Электрописьмо и EHD-печать

TL-EHD

Электрогидродинамический микро-/нанопринтер

Печатайте микрометровые точки, линии и многослойные рисунки за счёт осаждения капель под действием электрического поля. Программируемые сигналы напряжения, согласованное движение и четыре камеры помогают разрабатывать и контролировать процесс.

1–45 μm
Размер точек и линий
0–2000 V
Выходное высокое напряжение
4
Независимые камеры

Фактический размер зависит от материала и процесса.

01

Платформа и процесс

Комплексное управление печатью и процессомУвеличить изображение ↗
Комплексное управление печатью и процессом

Комплексное управление печатью и процессом

Форма сигнала напряжения управляет выбросом и осаждением капель. Четыре камеры дополняют управление движением с обратной связью. Импорт рисунков, построение и параметрическое редактирование преобразуют геометрию в траекторию печати.

Печать каплями в ближнем полеУвеличить изображение ↗
Печать каплями в ближнем поле

Печать каплями в ближнем поле

Зазор между соплом и подложкой составляет от десятков до сотен микрометров. Электрическое поле выбрасывает отдельные капли в заданные позиции. Синхронизация движения и подачи капель обеспечивает перекрытие соседних отпечатков для получения линий и сложных рисунков.

Три процесса, разные структуры

Электроформование волоконУвеличить изображение ↗
Электроформование волокон

Электроформование волокон

Множество волокон образует мембрану. Типичный диаметр волокон составляет 100–1000 нм.

Электростатическая прямая укладкаУвеличить изображение ↗
Электростатическая прямая укладка

Электростатическая прямая укладка

Отдельные волокна из раствора или расплава укладываются послойно, формируя упорядоченные структуры.

Струйная EHD-печатьУвеличить изображение ↗
Струйная EHD-печать

Струйная EHD-печать

Капли образуют точки. При перекрытии отпечатков получаются линии и тонкие рисунки. На этом процессе специализируется TL-EHD.

Конструкция установкиУвеличить изображение ↗
Конструкция установки

Конструкция установки

Доступ с четырёх сторон упрощает загрузку образцов, обслуживание и модернизацию. Мраморное основание служит опорой прецизионной системе перемещения. Два больших дисплея показывают движение, изображения камер, формы сигналов и обратную связь. Габариты: 1613 × 908 × 724 мм. Масса: около 500 кг.

02

Движение и электрическое поле

Движение X–Y–Z–K с обратной связью

Линейные двигатели приводят оси X, Y и K, вращательный серводвигатель — ось Z. Управление с обратной связью согласует позиционирование и выполнение траекторий.

ОсьХодМаксимальная скоростьХарактеристика позиционирования
X>180 mm200 mm/sПовторяемость: ±1,5 мкм
Y>180 mm200 mm/sПовторяемость: ±1,5 мкм
Z>80 mm20 mm/sТочность позиционирования: 100 нм

100 нм и ±1,5 мкм относятся к позиционированию осей. Фактическая точность размещения при печати зависит от материала и процесса.

Регулируемое высокое напряжениеУвеличить изображение ↗
Регулируемое высокое напряжение

Регулируемое высокое напряжение

Цифровое управление программируемым выходом от 0 до 2000 В. Выходной ток плавно регулируется от 0 до 10 мА.

Программируемые формы напряжения

С ПК задаются частота, коэффициент заполнения, амплитуда и постоянное смещение. Доступны стандартные, составные и пользовательские формы сигнала. Интерфейс ПО — на китайском и английском языках.

Программируемые формы напряженияУвеличить изображение ↗
Программируемые формы напряжения
Программируемые формы напряженияУвеличить изображение ↗
Программируемые формы напряжения
Программируемые формы напряженияУвеличить изображение ↗
Программируемые формы напряжения
Программируемые формы напряженияУвеличить изображение ↗
Программируемые формы напряжения
Программируемые формы напряженияУвеличить изображение ↗
Программируемые формы напряжения
Программируемые формы напряженияУвеличить изображение ↗
Программируемые формы напряжения
Контроль цифровым осциллографомУвеличить изображение ↗
Контроль цифровым осциллографом

Контроль цифровым осциллографом

Двухканальный USB-осциллограф контролирует напряжение и импульсы при настройке процесса. Аналоговая полоса: 50 МГц. Частота дискретизации: до 200 Мвыб/с. Чувствительность: 10 мВ/дел.–2 В/дел. Входной диапазон: от −100 до +100 В (DC + AC).

