CN114474722B - 基于3d打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法及装置。该基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法包括：对透明柔性薄膜进行表面改性处理，以降低表面水接触角并引入含氧极性基团；采集透明柔性薄膜三维超景深图像；将透明柔性薄膜三维超景深图像输入至透明柔性薄膜分析模型，得到透明柔性薄膜分析模型输出的3D打印信息；以及基于3D打印信息，将打印材料3D打印到透明柔性薄膜上以得到加工有精细线路的透明柔性薄膜。本发明实现了透明柔性薄膜表面精度高达1μm的精细线路的大面积稳定快速加工制造，同时保证了高效的生产效率与绿色的生产过程，并且满足了在柔性薄膜表面加工任意形状结构化图案的制造需求。
Description
技术领域
本发明涉及柔性电子技术领域，尤其涉及一种基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法、装置、电子设备及一种表面具有精细线路的透明柔性薄膜。
背景技术
柔性电子是将有机电子器件或者无机薄膜器件制作在柔性基板上形成电路的技术。由于柔性电子器件性能与传统微电子器件相当，且具有便携性、透明、轻质、伸展/弯曲，以及易于快速大面积打印等特点，越来越受到科研界和产业界的关注。其潜力已经在柔性显示和照明、电子纸、电子肌肤﹑印刷RFID、薄膜太阳能电池板等领域得到了验证，对于信息﹑能源、医疗、国防等领域具有广泛应用前景。
现有技术中，ITO导电膜以其低电阻率、高可见光透射率、与玻璃基体结合牢固、抗擦伤，良好的化学稳定性等优点，成为主流的导电薄膜。然而随着技术的发展，ITO导电膜在柔性电子的应用显得日益乏力。在此背景下，以纳米金属材料为基础的图案化电极受到了人们的关注。
然而，不管是ITO导电膜还是以纳米金属材料为基础的图案化电极都存在其问题。例如，ITO导电膜机械性能很差，经不住折绕，无法满足现在柔性器件在折绕性能的要求；其次大多数实际应用需要图案化电极，往往需要通过曝光、显影、蚀刻及清洗等工艺对ITO导电膜进行处理，因此生产效率低下，存在大量蚀刻污染；最后ITO导电膜的电极线宽很难做到2微米以下，这对于精细电子微胞元件的集成和互联形成了巨大的阻碍。再例如，以纳米金属材料为基础的图案化电极的分辨率在15μm以上，无法制作高分辨率电极图案。即便是导电高分子材料、碳纳米管和石墨烯等材料，也因其制作成本、材料稳定性差、工艺成本等诸多因素的限制而无法量产并应用于工业场景。
发明内容
本发明提供一种基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法、装置、电子设备及一种表面具有精细线路的透明柔性薄膜，旨在克服现有技术中ITO导电膜、以纳米金属材料为基础的图案化电极和其它材料电极存在的分辨率低、生产效率低、生产过程污染严重、生产成本高、导电率低、基板折绕性能无法满足的问题，实现了透明柔性薄膜表面精度高达1μm的精细线路的大面积稳定快速加工制造，同时保证了高效的生产效率与绿色的生产过程，并且满足了在柔性薄膜表面加工任意形状结构化图案的制造需求。此外，本发明还可以根据不同基板选择不同夹装方式实现最高效稳定的大面积图案化精细线路加工，根据不同性能及应用场景选择不同基板和打印材料使设计性能最优化展现。
具体地，本发明实施例提供了以下技术方案：
第一方面，本发明的实施例提供一种基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法，所述方法用于加工具有精细线路的透明柔性薄膜，且包括：
对透明柔性薄膜进行表面改性处理，以降低表面水接触角并引入含氧极性基团；
采集透明柔性薄膜三维超景深图像；以及
将所述透明柔性薄膜三维超景深图像输入至透明柔性薄膜分析模型，得到所述透明柔性薄膜分析模型输出的3D打印信息，其中所述透明柔性薄膜分析模型基于样本透明柔性薄膜三维超景深图像，以及所述样本透明柔性薄膜三维超景深图像的样本透明柔性薄膜标签训练得到；
基于所述3D打印信息，将打印材料3D打印到所述透明柔性薄膜上以得到加工有精细线路的所述透明柔性薄膜。
进一步地，该基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法还包括：
所述透明柔性薄膜的材料种类包括聚酯PET、环烯烃聚合物COP、聚酰亚胺PI、液晶聚合物LCP、聚乙烯PE、聚氨酯PU或聚二甲基硅氧烷PDMS中的至少一种。
