專利名稱：用于噴出具有高溫的流體液滴的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于噴出具有高溫的流體液滴的裝置，所述流體例如熔融金屬或熔融半導(dǎo)體。
背景技術(shù)：
從US 5377961已知的是，熔融金屬(例如，焊料)可使用已知為洛倫茲力的力噴出成相對(duì)小的液滴。當(dāng)布置在磁場(chǎng)中時(shí)，洛倫茲力源自于流動(dòng)通過金屬的電流。得到力的方向和大小與電流和磁場(chǎng)矢量的叉積相關(guān) F = IxB ο然而，在US 5377961中公開的裝置僅針對(duì)噴出焊料液滴進(jìn)行描述，其具有相對(duì)低的熔點(diǎn)(大約500 K)。對(duì)于噴出具有較高熔點(diǎn)(例如，高于大約1200 K)的金屬液滴(例如， 金、銀、銅和鈦等等)，該裝置需要尤其配置成能夠以這種高溫操作。進(jìn)一步，熔融金屬可能不流動(dòng)通過噴射裝置的孔，可能需要用于強(qiáng)制熔融金屬進(jìn)入到孔中的恒定力，從而使得熔融金屬噴出。在已知噴射裝置中，通過在熔融金屬上施加基本上恒定的氣體壓力，提供這種力。然而，施加這種力需要其它(昂貴的)設(shè)備并且使得組裝復(fù)雜。此外，從US 5876615已知，流體腔本體可以是單個(gè)可替換單元，例如是一次性的或可再填充的。在US 5876615中公開的流體腔本體由密封有釉(熔化玻璃)的陶瓷材料制成。這種密封件可適用于具有相對(duì)低熔點(diǎn)的印刷焊料，用于印刷諸如金、銀和銅等等的金屬，玻璃不是合適的，因?yàn)槠淙埸c(diǎn)是相同大小，這將導(dǎo)致釉的熔化，從而使得流體腔壁不可濕化且從而噴射裝置不能如上所述地操作。為了提供經(jīng)濟(jì)可行的噴射裝置，這種可替換流體腔本體應(yīng)當(dāng)是成本有效的。因此， 本發(fā)明的目的在于提供一種簡(jiǎn)易流體噴射裝置，其具有可替換流體腔本體并且配置成噴出具有相對(duì)高溫度的流體液滴。

發(fā)明內(nèi)容
上述目的在根據(jù)權(quán)利要求1的裝置中實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的裝置包括可替換布置的流體腔本體，其限定流體腔并且具有從流體腔延伸至流體腔元件外表面的孔。流體液滴可從流體腔驅(qū)出通過孔。提供致動(dòng)機(jī)構(gòu)用于產(chǎn)生流體中的壓力，用于將流體液滴從流體腔噴出并且通過孔。根據(jù)本發(fā)明，流體腔本體由耐熱材料制成，所述耐熱材料可由要噴出的上述流體濕化。如從用于噴出熱流體液滴的裝置的需求中顯而易見，形成流體腔并且保持熱流體的本體需要耐熱，尤其耐受熔融金屬的熱量。優(yōu)選地，該本體耐受高達(dá)3000 K的溫度，其使得能夠處理大范圍的金屬。此外，材料優(yōu)選地是成本節(jié)約的可機(jī)加工的。同樣，優(yōu)選的是，該材料耐受熔融金屬的腐蝕。此外，流體腔尤其在孔處的材料可由流體濕化。如果流體不在該材料上濕化，則流體可自身收縮成珠狀物且因此在無(外)力施加到流體上時(shí)將不流動(dòng)通過孔。通過確保流體腔本體可由流體濕化，在沒有附加力時(shí)該流體將不會(huì)流動(dòng)到孔中。此外，在實(shí)施例中且由于孔的尺寸，毛細(xì)作用力可促進(jìn)流動(dòng)到孔中并且通過孔。在下文中要注意的是，要從該裝置噴出的流體被描述為熔融金屬。然而，要求保護(hù)的裝置也可用于噴射其它相對(duì)暖熱的流體。如果使用其它類型的流體，該裝置當(dāng)然需要適于這種流體。在下文中，例如被描述的是，通過使用在流體上產(chǎn)生并且施加到流體上的洛倫茲力噴出流體。然而，在流體不導(dǎo)電的情形中，不能產(chǎn)生洛倫茲力，且要使用其它類型的致動(dòng)。同樣，可需要其它適應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明，流體腔本體可替換地布置。