研究人員開發(fā)高粘度液體噴射3D打印機(jī)

微滴噴射3D打印通常使用低粘度材料，但在一項(xiàng)題為“研究和開發(fā)高粘度熔融液體的噴墨3D打印機(jī)”的論文中，一組研究人員正在研究將該技術(shù)應(yīng)用于高粘度液體。微滴噴射制造或MDJM基于離散沉積技術(shù)，其通過3D打印裝置噴射液體，通過運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制液滴噴射的軌跡，將液滴精確地噴射到指定位置，并逐漸累積進(jìn)入一個(gè)三維模型。“

該技術(shù)適用于生物醫(yī)學(xué)制造，三維微結(jié)構(gòu)制造，微電子，微型航天器等。在論文中，研究人員開發(fā)了一種噴射式3D打印機(jī)，包括壓電堆棧，驅(qū)動(dòng)框架，杠桿，隔熱，散熱器，加熱器，針頭和噴嘴。通過分析流體的注入原理，設(shè)計(jì)了一種噴射高粘度流體的裝置�！白畛�，冷卻機(jī)制旨在克服壓電疊層在高溫條件下無法工作的缺陷，”研究人員表示。 “此后，推導(dǎo)出噴嘴中液體速度的數(shù)字模型，并且還驗(yàn)證了影響注射的因素�！�
研究人員開發(fā)高粘度液體噴射3D打印機(jī)

通過激光測(cè)微計(jì)測(cè)試3D打印機(jī)的針?biāo)俣�，并且還獲得電壓差與針?biāo)俣戎�間的關(guān)系。

“實(shí)驗(yàn)結(jié)果很好地與理論模型匹配，表明電壓差，針半徑，噴嘴直徑和錐角與3D噴墨打印機(jī)的噴射性能密切相關(guān)，”研究人員表示。 “通過使用半徑為0.4 mm的針，直徑為50μm的噴嘴，90°的錐角，0.05 Mpa的供應(yīng)壓力和98 V的電壓差，熔融液體的粘度為可以彈出8000 cps，最小平均直徑為275μm，液滴直徑的變化在±3.8％之內(nèi)。“

對(duì)注入的影響因素進(jìn)行了幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，如電壓差，針半徑，噴嘴直徑和噴嘴錐角。研究人員得出以下結(jié)論：
壓電疊層不能在高溫條件下工作的缺陷可以通過專門設(shè)計(jì)的冷卻機(jī)構(gòu)來解決
針的速度與壓電疊堆的電壓差正相關(guān)
通過仿真分析和實(shí)驗(yàn)研究，噴射打印機(jī)的噴射能力與針的速度和半徑正相關(guān)，與噴嘴的直徑和錐角呈負(fù)相關(guān)。

通過實(shí)驗(yàn)比較，使用半徑為0.4mm的針，直徑為50μm的噴嘴，錐角為90°，供給壓力為0.05Mpa，電壓差為98V，熔融液體為噴涂粘度為8000 cps，最小平均液滴直徑為275μm，液滴直徑變化在±3.8％以內(nèi)

在這項(xiàng)研究中，研究人員使用了一種聚氨酯。在未來的研究中，研究人員得出結(jié)論，重點(diǎn)應(yīng)放在其他高粘度熔融液體的效果上，這些液體以前沒有用于3D打印中的噴射。這可能會(huì)為該技術(shù)開辟新的應(yīng)用程序。

來源：中國(guó)3D打印網(wǎng)