进一步地，该基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法还包括：
所述打印材料的材料种类包括金、银、铂、铜、锡、铝、环氧树脂、硅胶或陶瓷中的至少一种。
进一步地，该基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法还包括：
所述采集透明柔性薄膜三维超景深图像，之前还包括：
通过多种夹装方式中的任意一种将透明柔性薄膜夹装，并将夹装后的所述透明柔性薄膜运动至传感器量程范围内。
进一步地，该基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法还包括：
3D打印的打印喷嘴采用至少一个阵列式喷头。
进一步地，该基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法还包括：
所述精细线路的加工精度为1μm，以及
在所述打印材料为金、银、铂、铜、锡或铝的情况下，所述精细线路包括任意形状的导电结构图案；
在所述打印材料为环氧树脂、硅胶或陶瓷的情况下，所述精细线路包括任意形状的绝缘结构图案。
进一步地，该基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法还包括：
所述多种夹装方式包括辊轴夹紧方式、夹装框夹紧方式、贴附方式、静电吸附方式或吸盘吸附方式。
进一步地，该基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法还包括：
所述贴附方式包括：热熔胶贴附、静电吸附、光学胶贴附、环氧胶贴附。
第二方面，本发明的实施例还提供一种基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工装置，包括：
薄膜改性单元，用于对透明柔性薄膜进行表面改性处理，以降低表面水接触角并引入含氧极性基团；
薄膜图像采集单元，用于采集透明柔性薄膜三维超景深图像；
薄膜分析单元，用于将所述透明柔性薄膜三维超景深图像输入至透明柔性薄膜分析模型，得到所述透明柔性薄膜分析模型输出的3D打印信息，其中所述透明柔性薄膜分析模型基于样本透明柔性薄膜三维超景深图像，以及所述样本透明柔性薄膜三维超景深图像的样本透明柔性薄膜标签训练得到；以及
3D打印单元，用于基于所述3D打印信息，将打印材料3D打印到所述透明柔性薄膜上以得到加工有精细线路的所述透明柔性薄膜。
第三方面，本发明的实施例还提供一种表面具有精细线路的透明柔性薄膜，所述表面具有精细线路的透明柔性薄膜是基于上述基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法并通过上述基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工装置加工而成。
第四方面，本发明的实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现上述基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法的步骤。
第五方面，本发明的实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法的步骤。
由上面技术方案可知，本发明提供一种基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法、装置、电子设备及一种表面具有精细线路的透明柔性薄膜，旨在克服现有技术中ITO导电膜、以纳米金属材料为基础的图案化电极和其它材料电极存在的分辨率低、生产效率低、生产过程污染严重、生产成本高、导电率低、基板折绕性能无法满足的问题，实现了透明柔性薄膜表面精度高达1μm的精细线路的大面积稳定快速加工制造，同时保证了高效的生产效率与绿色的生产过程，并且满足了在柔性薄膜表面加工任意形状结构化图案的制造需求。此外，本发明还可以根据不同基板选择不同夹装方式实现最高效稳定的大面积图案化精细线路加工，根据不同性能及应用场景选择不同基板和打印材料使设计性能最优化展现。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法的流程图；
图2为本发明一实施例提供的辊轴夹紧方式的示意图；
图3为本发明一实施例提供的夹装框夹紧方式的示意图；
图4为本发明一实施例提供的贴附方式的示意图；
