DOI:10.1038/s41598-020-75556-x

随着直接印刷方法的应用越来越广泛，对在具有非脂肪表面的基材上进行印刷的要求也越来越高。然而，在三维表面上的打印面临着许多困难，包括由于重力引起的墨水流动以及打印线在尖锐边缘上的连接。这项研究提出了一种有效的方法以在具有锐利边缘界线的三种不同面上印刷精细的图案（约30μm）。该方法使用导电油墨的缺陷和可拉伸射流，该射流是通过近场静电纺丝（NFES）技术生产的。由于墨水中添加了聚合物，因此即使将喷嘴中的射流沉积在锋利边缘上，也很难使其断开。作为一项实际工业应用，经证实该方法可以有效地应用于需要连接玻璃两侧电信号和电源的显示应用。当沿着“∏”形玻璃表面的印刷线路的总长度为1.2mm时，可以获得的平均电阻为0.84Ω。

图1.NFES打印系统。（a）用于连接玻璃基板两面电极的NFES印刷示意图。（b）印刷设备照片。（c）设备的喷嘴组装。

图2.用于3D表面图案化的NFES射流缺陷。（a）用于3D表面打印的NEFS射流缺陷模型。（b）印刷速度对射流缺陷形状的影响。（c）喷嘴附近和接触点附近的射流缺陷图像，可用于计算xC，（d）与实验观察相比，使用抛物线模型的射流缺陷图。喷射参数：流量Q=1.5μL/min，喷嘴内径din=150µm，喷射电压V=1,300V，相隔距离H=2.6mm。

图3.玻璃两面的印刷方法和典型印刷结果。（a）单向打印结果，和（b）双向打印结果。

图4.Ag印刷线路（印刷线路间距为200μm）相对于各种印刷速度的光学显微镜图像：（a-c）以150mm/s的速度；（d-f）以300mm/s的速度；（g-i）以450mm/s的速度。

图5.印刷线路的光学显微镜和SEM图像。（a）印刷线路间距为100μm。（b）放大的边缘部件有断线。（c）放大的边缘部件部分断开。（d-f）多条印刷线路的光学显微镜图像。（g-i）多条印刷线路的SEM图像。（j-m）边缘的放大图像。

图6.在倒角玻璃边缘上印刷的银线。（a）两侧电极极板之间的印刷线路示意图。（b-d）倒角玻璃基板上印刷线路的SEM图像。（e，f）边缘的放大图像。

图7.印刷线路的电阻和热烧结线的显微图像。（a）测得的印刷线路电阻。（b）微观分析的测量位置。（c）FIB分析位置。（d，e）在位置（1）和（2）进行第一步烧结（150℃/30分钟）后的横截面（FIB）图像。（f，g）在位置（1）和（2）进行第二步烧结（380℃/5分钟）后的横截面（FIB）图像。

图8.局部烧结结果。（a）NIR激光烧结结果。（b）电烧结结果。（c）电烧结过程。