local.
Observe a continuidade das linhas ao longo de trajetórias em serpentina e curvas. A sobreposição do caminho da ferramenta compara a trajetória planejada com as linhas depositadas.
Os gráficos são convertidos em matrizes de gotículas discretas. As visualizações sincronizadas do trajeto e da câmera mostram os detalhes da impressão.