因此，簡(jiǎn)單的有成本效益的流體腔本體可被提供成具有用于要從流體腔噴出的流體的合適性質(zhì)。由于流體腔本體是可替換的，可省除流體供應(yīng)組件，因?yàn)榱黧w(可能處于固態(tài))可被提供在噴射裝置之外的流體腔中。例如，保持固態(tài)金屬的流體腔本體可接著布置在噴射裝置中，且在噴射裝置中，金屬可被加熱以變?yōu)榱黧w，使得其可被噴射。省除流體供應(yīng)組件可以是有利的，因?yàn)榱黧w金屬具有相對(duì)高的溫度，從而需要相對(duì)昂貴的供應(yīng)組件?？商鎿Q流體腔本體還使得能夠使用用于印刷許多不同金屬的噴射裝置。通過用保持第二金屬的流體腔本體簡(jiǎn)單替換保持第一金屬的流體腔本體，噴射裝置可用于噴射不同金屬和/或其它材料。此外，流體腔本體可被選擇成專用于被保持在流體腔本體中的特定金屬或其它流體，用于提供用于每種不同材料的良好流量和噴射性質(zhì)。在實(shí)施例中，流體腔本體包括導(dǎo)電材料，其可有利地用于要噴射的金屬的感應(yīng)加熱，因?yàn)榱黧w腔本體的材料將被加熱，從而導(dǎo)致更有效的加熱。在具體實(shí)施例中，材料包括可有成本效益地機(jī)加工的石墨，其具有高熔點(diǎn)且可例如通過堿金屬、鈉(Na)、鋰(Li)和鈦 (Ti)濕化。在另一實(shí)施例中，流體腔本體的材料是不導(dǎo)電的。這對(duì)于防止電致動(dòng)電流流入到流體腔本體中可能是有利的，因?yàn)檫@種進(jìn)入到本體材料中的流動(dòng)可減少所產(chǎn)生的致動(dòng)力。 在具體實(shí)施例中，流體本體腔包括氮化硼(BN)。在實(shí)施例中，流體腔本體的至少內(nèi)表面設(shè)置有濕化涂層，所述內(nèi)表面限定流體腔。 濕化涂層可為該流體而濕化。優(yōu)選地，該涂層可由相對(duì)大范圍的流體材料濕化。在用于噴射熔融金屬的實(shí)施例中，濕化涂層可包括碳化一鎢、碳化二鎢、碳化三鎢(WC、W2C和W3C)中的至少一種。在優(yōu)選的實(shí)施例中，碳化三鎢(W3C)被包括在濕化涂層中，碳化鎢可由相對(duì)大量的金屬濕化，包括如金、銀和銅(分別為Au，Ag, Cu)的金屬。在另一實(shí)施例中，內(nèi)表面設(shè)置有金屬涂層。已知的是，許多熔融金屬被濕化在金屬表面上。因此，金屬涂層可以是合適的涂層。該涂層(例如，包括碳化鎢的涂層或金屬涂層)可通過化學(xué)氣相沉積(CVD)提供。在實(shí)施例中，在流體腔本體的外表面上，尤其在直接圍繞孔的開口的外表面的一部分處不提供濕化涂層。圍繞孔開口剩余的流體的量可干擾液滴噴出。省除濕化涂層可使得外表面不濕化，從而防止流體的量可保持在靠近孔開口的外表面處。在具體實(shí)施例中，在直接圍繞孔開口的外表面處提供非濕化涂層。在實(shí)施例中，致動(dòng)裝置包括至少兩個(gè)導(dǎo)電電極，每個(gè)電極布置成使得每個(gè)電極的一端與流體腔中的流體電接觸。因此，可在流體中產(chǎn)生電流。在流體中產(chǎn)生的電流可引起力，其中流體布置在磁場(chǎng)中。合適布置的磁場(chǎng)結(jié)合合適產(chǎn)生的電流導(dǎo)致該力被導(dǎo)向并且具有足以強(qiáng)制流體液滴通過孔的大小。
在具體實(shí)施例中，電極是銷形的，且其中，電極布置在流體腔本體的通孔中，所述通孔從外表面延伸到流體腔中。這提供用于具有與流體電接觸的電極的簡(jiǎn)單且有效的布置。在具體實(shí)施例中，延伸通過該通孔的電極一端是錐形，且其中彈性力被施加到銷形電極上，使得在電極與流體腔本體之間獲得流密連接。被強(qiáng)制進(jìn)入到通孔中的錐形導(dǎo)致緊密連接，從而防止流體從流體腔泄漏通過該孔，該孔接收電極。此外，通過施加到電極上的彈性力，當(dāng)流體腔本體和/或電極由于相對(duì)大的溫度改變而膨脹/收縮時(shí)，保持緊密連接。此外，這種彈性布置的電極使得能夠從流體腔本體容易地?cái)嚅_電極用于更換流體腔本體以及將該電極連接到其它流體腔本體，使得得到免受泄漏的聯(lián)接。