[发明专利]一种电场-流场混合控制的电流体喷印方法及装置

权利要求书

1.一种电场-流场混合控制的电流体喷印方法，其特征在于，喷头出口管为毛细管，在毛细管下方设置具有倒角的流体出口，倒角位于毛细管所在侧；毛细管周围的流体在流体出口的倒角作用下，在喷头的下方形成聚焦式的稳定的流体流场；接地电极置于流体出口下方，且接地电极上设有与流体出口同轴布置的通孔；在喷头和接地电极之间施加高压静电场，在高压静电场和流体流场的共同作用下，毛细管内流出的电流体形成泰勒锥；高压静电场和流体流场从泰勒锥尖端拉出射流，射流穿过流体出口和通孔进行打印。

2.如权利要求1所述的一种电场-流场混合控制的电流体喷印方法，其特征在于，流体出口的倒角角度、毛细管管口外部倒角角度取值范围均为[0°,90°)，毛细管管口到流体出口的距离为[200μm,10cm]；通过改变流体出口的倒角角度、毛细管管口外部倒角角度以及毛细管管口到流体出口的距离中的至少一个，以形成不同流场形式的聚焦流场，从而调节射流的流速和分散度。

3.如权利要求2所述的一种电场-流场混合控制的电流体喷印方法，其特征在于，流体出口的倒角角度、毛细管管口外部倒角角度取值范围均为[20°,60°]。

4.如权利要求1所述的一种电场-流场混合控制的电流体喷印方法，其特征在于，通过改变流体出口的前后压力差调节气流流场速度，从而调节射流的流速和分散度。

5.如权利要求1所述的一种电场-流场混合控制的电流体喷印方法，其特征在于，通过在流体出口上端、下端以及收集基板上设置一个或多个电极，在不同的电极上施加不同的电压，并控制不同电极之间的距离，调节喷头处的电场分布，从而调节射流。

6.一种电场-流场混合控制的电流体喷印装置，其特征在于，包括：基座、罩体、喷头和接地电极环；

基座与罩体密封连接，基座与罩体共同围成空心的内腔体；基座侧面设有供流体流入内腔体的流体入口，罩体中心设有流体出口，流体出口上部倒角；

喷头密封安装于在基座上部，且与高压电源相连；喷头前端的毛细管伸入内腔体，毛细管下端位于流体出口的正上方，且与流体出口同轴布置；流体出口直径设置为毛细管管口内径的50％～150％范围内；

接地电极环设于罩体下部，且与流体出口同轴布置。

7.如权利要求6所述的一种电场-流场混合控制的电流体喷印装置，其特征在于，罩体与基座通过螺纹连接，用于通过旋转罩体调节流体出口与毛细管管口的相对距离；流体出口与毛细管管口的相对距离范围为[200μm,10cm]。

8.如权利要求6或7所述的一种电场-流场混合控制的电流体喷印装置，其特征在于，毛细管管口外部设有倒角，流体出口的倒角角度、毛细管管口外部倒角角度取值范围均为[0°,90°)。

9.如权利要求6所述的一种电场-流场混合控制的电流体喷印装置，其特征在于，流体出口正下方设有收集基板；在流体出口上端、下端以及收集基板三个位置中的至少一处设置电极，并在不同的电极上施加不同的电压；其中，位于流体出口上端和/或下端的电极均开设有与流体出口同轴的通孔。

10.如权利要求9所述的一种电场-流场混合控制的电流体喷印装置，其特征在于，罩体在流体出口处的厚度与流体出口直径尺寸在同一数量级变化，用于调节流体出口上端和下端两个电极的间距。