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研究人员开发出高粘度液体喷射3D打印机

2018-11-09 10:29
来源: 3D虎

众所周知,微滴喷射3D打印通常使用低粘度材料,但在一项题为“研究和开发高粘度熔融液体的喷墨3D打印机”的研究中,一组研究人员正在研究将高粘度液体应用于该技术。微滴喷射制造或MDJM基于离散沉积技术,其通过3D打印装置喷射液体,通过运动平台控制液滴喷射的轨迹,将液滴精确地喷射到指定位置,并逐渐累积成为一个三维模型。“

研究人员开发出高粘度液体喷射3D打印机

据了解,该技术一般用于生物医学制造、三维微结构制造、微电子以及微型航天器等。该论文指出,研究人员开发了一种喷射式3D打印机,包括压电堆栈、驱动框架、杠杆、隔热、散热器、加热器、针头和喷嘴。通过分析流体的注入原理,设计了一种喷射高粘度流体的装置。

“最初,冷却机制旨在克服压电叠层在高温条件下无法工作的缺陷,”研究人员表示。“此后,推导出喷嘴中液体速度的数学模型,并且Fluent验证了影响注射的因素。”

研究人员开发出高粘度液体喷射3D打印机

通过激光测微计测试3D打印机的针速度以及电压差与针速度之间的关系

“实验结果与理论模型相匹配,表明电压差、针半径、喷嘴直径和锥角与喷墨3D打印机的喷射性能密切相关,”研究人员表示。“通过使用半径为0.4 mm的针、直径为50μm的喷嘴、90°的锥角、0.05 Mpa的供应压力和98 V的电压差,熔融液体的粘度为可以弹出8000 cps,最小平均直径为275μm,液滴直径的变化在±3.8%之内。”

研究人员开发出高粘度液体喷射3D打印机

研究人员对注入的影响因素进行了几个实验,如电压差、针半径、喷嘴直径和喷嘴锥角。研究人员得出以下结论:

压电叠层不能在高温条件下工作的缺陷可以通过专门设计的冷却机构来解决

针的速度与压电叠堆的电压差正相关

通过仿真分析和实验研究,喷射3D打印机的喷射能力与针的速度和半径正相关,与喷嘴的直径和锥角呈负相关。

在这项研究中,研究人员使用了一种聚氨酯。在未来的研究中,研究人员将重点应放在以前没有用于3D打印中的喷射的其他高粘度熔融液体材料上,这可能会为该技术开辟新的里程碑。

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