基于单平板电极电场驱动喷射沉积微纳3D打印

作者：曹辉; 张广明^*; 杨建军; 朱晓阳; 宋银宝; 齐习猛; 贺健康; 李涤尘; 兰红波^*

来源：科学通报, 2021, 66(21): 2745-2757.

• 增材制造
• 微纳3D打印
• 单平板电极
• 电场驱动喷射
• 宏/微跨尺度制造

现有微纳3D打印在实现多材料、宏/微跨尺度等方面面临诸多挑战性难题.本文提出了一种基于单平板电极电场驱动喷射沉积微纳3D打印新工艺,它不再将打印喷嘴作为电极,只需平板电极与高压电源正极(或负极)连接.通过理论分析和数值模拟,揭示了其成形机理;通过系统实验研究,验证了喷嘴(导电和非导电)、基材(导电和非导电)、打印材料(导电和非导电)任意组合稳定打印的有效性;进一步通过3个典型实验案例:线宽1.139μm的高宽比46.8:1微"墙"结构、高性能透明电极、精准可控的三维生物支架,证明了该方法在高分辨率、多材料和宏/微跨尺度打印方面独特的技术优势.该方法为微纳3D打印提供了一种低成本、高普适性的全新解决方案.

• 单位
  西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室; 青岛理工大学