在實(shí)施例中，通過彈簧提供彈性力，所述彈簧通過諸如氮化鋁(AlN)的電絕緣和導(dǎo)熱材料的層隔離。該彈簧力被電絕緣，以防止電流泄漏到裝置的其它部件上，而導(dǎo)熱率是重要的，以防止彈簧變得相對(duì)暖熱，因?yàn)閺椈闪?huì)由于這種彈簧的高溫而降低。在實(shí)施例中，由永磁材料提供磁場(chǎng)，所述磁場(chǎng)使用由例如鐵的磁場(chǎng)導(dǎo)向材料制成的磁性聚集器在流體腔處被聚集。具體地，磁性材料是NdFeB且磁性材料可被熱隔離和/ 或冷卻，以便防止由材料的(太)高溫引起的磁化作用的部分或全部損失。在實(shí)施例中，該裝置還包括支撐框架。在該實(shí)施例中，流體腔本體通過支撐板被支撐框架支撐。所述支撐板在至少一個(gè)尺寸上是剛性的并且包括諸如氮化硼(BN)和/或氧化鋁(Al2O3)的熱隔離和電絕緣材料。因此，流體腔本體從裝置的其余部件熱隔離以及電絕緣。考慮在使用中可出現(xiàn)的相對(duì)高溫，因此防止其它部件變得太暖熱并且防止熱能喪失到不需要被加熱的裝置部件中。類似考慮可應(yīng)用到電絕緣中，從而防止損失電流以及防止對(duì)裝置的其它部件充電。在實(shí)施例中，流體材料包括金屬，且流體腔本體布置在線圈的中心，所述線圈配置成承載電流，用于感應(yīng)流體材料和/或流體腔本體材料中的感應(yīng)電流從而加熱流體材料。 布置在電流承載線圈中的金屬導(dǎo)致金屬的感應(yīng)加熱。這是用于加熱流體的有效且快速的方法。要注意的是，本文所使用的濕化和可濕化性旨在意味著，該流體具有相對(duì)于可濕化材料的相對(duì)小接觸角度。


在下文中，參照示出了非限制性實(shí)施例的附圖來說明本發(fā)明，在附圖中 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置實(shí)施例的一部分的透視圖加示出了圖1中實(shí)施例的一部分的截面圖； 圖2b示出了圖1中實(shí)施例的一部分的截面圖； 圖2c示出了圖1中實(shí)施例的一部分的截面圖； 圖3a示出了圖1中實(shí)施例的一部分的透視圖； 圖北示出了圖1中實(shí)施例的一部分的透視和部分截面圖；以及圖4示出了圖1中實(shí)施例的一部分的透視圖。
具體實(shí)施方式
在附圖中，相同的附圖標(biāo)記指代相同的元件。圖1示出了用于噴出相對(duì)熱流體的液滴(尤其是熔融金屬，例如銅、銀和金等等)的噴射裝置1的一部分。噴射裝置1包括支撐框架2，其由耐熱材料、優(yōu)選地導(dǎo)熱材料制成。如在下文描述的，支撐框架2由冷卻液體冷卻。良好的導(dǎo)熱性增加了通過支撐框架2的熱量分布且從而增加熱量的散播。此外，支撐框架2優(yōu)選地配置成僅吸收來自于噴射裝置1的任何加熱部分相對(duì)小量的熱量。例如，支撐框架2可由鋁制成并且拋光，使得鋁反射來自于噴射裝置1的任何熱部分的熱輻射的相對(duì)大量，例如95%甚至更多。噴射裝置1設(shè)置有噴出噴嘴4，流體液滴可通過該噴嘴噴出。噴嘴或孔4是延伸通過流體腔本體6的壁的通孔。在流體腔本體6中，布置流體腔。流體腔配置成保持流體。 因此，流體腔本體6需要是耐熱的。此外，流體腔本體6被制造成使得諸如熔融金屬的流體能夠流動(dòng)到表面、尤其是流體腔本體6的內(nèi)表面上，所述內(nèi)表面形成流體腔的壁。同樣，形成孔4的通孔的內(nèi)壁需要為流體而濕化，以便使得流體能夠流動(dòng)通過孔4。要注意的是，這與諸如噴墨裝置的已知流體噴射裝置相比甚至更相關(guān)，因?yàn)槿廴诮饘偻ǔ＞哂邢鄬?duì)高的表面張力，這是因?yàn)槿廴诮饘仝呌谛纬芍闋钗?。這種珠狀物通常將不會(huì)流動(dòng)通過諸如孔4的小孔。如果流體腔本體6的表面相對(duì)于流體被濕化，那么流體將不趨于形成珠狀物，但是將容易地在該表面上散播并流動(dòng)且因此被使得能夠流入到孔4中并且通過該孔。流體腔本體6可例如在圖2b和圖4中更詳細(xì)示出那樣可替換地布置，如將在下文描述的。此外，要注意的是，流體腔本體6優(yōu)選地有成本效益地制造，使得可替換流體腔本體6是經(jīng)濟(jì)上合算的。