电流体动力高精度微纳尺度 3D 打印

发布时间：

2020-06-06

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电流体动力学（EHD）的电流体动力学打印技术是一种新型的微纳尺度打印方法，其属于纳米材料溶液打印，可以用来进行纳米溶液材料的打印，是目前增材制造研究中的重点发展领域之一。电流体动力学打印最重要的应用就是喷印高粘度的聚合物金属纳米溶液，聚合物金属纳米复合材料融合了纳米金属和聚合物的性能，赋予了聚合物材料各种物理化学性质如磁性、介电性、光电等，应用领域相当广泛，如可穿戴设备、柔性电子器件、生物医疗、微纳机电系统等。相比于其他微尺度打印技术，电流体动力学打印在打印成本和生产效率方面有着无可比拟的优势。在制造材料的选择和生产的周期上，电流体动力学打印克服了传统制造工艺（铸造、锻造等）在温度、模具加工、可成形性等方面的限制，可采用丰富的打印溶液进行打印，包括单一聚合物溶液、聚合物纳米金属复合溶液、聚合物金属氧化物溶液等等；在打印的分辨率方面，普通的喷墨打印技术最少可以打印 10mm 的尺寸，而电流体动力学的打印分辨率可以达到微米甚至纳米级别。

与一般打印技术相比电喷印有以下优点：

1.打印材料广泛。采用电压”拉”的形式，电喷印可以打印各种悬浊液、有机有机材料、绝缘非绝缘材料。

2.喷头不易堵塞。液滴表面电荷的流动带动射流形成，喷嘴中心只有向上回流所以不容易堵塞喷头。

3.高精度。喷嘴与基板距离小，受外界因素影响小，可控性好。

4.应用范围广。电喷印在柔性制造、生物打印、超材料等领域应用十分广泛。

利用电流体电流体动力高精度微纳尺度3D打印生物组织支架

组织工程支架是为细胞生长输送营养及排泄代谢产物的三维多孔结构,理想的组织工程支架必须具备可控的孔隙率,孔的大小和孔的分布,这决定着向支架内细胞供给氧气,养分的效果以及组织生长形状．单细胞培养板要求每个方格相互不干涉,细胞不会通过网格壁随意移动,从而达到单个细胞单独培养,以便观测每个细胞不同生长状况.采用电场驱动熔融喷射沉积技术,合理控制喷射出的高分辨率细丝分布,同时,协同控制针尖温度与打印基板温度,达到控制细丝固化速度, 以调控细丝下垂度,能够实现高质量微尺度网格三维结构可控打印．