[发明专利]一种静电喷射磁场辅助光固化方法及装置

说明书

本发明公开了一种静电喷射磁场辅助光固化方法及装置，包含支架单元、磁场辅助单元、静电喷射单元；支架单元上方装配有静电喷射单元包含高压静电发生器，注射泵，喷头，环形紫外光固化灯等，下方的磁场辅助单元包含励磁线圈和励磁电源等配合作用，制备好的静电光固化混合液通过注射泵定量输送到静电喷头部分，通过高压静电发生器向静电喷针和同心环形电极施加电压，使静电光固化混合液发生雾化，在磁场辅助作用下喷射覆盖到微结构工件上，并在环形紫外光固化灯的照射下固化成型，克服静电喷射光固化过程中的法拉第笼效应，并且使光固化层材料均匀，喷射效率提高，此外平台的适用性广，搭建简单，操作方便。

技术领域

本发明涉及静电喷射技术领域，尤其涉及一种静电喷射磁场辅助光固化方法及装置。

背景技术

静电喷射是将充满电荷的溶液在静电场中喷射时，当静电斥力大于流体表面张力，静电溶液分散成微米级甚至纳米级的荷电雾滴。目前技术条件下，静电喷射技术已应用到医药、农业、燃料雾化、微型封装等领域。

目前静电喷射光固化微结构的过程中，因为存在法拉第笼效应，静电喷射的微滴沉积困难，喷射的材料容易附着在凹槽测面，而凹槽内部沉积量少。专利CN101429681A利用磁场辅助的方式对聚合物熔体进行静电纺丝，但仍未解决材料的沉积区域问题，磁场的布置较复杂。专利CN103567125A在静电力和压缩空气压力的双重作用下处理轻质合金表面，虽然提高了材料利用率但工艺十分复杂，固化温度高。专利CN103483895A通过在常规涂料中加入有机胺盐类共聚化合物和气相金属氧化物制造了一种可提高死角上粉率的涂料，但是此方法只适用于金属工件表面，而且常规涂料喷射时的法拉第笼效应没有解决。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明公开了一种静电喷射磁场辅助光固化方法及装置，本发明利用磁吸力吸引静电喷射的荷电雾滴来克服法拉第笼效应导致的微结构凹槽沉积量少的问题。设计磁场辅助静电喷射装置，改变励磁线圈电流的大小及调节微结构工件位置而改变磁吸力F，在克服法拉第笼效应的同时更加均匀地沉积材料。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种静电喷射磁场辅助光固化装置，其特征在于，包括支架单元，支架单元上安装有静电喷射单元，配合静电喷射单元安装有磁场辅助单元；

所述支架单元包括导柱；导柱底部连接有底座，顶部连接有顶板；导柱中部滑动连接有载物台，载物台连接有支架升降电机；

所述静电喷射单元包括固定在顶板上的静电喷头，静电喷头通过输液管连通有混合液存储罐，混合液存储罐连通有注射泵；配合静电喷头安装有同心环形电极，静电喷嘴通过静电电极线II连接高压静电发生器的负极，同心环形电极通过静电电极线I连接高压静电发生器的接地端；同心环形电极与载物台之间安装有环形紫外光固化灯；环形紫外光固化灯连接有固化灯左右移动装置，固化灯左右移动装置通过固化灯升降装置连接顶板；

所述磁场辅助单元包括处于载物台下方的励磁线圈，励磁线圈连接有励磁电源；励磁线圈安装在励磁线圈支撑台上；励磁线圈支撑台连接有励磁工作台升降电机。

进一步的改进，所述固化灯左右移动装置和固化灯升降装置均为伸缩电机控制。

进一步的改进，所述支架升降电机、固化灯左右移动装置、固化灯升降装置、励磁工作台升降电机外均安装有电磁屏蔽罩；电磁屏蔽罩采用软铁、硅钢和坡莫合金等的铁磁材料中的任意一种制成。

进一步的改进，所述同心环形电极安装在同心环形电极架上；同心环形电极架包括内支架和外套架，外套架上螺纹连接有调节螺栓。

进一步的改进，所述混合液存储罐中存储有静电光固化混合液，静电光固化混合液包括光固化树脂、镍粉和微粉磨粒；所述微粉磨粒包括金刚石、氧化硅、碳化硅、氧化铈中的一种或者任意混合；光固化树脂、镍粉和微粉磨粒的质量比为30-45:5-10:10-20。