此外，例如由于熔融金屬趨于與氧氣化學(xué)反應(yīng)，在熔融金屬?gòu)牧黧w腔本體6噴出之后，流體腔本體6在留在空氣中時(shí)可能不會(huì)是可重用的，因?yàn)楸３衷诹黧w腔中的金屬將最可能與氧氣反應(yīng)。氧化金屬趨于阻塞孔4和/或改變流體腔壁的可濕化特征， 從而使得噴射裝置1不可再用于進(jìn)一步的噴出。對(duì)于噴出熔融金屬液滴，噴射裝置1設(shè)置有兩個(gè)永磁體8a、8b (在下文中稱為磁體 8)。磁體8布置在兩個(gè)磁場(chǎng)聚集元件10a、10b (在下文中，也稱為聚集器10)之間，所述磁場(chǎng)聚集元件由諸如鐵的磁場(chǎng)導(dǎo)向材料制成。噴射裝置1還設(shè)置有兩個(gè)電極12a、12b (在下文還稱為電極12)，兩者都通過合適通孔延伸到流體腔本體6中，使得每個(gè)電極12的至少尖端直接電接觸存在于流體腔中的熔融金屬。電極12由合適電極支撐件14支撐并且每個(gè)可操作地連接到合適電流發(fā)生器(未示出)上，使得通過電極12和存在于電極12尖端之間的熔融金屬可產(chǎn)生合適電流。磁體8和聚集器10配置并布置成使得在孔4的位置處和位置附近得到相對(duì)高的磁場(chǎng)，尤其是在兩個(gè)電極12a、12b的兩個(gè)相應(yīng)尖端之間的位置的熔融金屬處。如在背景技術(shù)部分指出的，電流和磁場(chǎng)的組合導(dǎo)致施加到熔融金屬上的力，其可導(dǎo)致熔融金屬液滴被推動(dòng)通過孔4，從而噴出液滴。永磁體8從流體腔本體6熱隔離至至少這樣的程度，磁體8的溫度不超過預(yù)定閾值溫度。該閾值溫度基于超過磁體8可部分或全部喪失其磁性的溫度而預(yù)定。例如，使用由NdFeB制造的永磁體8，這種閾值溫度可以是大約80°C。為了實(shí)現(xiàn)這種低溫，在實(shí)施例中， 磁體8還可例如使用諸如冷卻液體的合適冷卻裝置被主動(dòng)冷卻。電極12由用于承載相對(duì)高電流的合適材料制成，同時(shí)耐高溫。電極12可合適地由鎢(W)制成，但是可想到其它合適材料。
圖2a_2c還示出了流體腔本體6，其具有作為內(nèi)部空間的流體腔16。圖加示出了圖1中所示出實(shí)施例的截面圖，所述截面沿著線a-a (圖1)截取。圖2b_2c示出了圖1中所示出實(shí)施例的截面圖，其中截面沿著線b-b (圖1)截取。在圖加中，示出了流體腔16。 流體腔本體6限定流體腔16的內(nèi)壁按照本發(fā)明相對(duì)于要噴出通過孔4的流體濕化。例如， 流體腔本體6由石墨制成，而要噴出的流體是熔融鈦(Ti)。在其它實(shí)施例中，要噴出的流體是金(Au)、銀(Ag)或銅(Cu)。這些金屬不在石墨上濕化且因此趨于形成珠狀物。沒有施加諸如氣壓的附加力時(shí)，這種珠狀物不能噴出通過孔4。根據(jù)本發(fā)明，形成流體腔16的內(nèi)壁因此被合適地涂敷。在具體實(shí)施例中，涂層包括碳化鈦(WC，W2C，W3C)。例如，涂層可由化學(xué)氣相沉積(CVD)來提供。包括碳化鈦的涂層為大量熔融金屬而濕化且因此是十分合適的。 涂層的其它合適實(shí)施例包括碳化鉻(CrxCy)。碳化鉻為銅(Cu)而濕化且具有相對(duì)低的熔點(diǎn)。 因此，雖然是根據(jù)本發(fā)明涂層的合適實(shí)施例，但是其僅適用于有限數(shù)量的金屬。在實(shí)施例中，尤其在圍繞孔4的外表面，該表面為要噴出的流體而不濕化，以便防止由存在于孔4周圍的流體引起的噴出干擾。如果也在外表面提供上述濕化涂層，可能優(yōu)選的是移除圍繞孔4的濕化涂層。此外，參照?qǐng)D加和圖1，在所示出的實(shí)施例中，聚集器10a、10b都包括至少兩個(gè)部件。例如，聚集器IOa包括第一部件Ila和第二部件lib。第一部件Ila基本上在線a_a的方向上延伸。第一部件Ila具有的形式和形狀使得磁場(chǎng)靠近孔4聚集。第二部件lib基本上在線b-b的方向上延伸并且配置成將磁體8的磁場(chǎng)導(dǎo)向到第一部件11a，因此導(dǎo)致磁體8 的磁場(chǎng)被導(dǎo)向到孔4并且在該孔4處聚集。