03

Материалы и подача

Выбор материалов и чернил

Класс материалаТип чернил / примерыВозможные применения
Проводящие чернилаЧернила с наночастицами и ионами серебра, дисперсии PEDOT:PSSМикроэлектроды и проводящие дорожки
Растворы полимеровРастворы изолирующих или функциональных полимеровИзолирующие рисунки и функциональные микроструктуры
Дисперсии частицСтабильные дисперсии, например полупроводниковых наночастицФункциональные слои и микрорисунки
Фотоотверждаемые чернилаУФ-отверждаемые смолы или преполимеры, пригодные для струйной подачиЛокальное отверждение и изготовление микроструктур

Проверяйте каждую рецептуру с выбранным соплом, сигналом, настройками подачи и подложкой. Оценивайте вязкость, проводимость, поверхностное натяжение, стабильность дисперсии, оседание и засорение. Согласуйте смачивание, сушку и отверждение. Фотоотверждаемые чернила требуют совместимого источника света.

Микросопла и держателиУвеличить изображение ↗
Микросопла и держатели

Микросопла и держатели

Размеры сопел — от 1 до 100 мкм. Диаметр подбирается по вязкости чернил и требуемому рисунку. Меньшие отверстия обычно используют для менее вязких чернил. Специальные держатели соединяют сопла с системой подачи жидкости.

Две печатающие головки с ручным переключениемУвеличить изображение ↗
Две печатающие головки с ручным переключением

Две печатающие головки с ручным переключением

Два микросопла поддерживают одновременную или попеременную работу. Каждое имеет независимую регулировку X–Y–Z. Несколько ракурсов наблюдения помогают выполнять совмещение и контроль в процессе печати.

Прецизионная подача чернил шприцемУвеличить изображение ↗
Прецизионная подача чернил шприцем
Прецизионная подача чернил шприцемУвеличить изображение ↗
Прецизионная подача чернил шприцем

Прецизионная подача чернил шприцем

Расход: от 0,01 мкл/ч до 99,9 мл/ч. Вязкость жидкости: 300–5000 сП. Объёмы шприцев: 1, 10 и 20 мл. Иглы из нержавеющей стали с соединением Luer подбираются по диаметру под чернила.

Вакуумный столик и крепление подложкиУвеличить изображение ↗
Вакуумный столик и крепление подложки
Вакуумный столик и крепление подложкиУвеличить изображение ↗
Вакуумный столик и крепление подложки

Вакуумный столик и крепление подложки

Позолоченный многокольцевой вакуумный столик подходит для кремниевых пластин диаметром 1, 2, 3 и 4 дюйма. Предусмотрены регулировка уровня и электрическая изоляция для работы с высоким напряжением. Тихий двухканальный насос с регулируемым разрежением служит для крепления и смены образцов.

УФ-отверждение, 365 нмУвеличить изображение ↗
УФ-отверждение, 365 нм

УФ-отверждение, 365 нм

Отверждение управляется независимо или синхронно с печатью. Программируемая обработка следует по траектории последовательно либо одновременно с нанесением. Источник движется вместе с осью Z, его смещение относительно сопла регулируется точно. Можно сохранить и вызвать четыре боковые рабочие позиции.

04

Оптика и ПО

Четырёхканальная микроскопическая система

Микроскопия in situУвеличить изображение ↗
Микроскопия in situ

Микроскопия in situ

Исследует морфологию поверхности при большом увеличении без извлечения образца.

Визуализация капельУвеличить изображение ↗
Визуализация капель

Визуализация капель

Синхронно записывает динамику капель в виде изображений или видео.

Совмещение сопла и детали капель

Позиционирование камер и головокУвеличить изображение ↗
Позиционирование камер и головок

Позиционирование камер и головок

Для каждой задачи выбирается нужная камера. Положения камер и сопел регулируются независимо по X, Y и Z с обеспечением необходимого электрического зазора между оптикой и головкой.

ПО для печати по рисункуУвеличить изображение ↗
ПО для печати по рисунку

ПО для печати по рисунку

Редактируйте рисунки, просматривайте траектории и рабочее состояние без ручного написания G-кода. ПО генерирует и выполняет команды движения, отображая координаты X–Y–Z в реальном времени по сигналам обратной связи.

