שליטה משוכללת במדפסת הזרקת דיו לייצור סופר-קבלים מבוססי שבבים

פרוטוקול זה מתגבר על supercapacitor הקיים בגודל קבוע ומספק שיטה לייצר supercapacitor בצורה חופשית באמצעות הדפסת הזרקת דיו מדויקת. באמצעות פרוטוקול זה, ניתן להבטיח את היעילות של משאבי אנוש וחומרים. כמו כן, מתן שיטת בקרת תוכנה למשתמשים עבור מדפסות הזרקת דיו יכול לסייע בייצור סופר-קבלים מדויקים יותר.

טכנולוגיה זו מספקת דרך לטפל במדפסות הזרקת דיו, ולכן, פרוטוקול זה יכול לשמש לא רק כדי לייצר supercapacitors, אלא גם כדי לייצר התקנים אחרים. לפני תכנון התבנית של קבלים אלקטרוכימיים דו-שכבתיים, או EDLCs, התחל בהפעלת תוכנית CAD. עבור אל לחצן קובץ מעל חלון התוכנית ולחץ על הלחצנים חדש ופרוייקט כדי ליצור קובץ פרוייקט חדש.

כדי ליצור את קובץ הלוח, לחץ על הלחצנים קובץ, חדש ולוח לפי הסדר. בפינה הימנית העליונה של חלון קובץ הלוח שנוצר, לחץ על לחצן הרשת בצורת רשת שינוי כדי להגדיר את ערכי הרשת גודל, מרובים ו- Alt. שנה את ערך הרשת גודל ו- Alt ממילימטרים לאינץ ', כך שמדפסת הזרקת הדיו תוכל לקרוא את תבנית ה- PCB CAD הקש על מיטב כדי לבצע התאמות עדינות.

לאחר הגדרת הפרמטרים, עצב את התבנית של קו המלקט וה- EDLC הנוכחי בצורה משולבת. עצבו את האלקטרוליטים הפולימריים של הג'ל, או GPE, את רפידות התבנית ואת רפידות האספנים הנוכחיות בצורה מלבנית. עבור שלושה סוגים של תבניות סופיות, כגון קו מוליך, EDLC ו- GPE, הגדר את שלוש השכבות על-ידי לחיצה על הגדרות תצוגה ושכבה לפי הסדר.

צרו שכבות חדשות על-ידי לחיצה על הלחצן 'שכבה חדשה' בפינה הימנית התחתונה של חלון השכבות הגלויות. בחלון החדש של 'שכבה חדשה', הגדר/י את השם והצבע לשכבה החדשה. להבחנה חזותית בין השכבות, הגדר/י את שמות שלוש השכבות לאספן הנוכחי, EDLC ו-GPE, ושנה את הצבעים המתאימים על-ידי לחיצה על התיבה שמימין לצבע.

לחץ על קו בפינה הימנית התחתונה של המסך. כדי לשנות את עובי הקו, הזן את ערך הרוחב הממוקם במרכז העליון בקנה מידה של אינץ '. לאחר מכן, לחץ על השדה הראשי וגרור כדי לצייר קו.

כדי לערוך את אורך השורה, לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על הקו ולחץ על מאפיינים בתחתית. בשדות 'מאת' ו', הזן את הערכים X ו- Y של נקודות ההתחלה והסיום. עבור נקודת ההתייחסות של התבנית, הגדר את הפינה הימנית העליונה ל- 0, 0.

צייר את שאר התבנית בהתבסס על המידע ששותף קודם לכן. להגדרת דוגמת המילוי המצוירת לשכבה הרצויה, לחצו לחיצה ימנית על דוגמת המילוי ולחצו על 'מאפיינים'. לאחר מכן, לחצו על שכבה ובחרו בשכבה הרצויה.

צייר תבניות מלבניות של משטח המלקט הנוכחי ב- GPE על-ידי הקשה על RECT בפינה השמאלית התחתונה של החלון הראשי. לחץ וגרור על המסך שבו קיימת התבנית שצוירה קודם לכן. לאחר מכן, לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על המשטח המלבני ולחץ על מאפיינים בתחתית.

