一、噴墨式3D打印

噴墨式印刷（噴墨式3D打印，下同）是目前最主要的無版數(shù)字化印刷技術(shù)之一，其基本工作原理是根據(jù)計(jì)算機(jī)的指令將油墨從微細(xì)的噴嘴直接噴射到承印物上的指定位置，從而形成預(yù)先設(shè)計(jì)好的圖案。與傳統(tǒng)的有版印刷工藝不同，噴墨法不需要預(yù)先加工印版，在印刷時(shí)噴墨設(shè)備也無須與材料發(fā)生接觸。

二、噴墨式3D打印優(yōu)勢(shì)

與其他接觸式印刷工藝相比，噴墨式印刷具有以下幾方面優(yōu)勢(shì)：

噴墨式印刷可以打印黏度很低的水狀油墨；

作為非接觸式印刷，噴墨式印刷無須與承印材料接觸，避免了對(duì)承印材料粗糙度、強(qiáng)度等要求，及交叉污染；

允許客戶將設(shè)計(jì)圖案立即打印，即隨時(shí)修改，避免制版等資金和時(shí)間投入；

數(shù)字化的噴墨式印刷更容易實(shí)現(xiàn)多種材料的套??；

相較于有版印刷工藝的供墨方式，噴墨印刷油墨消耗量更少，有效地節(jié)省材料成本。

鑒于以上優(yōu)點(diǎn)，過去十幾年噴墨式印刷工藝在電子制造等方面獲得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。特別值得強(qiáng)調(diào)的是，噴墨式印刷方法具有的使用簡(jiǎn)單、耗費(fèi)材料少、無須制版、承印材料范圍廣等特點(diǎn)決定了該法尤其適合在實(shí)驗(yàn)室中使用，因此該方法成為學(xué)術(shù)界研究印刷電子器件最熱門的印刷方法，在生產(chǎn)界也已經(jīng)得到了廣泛的關(guān)注。

三、噴墨式3D打印工作原理

噴墨式3D打印機(jī)主要的工作原理是通過對(duì)壓電材料施加一定電壓，利用壓電材料在電場(chǎng)下所產(chǎn)生的形變，使墨腔體積發(fā)生變化并擠出墨滴，并使其從噴嘴系統(tǒng)中射出。（如下圖所示）

四、噴墨式3D打印的主要打印材料

在實(shí)際采用的噴墨打印材料中，最成熟的是金屬材料和功能墨水。早在1988年，就已經(jīng)出現(xiàn)了直接噴墨打印金屬墨水以制備電極的報(bào)道，所打溶液的主要溶質(zhì)成分為金屬有機(jī)化合物，包括銀(Ag)、鈦(Ti)、鉍(Bi)、鈮(Nb)等。由于金屬銀材料具有導(dǎo)電性好、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、價(jià)格相對(duì)低廉等特點(diǎn)，此后逐漸成為金屬導(dǎo)電墨水的主流，在可溶性銀化合物和銀納米顆粒兩大類墨水領(lǐng)域均已實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化生產(chǎn)銷售。同時(shí)含有其他金屬成分如金、銅以及合金材料的墨水也都獲得了商業(yè)化的開發(fā)，以滿足不同功效函數(shù)、不同成本的應(yīng)用需求。

此外，可噴墨打印油墨是容易成膜的聚合物材料溶液，以及含有聚合物成分的摻雜材料，涵蓋了導(dǎo)體、半導(dǎo)體、光電材料、介電材料以及絕緣材料等幾乎所有的功能材料類型。

五、噴墨式3D打印機(jī)的主要應(yīng)用

在應(yīng)用方面，得益于數(shù)字化、非接觸式的優(yōu)勢(shì)，理論上噴墨打印技術(shù)適用于幾乎所有的可印刷電子元器件，包括場(chǎng)效應(yīng)晶體管、傳感器、太陽能電池、發(fā)光/顯示設(shè)備、存儲(chǔ)器、電阻、電容器、電感、天線等金屬導(dǎo)電部件，以及這些元器件組合而成的功能電子電路等。