當(dāng)然，第一部件Ila和第二部件lib可以是分離部件或每個(gè)可以是單個(gè)元件的一部分?，F(xiàn)參照?qǐng)D2b和圖2c，示出了支撐框架2和磁體8。在示出的實(shí)施例中，支撐框架 2設(shè)置有冷卻通道34，冷卻液體可流動(dòng)通過該冷卻通道，用于主動(dòng)地冷卻支撐框架2和磁體 8。示出了感應(yīng)線圈18。流體腔本體6被布置在感應(yīng)線圈18的中心，使得流動(dòng)通過感應(yīng)線圈18的電流導(dǎo)致布置在流體腔16中的金屬的加熱。由于這種加熱，該金屬可熔化且因此變?yōu)榱黧w。這種感應(yīng)加熱確保功率有效的加熱且在任何加熱元件與流體之間無接觸，從而限制噴射裝置1與流體之間大量(可能的)相互作用。在實(shí)施例中，流體腔本體6由通過感應(yīng)加熱而受熱的材料制成。如上所述，這增加了加熱效率且尤其減少了用于熔化在流體腔中以固態(tài)存在的金屬所需的時(shí)間段。在圖2b中示出了流體腔本體6設(shè)置有第一脊部26a和第二脊部^b。這些脊部 26a,26b被提供用于使得支撐聯(lián)接件適用于容易地更換流體腔本體6，如在圖4中更詳細(xì)地所示。圖2b和圖2c還示出了兩個(gè)電極12a、12b，它們每個(gè)都具有錐形端。這些錐形端分別通過合適電極通道36a、36b延伸到流體腔16中。尤其，參照?qǐng)D2c，流體腔16被分為流體貯存器16a、流體通道16b以及致動(dòng)腔16c。電極12的端部布置成使得該端部直接電接觸致動(dòng)腔16c中的金屬流體。如從圖2c顯而易見，每個(gè)電極12a、12b的錐形尖端的直徑小于相應(yīng)電極通道36a、36b的直徑，而電極12a、12b的直徑增加到基本大于相應(yīng)電極通道36a、 36b直徑的直徑，使得電極12a、12b的尖端能夠布置在電極通道36a、36b中，使得每個(gè)電極通道36a、36b可由相應(yīng)電極12a、12b液密地密封，而電極12a、12b的端部均接觸流體。如本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的，電極12a、12b和電極通道36a、36b的直徑可被合適地選擇，使
7得電極端部不彼此接觸，同時(shí)在操作中得到并保持電極通道36a、36b的流密密封。為了保持電極通道36a、36b的流密密封，在實(shí)施例中，彈簧力被施加到電極12上， 從而強(qiáng)制電極12進(jìn)入到流體腔16中。當(dāng)流體腔本體6和電極12的溫度在操作期間增加時(shí)，由不同材料制成的不同部件的尺寸改變。使用例如由彈簧提供的彈性力，防止了電極通道36a、36b直徑的任何改變以及電極12直徑的任何改變可導(dǎo)致的流體通過電極通道36a、 36b的泄漏。要注意的是，這種泄漏導(dǎo)致通過致動(dòng)產(chǎn)生的壓力的減少且因此可導(dǎo)致降低的致動(dòng)效率。圖3a示出了其中使用彈簧20在電極12上施加彈性力的實(shí)施例。彈簧20被支撐框架2支撐，而電絕緣本體M被布置在彈簧20與支撐框架2之間，用于防止來自于電極 12b的電流能夠流動(dòng)通過彈簧20到達(dá)支撐框架2。此外，本體M是導(dǎo)熱的，以便將彈簧通過與相對(duì)冷的支撐框架2良好熱接觸而保持在低溫。保持彈簧20的溫度相對(duì)低可能是重要的，因?yàn)槿绻麥囟雀哂陬A(yù)定溫度則彈簧20的彈簧力可降低，如這是本領(lǐng)域所熟知的。用于電絕緣和導(dǎo)熱本體M的合適材料可以是氮化鋁(A1N)。彈簧20連接到聯(lián)接元件38，該聯(lián)接元件38還連接到電極12b。因此，彈簧20被使得通過聯(lián)接元件38將其彈簧力施加到電極12b上。聯(lián)接元件38還可用于提供至電流發(fā)生器的合適電耦合，例如使用導(dǎo)電電線22。圖北示出了與圖3a中所示基本上類似的透視圖，不同之處在于許多部件被移除且流體腔本體6以截面示出，從而示出了流體腔16。