הזן את ערכי X, Y השמאלי העליון והימני התחתון של המלבן בשדות 'מ' ו'עד', בהתאמה. הגדר את המלבן לשכבה הרצויה כאמור קודם לכן. לפני המרת קובץ CAD של התבנית המעוצבת לתבנית הקובץ Gerber, שמור את קובץ הלוח בתבנית brd על-ידי לחיצה על הקובץ ושמירה.

לאחר שמירת הקובץ, לחץ על הכרטיסיה קובץ בחלק העליון של החלון ולחץ על מעבד CAM. כדי ליצור קובץ Gerber של השכבה הרצויה, שנה את הפריטים תחת הכרטיסיה גרבר של קבצי הפלט על-ידי מחיקת רשימות המשנה, כגון נחושת עליונה ונחושת תחתונה על-ידי הקשה על סימן החיסור. לחץ פלוס ולחץ על פלט גרבר חדש כדי ליצור פלט גרבר.

בצד ימין של המסך, הגדר את שם השכבה בתיבה שם ופונקציה לנחושת על-ידי הקשה על גלגל השיניים מימין. לאחר מכן, הגדר את סוג השכבה לראש הדף והגדר את מספר השכבה של גרבר של המלקט הנוכחי, EDLC ו- GPE ל- L1, L2 ו- L3 לפי הסדר. בחלון 'שכבות' בתחתית קובץ Gerber, לחצו על 'עריכת שכבות' בפינה הימנית התחתונה כדי לבחור כל שכבה רצויה.

כדי להגדיר את שם קובץ הפלט שיש ליצור, הגדר את שם הקובץ Gerber של פלט בתחתית החלון כקידומת/name.gbr. לבסוף, לחץ על שמור משימה בפינה הימנית העליונה של החלון כדי לשמור את ההגדרות. לחץ על משימת העיבוד בפינה השמאלית התחתונה כדי ליצור קובץ Gerber.

כדי להגדיר את פרמטרי התוכנה של מדפסת הזרקת הדיו, הפעל את תוכנית המדפסת ולאחר מכן לחץ על לחצן הדפס, בחר פשוט ובחר דיו מוליך גמיש. העלה את קובץ Gerber של התבנית המעוצבת על-ידי לחיצה על לחצן בחר קובץ. בחר ופתח את קובץ Gerber של הקו המוליך.

לחץ על לחצן הבא כפי שצוין על-ידי התיבה הצהובה. הבא לתקן את לוח PCB ולהרכיב את הגשוש. לאחר שתסיים, התאם את נקודת האפס של מדפסת PCB באמצעות הבדיקה על-ידי לחיצה על לחצן מיתאר.

הזז את תמונת דוגמת המילוי על המסך על-ידי גרירה ולחיצה על לחצן מיתאר. בדוק אם הגשוש נע בנתיב הרצוי. לאחר מכן, לחץ על הכרטיסיה הבא.

לחץ על הגשוש כדי למדוד את גובה המצע כדי לבדוק אם המצע שטוח. לאחר השלמת מדידת הגובה, הסר את הגשוש והכנס את מחסנית הדיו למתקן הדיו וחבר את הזרבובית בקוטר פנימי של 230 מיקרומטר כדי להכין את המתקן. לאחר הרכבה של מכשירי דיו עבור קו מוליך, EDLC ו- GPE, הדפס תבנית לדוגמה על-ידי לחיצה על לחצן כיול תוך התאמת הפרמטרים של כל דיו.

בדוק באופן חזותי את תוצאת ההדפסה ורשום את ערכי הפרמטרים עבור כל דיו. מחק את תבנית ההדפסה לדוגמה עם מגבון ניקוי לח באתנול לפני שתלחץ על לחצן התחל כדי להדפיס את התבנית המעוצבת של הקו המוליכה. לאחר ההדפסה, להפוך את הלוח לרפא את הקו מוליך ב 180 מעלות צלזיוס במשך 30 דקות, ואחריו מדידת המשקל המשולב של המצע ואת הקו מוליך.

