研究人員開發(fā)高粘度液體噴射3D打印機

微滴噴射3D打印通常使用低粘度材料，但在一項題為“研究和開發(fā)高粘度熔融液體的噴墨3D打印機”的論文中，一組研究人員正在研究將該技術應用于高粘度液體。微滴噴射制造或MDJM基于離散沉積技術，其通過3D打印裝置噴射液體，通過運動平臺控制液滴噴射的軌跡，將液滴精確地噴射到指定位置，并逐漸累積進入一個三維模型。“

該技術適用于生物醫(yī)學制造，三維微結構制造，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，包括壓電堆棧，驅動框架，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，設計了一種噴射高粘度流體的裝置。“最初，冷卻機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，推導出噴嘴中液體速度的數(shù)字模型，并且還驗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

通過激光測微計測試3D打印機的針速度，并且還獲得電壓差與針速度之間的關系。

“實驗結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噴墨打印機的噴射性能密切相關，”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。“

對注入的影響因素進行了幾個實驗，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計的冷卻機構來解決
針的速度與壓電疊堆的電壓差正相關
通過仿真分析和實驗研究，噴射打印機的噴射能力與針的速度和半徑正相關，與噴嘴的直徑和錐角呈負相關。

通過實驗比較，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

在這項研究中，研究人員使用了一種聚氨酯。在未來的研究中，研究人員得出結論，重點應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。這可能會為該技術開辟新的應用程序。

來源：中國3D打印網(wǎng)