圖4示出了支撐流體腔本體6的支撐框架2的俯視透視圖。圍繞限定流體腔16 的流體腔本體6，布置感應(yīng)線圈18。流體腔本體6由三個(gè)支撐元件觀^觀13、28(3支撐。支撐元件^aJSb JSc的尺寸基本上等于流體腔本體6的第一脊部26a與第二脊部28b之間的距離。三個(gè)支撐元件^aJ8b、28c均實(shí)施為剛性支撐板。三個(gè)支撐元件^aJ8b、28c彼此以基本上60°的角度圍繞流體腔本體6布置。因此，流體腔本體6可被夾持在支撐元件 28a,28b,28c之間。支撐元件^aJ8b、28c被夾持在支撐框架2和相應(yīng)夾子30a、30b、30c 之間，其允許支撐元件^a J8b、28c被釋放用于容易移除以及用于容易地引入和定位流體腔本體6，使得孔4定位在磁場(chǎng)聚集器10之間。支撐元件^aJ8b、28c優(yōu)選地將流體腔本體6從支撐框架2電絕緣和熱隔離。因此，支撐元件^aJ8b、28c適于由氧化鋁(Al2O3)或氮化硼(BN)制成。圖4還示出了在流體腔本體6的壁中的孔32，所述孔具有引入合適熱電偶(或任何其它合適溫度傳感元件)的合適尺寸，用于使得能夠確定流體腔本體6的實(shí)際溫度，用于控制流體和/或流體腔本體6的加熱。在本文公開了本發(fā)明的詳細(xì)實(shí)施例，但是要理解的是，所公開的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的示例，其可以各種形式來實(shí)施。因此，本文所公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)應(yīng)被認(rèn)為不是限制性的，而僅僅是用于權(quán)利要求書的基礎(chǔ)以及用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員寬泛地采用具有實(shí)質(zhì)上任何合適詳細(xì)結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。具體地，在獨(dú)立從屬權(quán)利要求中示出并描述的特征可結(jié)合使用，并且這種權(quán)利要求的任何組合在此被公開。此外，本文所使用的術(shù)語和短語不旨在是限制性的，而是為了提供對(duì)本發(fā)明的可理解的描述。本文所使用的術(shù)語“一”、“一個(gè)”被限定為一個(gè)或不止一個(gè)。本文所使用的術(shù)語“多個(gè)”被限定為兩個(gè)或不止兩個(gè)。本文所使用的術(shù)語“其它”被限定為至少第二個(gè)或多個(gè)。本文所使用的術(shù)語“包括”和/或“具有”被限定為包含(即，開放式語言)。本文所使用的術(shù)語“聯(lián)接”被限定為連接，但是不必要直接連接。
權(quán)利要求
1.一種用于噴出流體液滴的裝置，所述流體具有高溫，所述裝置包括可替換布置的流體腔本體，其限定流體腔并且具有從流體腔延伸至流體腔元件外表面的孔；和致動(dòng)裝置，所述致動(dòng)裝置用于將流體液滴從流體腔噴出并且通過孔；其中，流體腔本體由耐熱材料制成，所述耐熱材料可由所述流體濕化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述耐熱的可濕化材料是基本上導(dǎo)電的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述耐熱的可濕化材料包括石墨和金屬中的至少一種，所述金屬尤其可能是鎢。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述耐熱的可濕化材料是基本上不導(dǎo)電的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中，所述耐熱的可濕化材料包括氮化硼(BN)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，至少流體腔本體的內(nèi)表面設(shè)置有濕化涂層，所述濕化涂層可為所述流體而濕化。