图5为本发明一实施例提供的吸盘吸附方式的示意图；
图6为本发明一实施例提供的贴附方式加工完成样品的示意图。
图7为本发明一实施例提供的表面具有精细线路的透明柔性薄膜的结构示意图之一；
图8为本发明另一实施例提供的表面具有精细线路的透明柔性薄膜的结构示意图之一；
图9为本发明一实施例提供的基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工装置的结构示意图；以及
图10为本发明一实施例提供的电子设备的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明使用的各种术语或短语具有本领域普通技术人员公知的一般含义，即便如此，本发明仍然希望在此对这些术语或短语作更详尽的说明和解释。如果本文涉及的术语和短语有与公知含义不一致的，则以本发明所表述的含义为准；并且如果在本申请中没有定义，则其具有本领域普通技术人员通常理解的含义。
现有技术中，ITO导电膜机械性能很差，经不住折绕，无法满足现在柔性器件在折绕性能的要求；其次大多数实际应用需要图案化电极，往往需要通过曝光、显影、蚀刻及清洗等工艺对ITO导电膜进行处理，因此生产效率低下，存在大量蚀刻污染；最后ITO导电膜的电极线宽很难做到2微米以下，这对于精细电子微胞元件的集成和互联形成了巨大的阻碍。而以纳米金属材料为基础的图案化电极的分辨率在15μm以上，无法制作高分辨率电极图案。即便是导电高分子材料、碳纳米管和石墨烯等材料，也因其制作成本、材料稳定性差、工艺成本等诸多因素的限制而无法量产并应用于工业场景。
针对于此，第一方面，本发明的一实施例提出一种基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法，旨在克服现有技术中ITO导电膜、以纳米金属材料为基础的图案化电极和其它材料电极存在的分辨率低、生产效率低、生产过程污染严重、生产成本高、导电率低、基板折绕性能无法满足的问题，实现了透明柔性薄膜表面精度高达1μm的精细线路的大面积稳定快速加工制造，同时保证了高效的生产效率与绿色的生产过程，并且满足了在柔性薄膜表面加工任意形状结构化图案的制造需求。此外，本发明还可以根据不同基板选择不同夹装方式实现最高效稳定的大面积图案化精细线路加工，根据不同性能及应用场景选择不同基板和打印材料使设计性能最优化展现。
下面结合图1描述本发明的基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法。
图1为本发明一实施例提供的基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法的流程图。
在本实施例中，需要说明的是，该基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法用于加工具有精细线路的透明柔性薄膜，并且可以包括以下步骤：
101：对透明柔性薄膜进行表面改性处理，以降低表面水接触角并引入含氧极性基团；
102：采集透明柔性薄膜三维超景深图像；
103：将透明柔性薄膜三维超景深图像输入至透明柔性薄膜分析模型，得到透明柔性薄膜分析模型输出的3D打印信息，其中透明柔性薄膜分析模型基于样本透明柔性薄膜三维超景深图像，以及样本透明柔性薄膜三维超景深图像的样本透明柔性薄膜标签训练得到；以及
104：基于3D打印信息，将打印材料3D打印到透明柔性薄膜上以得到加工有精细线路的透明柔性薄膜。
具体地，通过将高精度3D打印技术引入高性能透明柔性薄膜制造领域得到基于超高精度3D打印的高性能透明柔性薄膜制造技术，即本发明的一实施例提供的基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法。本发明在超高精度3D打印机及其打印技术的基础上，结合柔性电子产业相关技术与需求，实现了透明柔性薄膜大面积稳定快速加工制造。
更具体地，基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法可以包括以下步骤：透明柔性薄膜夹装；将透明柔性薄膜表面运动至合适高度范围(传感器量程范围内)；将透明柔性薄膜运动至打印开始点；选择面扫描方式或者加工路径扫描方式；数据采集；后台数据处理；开始打印；打印完成。
在本实施例中，需要说明的是，该基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法还包括：透明柔性薄膜的材料包括聚酯PET、环烯烃聚合物COP、聚酰亚胺PI、液晶聚合物LCP、聚乙烯PE、聚氨酯PU或聚二甲基硅氧烷PDMS。
