微滴噴射3D打印工藝中,墨水以單一液滴形式穩(wěn)定噴射是保證噴墨打印質(zhì)量的必要條件。但在微滴噴射瞬間,納米顆粒懸浮墨水的流變學(xué)性能會(huì)隨著剪切速率發(fā)生明顯變化,對(duì)實(shí)現(xiàn)墨滴穩(wěn)定噴射具有重要影響。通過(guò)測(cè)量墨水黏度與剪切速率之間的關(guān)系,建立變黏度噴墨打印有限元模型,并對(duì)微滴噴墨打印過(guò)程中墨滴黏度、墨滴速度、墨滴形貌的變化規(guī)律及影響機(jī)理進(jìn)行研究。得出毛細(xì)管力是導(dǎo)致墨滴失穩(wěn)的重要因素,最后對(duì)墨滴穩(wěn)定噴射進(jìn)行了數(shù)值模擬和物理試驗(yàn)驗(yàn)證,證明毛細(xì)管數(shù)-奧內(nèi)佐格倒數(shù)（Capillary-ohnesorge reciprocal,CA-Z）納米顆粒懸浮墨水穩(wěn)定噴射評(píng)價(jià)方法的可行性。CA-Z納米顆粒懸浮墨水穩(wěn)定噴射評(píng)價(jià)方法為微滴噴射3D打印墨水的制備及其打印參數(shù)的優(yōu)化提供了理論和試驗(yàn)依據(jù)。 

【文章來(lái)源】：機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2020年09期 北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

墨滴觀測(cè)示意圖

模型幾何形貌如圖2a所示，整個(gè)噴墨打印模型由墨水槽、噴嘴頭、噴墨艙、出口四個(gè)部分組成。采用二維軸對(duì)稱(chēng)模型進(jìn)行建模以提高計(jì)算效率，將模型沿對(duì)稱(chēng)軸旋轉(zhuǎn)一周后就得到三維模型，如圖2b所示。幾何模型采用自由三角形網(wǎng)格進(jìn)行劃分，網(wǎng)格單元大小采用常規(guī)大小，同時(shí)使用軟件中的自適應(yīng)網(wǎng)格細(xì)化功能，對(duì)不同時(shí)間墨滴可能存在的位置進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)化，以提高仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性，細(xì)分后的網(wǎng)格劃分如圖2c所示，每張網(wǎng)格平均包括9 960個(gè)網(wǎng)格單元，最小單元質(zhì)量0.641 9，平均質(zhì)量0.915 7。最后通過(guò)加密網(wǎng)格，確認(rèn)主要結(jié)果的誤差均小于5%。1.2.2 激勵(lì)源的設(shè)置

式中，r為距中心的距離；rcomp為入口長(zhǎng)度；t、tsm、tint分別為脈沖作用時(shí)間、平滑時(shí)間和持續(xù)時(shí)間；step()為Heaviside階躍函數(shù)，用于描述脈沖隨時(shí)間的變化。入口速度的變化趨勢(shì)如圖3所示。1.2.3 流變學(xué)參數(shù)設(shè)置

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：2917136