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述流體是熔融金屬，且其中，濕化涂層包括碳化一鎢、碳化二鎢、碳化三鎢(WC、W2C和W3C)中的至少一個(gè)，優(yōu)選地為碳化三鎢(W3C)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中，通過化學(xué)氣相沉積(CVD)提供包括碳化鎢(WC、 W2C和/或10的濕化涂層。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，在圍繞孔的流體腔本體外表面處不存在濕化涂層。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，致動(dòng)裝置包括至少兩個(gè)導(dǎo)電電極， 每個(gè)電極布置成使得每個(gè)電極的一端與流體腔中的流體電接觸。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中，電極是銷形的，且其中，電極布置在流體腔本體的通孔中，所述通孔從所述外表面延伸到流體腔中。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中，延伸通過所述通孔的一端是錐形的，且其中， 彈性力被施加到銷形電極上，使得在電極與流體腔本體之間得到流密連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中，通過彈簧提供彈性力，所述彈簧被諸如氮化鋁(AlN)的電絕緣和導(dǎo)熱材料的層電絕緣。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，流體腔至少部分地布置在磁場(chǎng)中， 所述磁場(chǎng)從磁性材料得到并且使用鐵聚集器元件在流體腔處被聚集。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中，磁性材料是NdFeB，且磁性材料適于被冷卻并熱隔離。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述裝置還包括支撐框架，所述流體腔本體通過支撐板被支撐框架支撐，所述支撐板在至少一個(gè)尺寸上是剛性的并且包括諸如氮化硼(BN)和/或氧化鋁(Al2O3)的熱隔離和電絕緣材料。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，流體腔至少部分地布置在磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)從磁性材料得到并且使用鐵聚集器元件在流體腔處被聚集，且其中，多個(gè)支撐板支撐流體腔本體，所述支撐板布置成用于定位流體腔本體，使得流體腔定位在聚集磁場(chǎng)中。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，流體材料包括金屬，且其中，流體腔本體布置在線圈的中心，所述線圈配置成承載電流，用于感應(yīng)流體材料中的感應(yīng)電流從而加熱流體材料。
全文摘要
在用于噴出相對(duì)熱流體的液滴的噴射裝置中，流體腔本體由耐熱材料制成，并且流體腔本體的內(nèi)表面可由流體濕化，所述內(nèi)表面限定噴射裝置的流體腔。該配置使得，不需要施加附加力來強(qiáng)制流體進(jìn)入到孔中，即，窄管件導(dǎo)向到噴嘴中。
文檔編號(hào)B23K3/06GK102239021SQ200980148402
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2009年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月2日
發(fā)明者V. 庫(kù)茨內(nèi)索夫 E., C. M. 范格努克滕 H., V. 拉薩 M., 伯克豪特 R., P. J. 克拉森斯 W. 申請(qǐng)人:奧西-技術(shù)有限公司