在透明柔性薄膜的材料为聚酯PET的实施例中，虽然PET薄膜材料具有较好的抗疲劳性、强韧性、高熔点、优异的隔离性能、耐溶剂性能以及出色的抗褶皱性能，但是由于PET薄膜材料表面自由能低，其润湿性、可粘接性以及可印刷性等加工性能较差，这对PET薄膜实际生产中的应用有很大的限制。因此，本发明的基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法中利用等离子清洗机对PET薄膜材料进行表面改性处理，在保留其PET材料固有性能的同时，也不会对材料基体带来损害。
下面通过示出实验测试PET薄膜在等离子清洗机处理前后的变化来进一步描述本实施例。
具体地，首先通过观察放大倍数为10000倍的SEM照片，未经等离子清洗机处理的PET薄膜的表面比较光滑，局部还粘附着微量的杂质。其次，使用大气射流旋喷等离子清洗机对PET薄膜材料进行处理。随着等离子清洗机处理时间的增加，一些不规则的薄片状结构呈现PET薄膜的表面，薄膜表面的粗糙度也有所增加。PET膜表面之后也呈现大块区域的白色精细纹路结构，这些粗糙结构是由纳米级的细小微粒所组成的，而这是由于等离子清洗机处理对PET薄膜起到了一定的刻蚀作用。
具体地，针对PET膜表面能的影响，本发明使用接触角测量仪对等离子清洗机处理前后PET膜表面接触角进行对比观察，通过六点取平均值的方式，得出数据情况如表1所示：未处理的PET膜的表面水接触角为81.2°，亲水性能较差。然而，当经等离子清洗机处理30s，膜表表面水接触角降低至48.9°，当经等离子清洗机处理时间180s时，膜表面接触角路至37.6°。
| PET薄膜材料 | 水接触角度数 |
| 未经等离子清洗机处理 | 81.2° |
| 等离子清洗机处理30s | 48.9° |
| 等离子清洗机处理120s | 39.7° |
| 等离子清洗机处理180s | 37.6° |
表1
基于此，本发明通过等离子清洗机处理可以有效地增加PET薄膜材料的亲水性能。
此外，除了对亲水性能的提升，等离子清洗机还对PET薄膜材料的表面能也有提升。
具体地，本发明通过等离子清洗机处理，在PET薄膜表面引入大量的含氧极性基团，从而提升PET膜表面的自由能，进而改善其表面润湿性、可粘接性以及可印刷性等使用性能。
更具体地，本发明通过使用SEM和接触角测量仪对PET薄膜材料在等离子清洗机前后的观察验证。等离子清洗机不仅能够通过刻蚀提升薄膜表面粗糙度，而且能够在薄膜表面引入大量的含氧极性基团，提升PET膜的亲水性和表面能，在不损伤薄膜特性的情况下，实现PET薄膜材料的表面改性。本发明中的3D打印工艺所用墨水皆为水性墨水，在改性过的PET表面具有更好的粘附性。
显然，本发明的实施例并不限于此，如上所述，除了聚酯PET之外，本发明还可以包括环烯烃聚合物COP、聚酰亚胺PI、液晶聚合物LCP、聚乙烯PE、聚氨酯PU或聚二甲基硅氧烷PDMS的透明柔性薄膜的材料的实施例。此外，本领域技术人员还可以根据实际加工需求而选择更多不同材料的薄膜，只要所选薄膜满足现在柔性器件对基板折绕性能的要求即可。
针对步骤103，具体地，透明柔性薄膜分析模型用于对输入的透明柔性薄膜三维超景深图像进行透明柔性薄膜信息的分析，以进一步得到3D打印信息，从而输出分析出3D打印信息，即基于透明柔性薄膜三维超景深图像中透明柔性薄膜的透明柔性薄膜信息得到的图案化3D信息(例如，透明柔性薄膜可用于进行何种规模或尺寸的3D打印、在透明柔性薄膜的哪个区域或位置进行3D打印、该透明柔性薄膜的材料适用于施加何种3D打印材料等)。此外，透明柔性薄膜分析模型可以是预先训练好的神经网络模型。
在此之前，还可以预先训练得到透明柔性薄膜分析模型，具体可以通过如下步骤训练透明柔性薄膜分析模型：首先，通过基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工的摄像***(其中包括至少一个图像传感器，例如CMOS传感器等)采集大量样本透明柔性薄膜三维超景深图像，并通过人工标注的方式获取样本透明柔性薄膜三维超景深图像中的样本透明柔性薄膜信息，即样本透明柔性薄膜标签。随即，基于样本透明柔性薄膜三维超景深图像，以及样本透明柔性薄膜三维超景深图像的样本透明柔性薄膜标签，对初始模型进行训练，从而得到透明柔性薄膜分析模型。
