1.一種微納三維打印裝置,其特征在于,包括:
納米顆粒源(1);
氣流控制器(2),設(shè)置于所述納米顆粒源(1)的出口側(cè),用于生成初始?xì)饬?3),并通過初始?xì)饬?3)控制及輸送產(chǎn)生自所述納米顆粒源(1)的納米顆粒的運(yùn)動(dòng)速度和方向;
納米顆粒聚焦器件(4),包括由多根單毛細(xì)管組成的相互支撐的多孔聚焦部件及用于調(diào)節(jié)和更換所述多孔聚焦部件的配合組件,其中在沿著所述納米顆粒聚焦器件(4)中心對(duì)稱軸線的方向上,單毛細(xì)管中空部分的直徑逐漸減小;所述納米顆粒聚焦器件(4)用于接收出自所述氣流控制器(2)的載有納米顆粒的初始?xì)饬?3)并對(duì)所述納米顆粒進(jìn)行會(huì)聚,在出口端形成納米顆粒焦斑(5);
微納器件成型載物臺(tái)(6),用于支撐打印成型的微納器件,與所述納米顆粒聚焦器件(4)所形成的納米顆粒焦斑(5)之間的距離可調(diào);
自動(dòng)控制系統(tǒng)(7),與所述納米顆粒源(1)、所述氣流控制器(2)、所述納米顆粒聚焦器件(4)及所述微納器件成型載物臺(tái)(6)分別連接并對(duì)其進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微納三維打印裝置,其特征在于,所述納米顆粒聚焦器件(4)的入口端直徑D的數(shù)值范圍為1mm~50mm,出口端直徑d的數(shù)值范圍為0.1mm~5mm,長度L的數(shù)值范圍為9mm~200mm;工作距離f的數(shù)值范圍為1mm~10mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微納三維打印裝置,其特征在于,所述納米顆粒聚焦器件(4)的工作距離f小于或等于所述納米顆粒聚焦器件(4)出口端和所述微納器件成型載物(6)臺(tái)之間的距離;和/或,
所述納米顆粒聚焦器件(4)的入口端直徑、出口端直徑和長度與被會(huì)聚的所述納米顆粒的粒徑成正比。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微納三維打印裝置,其特征在于:
會(huì)聚粒徑為15nm的納米顆粒時(shí),對(duì)應(yīng)的所述納米顆粒聚焦器件(4)的入口端直徑、出口端直徑和長度分別為3mm、0.5mm和12mm;
會(huì)聚粒徑為30nm的納米顆粒時(shí),對(duì)應(yīng)的所述納米顆粒聚焦器件(4)的入口端直徑、出口端直徑和長度分別為6mm、1mm和24mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微納三維打印裝置,其特征在于:
所述納米顆粒聚焦器件(4)的焦斑直徑的范圍為0.03微米~50微米,放大倍數(shù)的范圍為100~1000;和/或,
所述納米顆粒聚焦器件(4)中的單毛細(xì)管數(shù)量范圍為7根~9000根;和/或,所述氣流控制器(2)所產(chǎn)生的氣流為氮?dú)饬骰蚝饬鳌?/p>
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微納三維打印裝置,其特征在于:
在所述納米顆粒聚焦器件(4)的入口端,所述單毛細(xì)管的中空部分的直徑范圍為150微米~900微米;和/或,
在所述納米顆粒聚焦器件(4)的出口端,所述單毛細(xì)管的中空部分的直徑范圍為10微米~100微米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微納三維打印裝置,其特征在于:
所述納米顆粒聚焦器件(4)沿著所述初始?xì)饬?3)傳播方向的側(cè)面外形輪廓為旋轉(zhuǎn)拋物面、旋轉(zhuǎn)橢球面或橢圓拋物面的一部分,或者為圓臺(tái)形;和/或,
所述納米顆粒聚焦器件(4)沿垂直于所述初始?xì)饬?3)傳播方向的入口端面外形輪廓為圓形或六邊形平面,出口端面外形輪廓為球冠面、或旋橢圓面的一部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的微納三維打印裝置,其特征在于,所述自動(dòng)控制系統(tǒng)(7)進(jìn)一步包括:
啟動(dòng)模塊,與所述納米顆粒源(1)和所述氣流控制器(2)連接,并根據(jù)預(yù)設(shè)的打印程序?qū)ζ溥M(jìn)行控制和調(diào)節(jié);
聚焦調(diào)控模塊,與所述納米顆粒聚焦器件(4)連接,用于調(diào)整所述納米顆粒聚焦器件(4)的位置和角度;
打印控制模塊,與所述納米顆粒聚焦器件(4)和所述微納器件成型載物臺(tái)(6)連接,用于根據(jù)預(yù)設(shè)的打印程序?qū)λ鑫⒓{器件成型載物臺(tái)(6)與所述納米顆粒焦斑(5)之間的距離進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的微納三維打印裝置,其特征在于,所述配合組件包括:
支撐部,用于支撐所述多孔聚焦部件;
調(diào)節(jié)部,設(shè)置在所述支撐部與所述多孔聚焦部件之間,用于調(diào)節(jié)所述多孔聚焦部件的放置位置及角度;
其中,所述多孔聚焦部件與所述調(diào)節(jié)部、所述支撐部可拆卸連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的微納三維打印裝置,其特征在于,所述微納器件成型載物臺(tái)(6)配置有用于控制和調(diào)節(jié)其與其他部件相對(duì)位置關(guān)系的調(diào)控裝置。