Синхронизация подачи капель по расстояниюУвеличить изображение ↗
Синхронизация подачи капель по расстоянию

Синхронизация подачи капель по расстоянию

Подача капель по пройденному расстоянию согласует их шаг со скоростью движения. Компенсация на углах помогает сохранять равномерную ширину линии при изменении скорости. Планирование включает скругление углов с учётом скорости и заходы на траекторию.

Импорт файлов и управление заданиямиУвеличить изображение ↗
Импорт файлов и управление заданиями

Импорт файлов и управление заданиями

Импорт рисунков, настройка параметров и выполнение движения объединены в одном рабочем процессе. Очереди заданий и резервные копии общих параметров позволяют повторно использовать настройки и восстанавливать их после случайных изменений.

Источник рисункаПоддерживаемые форматы
Чертежи CADDXF / DWG
Топология электрических схемGerber / NC Drill
Текстовые данныеTXT / CSV
Параметрическое построение и скриптыУвеличить изображение ↗
Параметрическое построение и скрипты
Параметрическое построение и скриптыУвеличить изображение ↗
Параметрическое построение и скрипты

Параметрическое построение и скрипты

Стройте точки, линии, окружности, дуги, эллипсы, прямоугольники и полилинии. Добавляйте китайский или английский текст, штрихкоды и QR-коды.

Восемь стратегий включают линейное, перекрёстное, змейковое и сэндвич-заполнение. Сетки, круговые массивы и стандартные рисунки поддерживают параметрическое редактирование с отображением траектории в реальном времени.

Скрипты поддерживают циклы, условия, переменные и тригонометрию, а также измерение размеров CAD- и 3D-геометрии.

05

Образцы и видео

Схема рисункаУвеличить изображение ↗
Схема рисунка
Микрофотографии образцаУвеличить изображение ↗
Микрофотографии образца

Рисунки встречно-штыревых электродов

Два набора электродных пальцев чередуются с зазорами между ними. Схема и микрофотографии показывают общую геометрию и локальные детали. Размеры определяются по масштабным линейкам на изображениях.

Сложный текст и двумерные микрорисункиУвеличить изображение ↗
Сложный текст и двумерные микрорисунки

Сложный текст и двумерные микрорисунки

Пример китайского стихотворения показывает преобразование плотного рисунка и сложных штрихов в исполняемые траектории. Микроскопическое наблюдение позволяет оценить общую форму, соединения линий и локальное осаждение.

Печать непрерывных линий

Наблюдайте непрерывность линий на змейковых участках и поворотах. Наложение траектории позволяет сравнить план с нанесёнными линиями.

Печать точечных рисунков

Графика преобразуется в массив отдельных капель. Синхронные изображения траектории и камеры показывают детали печати.

Миниатюрные карты и сложные контуры

Непрерывные траектории задают кривые и нерегулярные границы. Сравните фактическую печать на изображении камеры с запрограммированной траекторией.

06

Характеристики и применения

Основные характеристики TL-EHD

ПараметрЗначение
Размер точек и линий1–45 μm. Фактический размер зависит от материала и процесса.
Высокое напряжение / ток0–2000 V / 0–10 mA
Диаметр сопла1–100 μm
Расход жидкости0.01 μL/h–99.9 mL/h
Вязкость жидкости300–5000 cP
Объёмы шприцев1 / 10 / 20 mL
Диаметры кремниевых пластин1, 2, 3 и 4 дюйма
Длина волны УФ-отверждения365 nm
Габариты установки1613 × 908 × 724 mm
Приблизительная масса установки500 kg

100 нм и ±1,5 мкм относятся к позиционированию осей. Фактическая точность размещения при печати зависит от материала и процесса.

Применения микропечати

Для исследовательских задач процесс подбирается под материал и геометрию.

Печатная электроника

Гибкие схемы, тонкоплёночные транзисторы, сенсорные электроды, локальный ремонт схем и микро-/нанодозирование.

Дисплеи и микрооптика

Устройства отображения, цветопреобразующие слои с квантовыми точками, микролинзы и микрооптические структуры.

Датчики и энергетические устройства

Датчики давления и функциональные датчики, структурирование солнечных элементов и электроды микронакопителей энергии.

Биоматериалы и 3D-структуры

Исследования 3D-печати микро-/наноструктур, каркасов для тканевой инженерии и биоматериалов, включая печать клеток.

Встречно-штыревые и функциональные электроды

Тонкие электродные рисунки для сенсорных, акустических и электронных устройств.

Расскажите, что вы хотите изготовить.

Укажите материал, структуру и размеры образцов, чтобы обсудить подходящую платформу и комплектацию.

Обсудить задачу