在本实施例中，需要说明的是，该基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法还包括：在采集透明柔性薄膜三维超景深图像(步骤102)，之前还包括：通过多种夹装方式中的任意一种将透明柔性薄膜夹装，并将夹装后的透明柔性薄膜运动至传感器量程范围内。
下面结合图2、图3、图4和图5对本发明提供的多种夹装方式进行描述。
图2为本发明一实施例提供的辊轴夹紧方式的示意图；图3为本发明一实施例提供的夹装框夹紧方式的示意图；图4为本发明一实施例提供的贴附方式的示意图；图5为本发明一实施例提供的吸盘吸附方式的示意图。
进一步地，在本实施例中，需要说明的是，该基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法还包括：多种夹装方式包括辊轴夹紧方式、夹装框夹紧方式、贴附方式、静电吸附方式或吸盘吸附方式。
下面结合图6对本发明提供的贴附方式进行进一步的描述。
图6为本发明一实施例提供的贴附方式加工完成样品的示意图。
更进一步地，在本实施例中，需要说明的是，该基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法还包括：贴附方式包括：热熔胶贴附、静电吸附、光学胶贴附、环氧胶贴附。
在本实施例中，需要说明的是，该基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法还包括：3D打印的打印喷嘴采用至少一个阵列式喷头。
具体地，本发明的打印喷嘴采用阵列式喷头来提高加工效率，并且喷头数量可以根据具体加工需求来定制。
在本实施例中，需要说明的是，该基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法还包括：打印材料的材料种类包括金、银、铂、铜、锡、铝、环氧树脂、硅胶或陶瓷中的至少一种
具体地，本发明的基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法中的打印材料可以包括但不限于金、铂、铜、锡、铝等导电材料以及环氧树脂、硅胶、陶瓷等介质材料。
进一步地，在本实施例中，需要说明的是，该基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法还包括：精细线路的加工精度为1μm，以及在打印材料为金、银、铂、铜、锡或铝的情况下，精细线路包括任意形状的导电结构图案；在打印材料为环氧树脂、硅胶或陶瓷的情况下，精细线路包括任意形状的绝缘结构图案。
具体地，精细线路的加工精度(即，图案化电极的分辨率)最高可以为1μm，向上可以无限兼容，其克服了现有技术中精细线路加工精度过低的缺陷。
相应地，若打印材料为金、铂、铜、锡、铝等导电材料，则柔性薄膜表面上的精细线路为导电结构；若打印材料为环氧树脂、硅胶或陶瓷，则则柔性薄膜表面上的精细线路为单纯的结构化图案，即绝缘的结构化图案。
综上所述，本发明提供的基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法，克服了现有技术中ITO导电膜、以纳米金属材料为基础的图案化电极和其它材料电极存在的分辨率低、生产效率低、生产过程污染严重、生产成本高、导电率低、基板折绕性能无法满足的问题，实现了透明柔性薄膜表面精度高达1μm的精细线路的大面积稳定快速加工制造，同时保证了高效的生产效率与绿色的生产过程，并且满足了在柔性薄膜表面加工任意形状结构化图案的制造需求。此外，本发明还可以根据不同基板选择不同夹装方式实现最高效稳定的大面积图案化精细线路加工，根据不同性能及应用场景选择不同基板和打印材料使设计性能最优化展现。
基于同样的发明构思，另一方面，本发明的一实施例提出一种表面具有精细线路的透明柔性薄膜，该表面具有精细线路的透明柔性薄膜是通过上述基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法加工而成。
下面结合图7和图8对本发明提供的表面具有精细线路的透明柔性薄膜进行描述。
图7为本发明一实施例提供的表面具有精细线路的透明柔性薄膜的结构示意图之一，并且图8为本发明另一实施例提供的表面具有精细线路的透明柔性薄膜的结构示意图之一。
具体地，该表面具有精细线路的透明柔性薄膜是基于上述基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法并通过下述基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工装置加工而成。