במסך 'התחל' של תוכנית המדפסת, בחר באפשרות 'מיושר', טען את קובץ תבנית השורה של EDLC ולחץ על הבא בתור. ודא שהמיקום של קו המוליך מזוהה באמצעות שתי נקודות יישור כדי ליישר את מיקומי התבנית של קו EDLC וקו ההולכה. לאחר מכן, עבור לנקודה אקראית ובדוק אם המיקום נכון.

מדוד את הגובה הכולל של קו מוליך כדי לבדוק את הגובה של זרבובית המתקן מעל הקו מוליך על ידי לחיצה על לחצן בדיקה. שנה את ערכי פרמטרי התוכנה של צבעי דפוס של EDLC. לאחר שתסיים, הדפס תבנית לדוגמה כדי לבדוק אם ערכי פרמטרי התוכנה מתאימים.

מאוחר יותר, מחק את תבנית ההדפסה לדוגמה עם מגבון ניקוי לח באתנול כדי להדפיס את קו EDLC על-ידי לחיצה על לחצן התחל. בצע את המדידות האלקטרוכימיות עבור התקן הסופר-קבל המודפס בהזרקת דיו. לחץ על החל על Ch ולהפעיל את קובץ הרצף של בדיקת voltammetry מחזורית כדי להשיג את התוצאה.

לחץ על החל על Ch ולהפעיל את קובץ הרצף של מבחן תשלום / פריקה galvanostatic כדי לקבל את התוצאה. לחץ על החל על Ch ולהפעיל את קובץ הרצף של בדיקת ספקטרוסקופיה עכבה אלקטרוכימית כדי לקבל את התוצאה. המאפיינים המבניים של דיו מוליך ודיו EDLC נותחו עם מיקרוסקופיית אלקטרונים סריקה.

הדיו המוליך היה מרוכז היטב כדי ליצור נתיבי ניצוח רציפים. כל רכיבי הדיו התפזרו היטב, ללא רכיבים גלויים שעלולים לגרום לסתימה במהלך ההדפסה. המאפיינים הריולוגיים של דיו EDLC דווחו, והוא נצפתה כי צמיגות הדיו גדל עם זמן הגזירה, המציין התנהגות עיבוי גזירה ללא כל הרחבה מבנית הנגרמת על ידי מתח, מתיחה, או ארגון מחדש.

במחקר, supercapacitor מודפס הושג בהצלחה. איכות ההדפסה נחשבת טובה. אם לתבנית המודפסת יש פחות פגמים או ללא פגמים, עם חספוס משטח מינימלי ועובי אחיד.

תוצאות ההדפסה עם קצב הזנה מינימלי של 100 מילימטרים לדקה הראו קווים אחידים ללא ניתוק נראה לעין. זמן ההדפסה הכולל הופחת כאשר קצב ההזנה היה מקסימום 600 מילימטרים לדקה. בהשוואה לתוצאות שהודפסו עם קצב הזנה של 500 מילימטרים לדקה, הקווים שנוצרו במהירות של 600 מילימטרים לדקה נותקו או נסדקו מכיוון שהמתקן נע במהירות.

קצב הזנה של 300 מיליליטר לדקה היה אופטימלי לזמן הדפסה נכון ולמנוע היווצרות סדוקה. תוצאות ההדפסה נבדקו לאיתור שינויים מתאימים בבעיטה. כל הקווים נותקו כשהבעיטה הייתה נמוכה מדי.

עם זאת, הלחץ הגבוה בבעיטה גבוהה יצר צוואר בקבוק, וכתוצאה מכך סתימת זרבובית. בערך הבעיטה המתאים, הקו לא נשבר והזרבובית לא סתמה. הדפסה מדויקת יותר אפשרית באמצעות בקרת פרמטרי תוכנה, המאפשרת לחוקרים רבים להשתמש בהדפסת הזרקת דיו בתנאים אופטימליים בתחומים שונים.