更具体地，该表面具有精细线路的透明柔性薄膜的电阻率可以在3.5*10-6Ω·m以内，并且在自然光条件的光线频率下具有80％以上的透光率。
基于同样的发明构思，另一方面，本发明的一实施例提出一种基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工装置。
下面结合图9对本发明提供的基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工装置进行描述，下文描述基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工装置与上文描述的基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法可相互对应参照。
图9为本发明一实施例提供的基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工装置的结构示意图。
在本实施例中，需要说明的是，该基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工装置1包括：薄膜改性单元10，用于对透明柔性薄膜进行表面改性处理，以降低表面水接触角并引入含氧极性基团；薄膜图像采集单元20，用于采集透明柔性薄膜三维超景深图像；薄膜分析单元30，用于将透明柔性薄膜三维超景深图像输入至透明柔性薄膜分析模型，得到透明柔性薄膜分析模型输出的3D打印信息，其中透明柔性薄膜分析模型基于样本透明柔性薄膜三维超景深图像，以及样本透明柔性薄膜三维超景深图像的样本透明柔性薄膜标签训练得到；3D打印单元40，用于基于3D打印信息，将打印材料3D打印到透明柔性薄膜上以得到加工有精细线路的透明柔性薄膜。
需要说明的是，在本发明的实施例中，3D打印单元进一步包括：夹装模块、视觉对位模块、传感器测高模块/高度补偿模块、打印模块、烧结模块等。
由于本发明实施例提供的基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工装置可以用于执行上述实施例所述的基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法，其工作原理和有益效果类似，故此处不再详述，具体内容可参见上述实施例的介绍。
在本实施例中，需要说明的是，本发明实施例的装置中的各个单元可以集成于一体，也可以分离部署。上述单元可以合并为一个单元，也可以进一步拆分成多个子单元。
此外，本发明的基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工装置可以包括但不限于以下组件：电脑、运动控制器、传感器、打印喷嘴、大理石龙门、高清工业相机、基板夹具、音圈电机。
图10为本发明一实施例提供的电子设备的示意图。
在本实施例中，需要说明的是，该电子设备可以包括：处理器(processor)1010、通信接口(Communications Interface)1020、存储器(memory)1030和通信总线1040，其中，处理器1010，通信接口1020，存储器1030通过通信总线1040完成相互间的通信。处理器1010可以调用存储器1030中的逻辑指令，以执行基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法，该方法包括：对透明柔性薄膜进行表面改性处理，以降低表面水接触角并引入含氧极性基团；采集透明柔性薄膜三维超景深图像；将透明柔性薄膜三维超景深图像输入至透明柔性薄膜分析模型，得到透明柔性薄膜分析模型输出的3D打印信息，其中透明柔性薄膜分析模型基于样本透明柔性薄膜三维超景深图像，以及样本透明柔性薄膜三维超景深图像的样本透明柔性薄膜标签训练得到；以及基于3D打印信息，将打印材料3D打印到透明柔性薄膜上以得到加工有精细线路的透明柔性薄膜。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
此外，上述的存储器1030中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法，该方法包括：对透明柔性薄膜进行表面改性处理，以降低表面水接触角并引入含氧极性基团；采集透明柔性薄膜三维超景深图像；将透明柔性薄膜三维超景深图像输入至透明柔性薄膜分析模型，得到透明柔性薄膜分析模型输出的3D打印信息，其中透明柔性薄膜分析模型基于样本透明柔性薄膜三维超景深图像，以及样本透明柔性薄膜三维超景深图像的样本透明柔性薄膜标签训练得到；以及基于3D打印信息，将打印材料3D打印到透明柔性薄膜上以得到加工有精细线路的透明柔性薄膜。
此外，在本发明中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
此外，在本发明中，参考术语“实施例”、“本实施例”、“又一实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法，其特征在于，所述方法用于加工具有精细线路的透明柔性薄膜，且包括：
对透明柔性薄膜进行表面改性处理，以降低表面水接触角并引入含氧极性基团；
采集透明柔性薄膜三维超景深图像；以及
将所述透明柔性薄膜三维超景深图像输入至透明柔性薄膜分析模型，得到所述透明柔性薄膜分析模型输出的3D打印信息，其中所述透明柔性薄膜分析模型基于样本透明柔性薄膜三维超景深图像，以及所述样本透明柔性薄膜三维超景深图像的样本透明柔性薄膜标签训练得到；
基于所述3D打印信息，将打印材料3D打印到所述透明柔性薄膜上以得到加工有精细线路的所述透明柔性薄膜。
2.根据权利要求1所述的基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法，其特征在于，所述透明柔性薄膜的材料种类包括聚酯PET、环烯烃聚合物COP、聚酰亚胺PI、液晶聚合物LCP、聚乙烯PE、聚氨酯PU或聚二甲基硅氧烷PDMS中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法，其特征在于，所述打印材料的材料种类包括金、银、铂、铜、锡、铝、环氧树脂、硅胶或陶瓷中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法，其特征在于，所述采集透明柔性薄膜三维超景深图像，之前还包括：
通过多种夹装方式中的任意一种将透明柔性薄膜夹装，并将夹装后的所述透明柔性薄膜运动至传感器量程范围内。
5.根据权利要求1所述的基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法，其特征在于，3D打印的打印喷嘴采用至少一个阵列式喷头。
6.根据权利要求3所述的基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法，其特征在于，所述精细线路的加工精度为1μm，以及
在所述打印材料为金、银、铂、铜、锡或铝的情况下，所述精细线路包括任意形状的导电结构图案；
在所述打印材料为环氧树脂、硅胶或陶瓷的情况下，所述精细线路包括任意形状的绝缘结构图案。
7.根据权利要求4所述的基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法，其特征在于，所述多种夹装方式包括辊轴夹紧方式、夹装框夹紧方式、贴附方式、静电吸附方式或吸盘吸附方式。
8.根据权利要求7所述的基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法，其特征在于，所述贴附方式包括：热熔胶贴附、静电吸附、光学胶贴附、环氧胶贴附。
9.一种基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工装置，包括：
薄膜改性单元，用于对透明柔性薄膜进行表面改性处理，以降低表面水接触角并引入含氧极性基团；
薄膜图像采集单元，用于采集透明柔性薄膜三维超景深图像；
薄膜分析单元，用于将所述透明柔性薄膜三维超景深图像输入至透明柔性薄膜分析模型，得到所述透明柔性薄膜分析模型输出的3D打印信息，其中所述透明柔性薄膜分析模型基于样本透明柔性薄膜三维超景深图像，以及所述样本透明柔性薄膜三维超景深图像的样本透明柔性薄膜标签训练得到；
3D打印单元，用于基于所述3D打印信息，将打印材料3D打印到所述透明柔性薄膜上以得到加工有精细线路的所述透明柔性薄膜。
10.一种表面具有精细线路的透明柔性薄膜，其特征在于，所述表面具有精细线路的透明柔性薄膜是基于权利要求1所述的基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工方法并通过权利要求9所述的基于3D打印的透明柔性薄膜表面精细线路加工装置加工而成。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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