基于压电‒弹性‒流体耦合的压电喷墨打印研究

目的 通过研究双极性梯形波的时间参数和电压幅值对液滴喷射的影响，确定合适的驱动波形，旨在避免卫星液滴出现的同时提高压电喷墨打印头液滴喷射的速度。方法 利用ANSYS Workbench平台仿真分析压电喷墨过程，对压电–弹性–流体双向流固耦合模型和两相流模型进行分布结构分析，根据液滴状态及喷射速度优化驱动波形。结果 最终确定双极性梯形波的时间参数为4、14、4、20、4 μs，电压幅值为15 V和35 V，加载该驱动波形，液滴喷射平均速度达3.1 m/s，且液滴状态较好，无卫星液滴出现。结论 驱动波形的时间参数和电压幅值对压电喷墨打印头喷射液滴的速度和卫星液滴的控制有一定的影响，通过对驱动波形进行优化可以提高压电喷墨打印头喷射液滴的质量。     

DOD 式压电喷墨打印系统液滴形成过程的数值模拟

目的研究DOD式压电喷墨打印系统液滴形成过程。方法简化压电式喷墨打印头的几何模型,建立基于流体体积法的流体仿真模拟系统,模拟给定压力条件下液滴生成的全过程,并以此进行数值实验来评估油墨的表面张力和黏度对喷墨中液滴形成形态的影响。结果给出不同瞬间液滴的形态,得出适合于给定条件的最优参数组合。引入流体力学中的无量纲常数Z,评价表面张力和油墨黏度在耦合作用下液滴的成形状态。确定表面张力约为40 mN/m、黏度约为10 Pa·s、无量纲常数Z为4.56的油墨能够得到理想的单液滴喷射形态。结论将仿真的结果应用到实验中,对比分析可知吻合较好,证明了数值模拟的可靠性。     

压电式喷墨的建模与分析

通过建立一维喷墨模型,对压电式喷墨过程进行了阶段分析,并结合牛顿第二定律、动量守恒定律和能量守恒定律,对作用在压电元件上的电压与相应的压力之间关系进行了分析,对油墨在管腔中的运动进行了描述,并分析了液滴形成的条件以及形成液滴的大小和速度变化,最后通过实验分析了表面张力和喷射速度对墨滴形成的影响。     

流体粘弹性对喷墨印刷液滴参数影响

目的研究粘弹性非牛顿流体中聚合物参数对喷墨液滴形成过程中各项数据的关系,通过所得数据进行数值处理,构成关于聚合物参数变量的液滴类型空间。方法模拟实验中采用FENE-CR流体模型,将FENE-CR流体模型中的本构方程与纳维斯托克斯方程和连续介质力学相结合,推导出流体聚合物参数与流体粘弹性的关系。建立液滴喷射模型,采用Flow 3D数值模拟方法模拟聚合物参数变化对喷墨液滴形成过程的影响。结果得到了聚合物参数(聚合物延展性L、聚合浓度C和聚合物De值)对喷墨印刷中墨滴断裂过程的各项主要数据:主液滴最终速度vf、液滴尺寸V、墨尾最大长度Z,墨尾一次断裂时间tb的具体关系曲线。结论对于非牛顿粘弹性流体,虽然高分子聚合物在整个流体中所占比例很小,但是它的存在对流体粘弹性变化影响显著,聚合物种类和浓度的不同会最终导致液滴形成过程中各项数值发生巨大的变化。     

油墨特性与残余波动对墨滴成形的影响分析

为得到期望的喷射墨滴,分别针对油墨特性中3个具有代表性的参数:韦伯数、雷诺数及奥内佐格数进行了分析,给出了适用于新技术领域的油墨特性范围,同时针对标准脉冲在喷墨头上应用所存在的残余波动问题,通过建立离散时间模型的方法设计出了一种优化脉冲,然后根据墨滴喷射时弯液面速度的变化情况,将标准脉冲和优化脉冲下墨腔中残余波动的影响进行了实验对比分析,发现在优化脉冲驱动下喷射出的墨滴更符合实际需求。     

EHD喷印技术相关参数数值分析

目的对基于电-液耦合动力学原理(简称EHD)喷印技术的相关参数,进行锥射流和滴落模式下的数值分析研究。方法在锥射流模式中,对毛细凝结加热液体喷射的物理模型进行调整,以适用于EHD喷印;对滴落模式的液滴沉积过程,引入表面张力概念进行数值分析。运用数值法得到了锥射流的轮廓图,集中讨论了流量和净高度对射流直径的影响;重点研究了液滴直径与电压频率和液体表面张力之间的关系,并将理论结果与实验和经验数据进行了比较分析。结果锥射流模式在一定条件下,射流直径随着流量和净高度的增大而增加;在滴落模式中,得到的液滴直径随电压频率和流体表面张力的增大而减小,且数值分析得到的结果与实验结果相一致。结论对相关参数进行数值分析是对实验研究的补充,为EHD喷印技术研究提供了理论参考。     

电流体动力学近场直写射流成形的数值模拟

目的研究电流体动力学近场直写的射流成形机理及其规律,探索电流体动力学近场直写射流成形的影响因素。方法首先对电流体动力学近场直写的射流成形机理进行理论分析,并构建数学模型,然后以去离子水为溶剂配成质量分数为13%~17%的聚氧化乙烯作为模拟材料,采用有限元数值模拟方法进行仿真试验验证。结果在电场力作用下,液滴会发生流变形成弯液面,随着电荷密度的增大,弯液面逐渐形成泰勒锥,当电荷密度进一步增加,电场力克服了液体表面张力,在泰勒锥顶端产生射流;电压、喷射高度和入口压力等工艺参数会影响射流形态。结论电压越大或喷射高度越小,射流受到的电场力越大;入口压力越大,锥形越长;通过调整工艺参数可以改善射流形态;电流体动力学近场直写方法可实现聚合物溶液高分辨率的喷墨印刷。     

纳米尺度液滴的静电喷射实验

介绍了一种基于高压静电打印技术的工作原理.静电打印头结构是由喷孔结构和电极结构复合而成.施加2.5～3.5kV的脉冲电压驱动液滴产生,所得的液滴直径比传统静电喷射方法更小的液滴,直径为1991～201.6nm.同时,考察在2.8kV,3.0kV,3.2kV和3.4kV四种脉冲电压条件下幅值下幅值大小对液滴大小的影响情况,实验结果表明随着脉)中幅值的增大液滴逐渐减小结论.     

喷墨印刷液滴的铺展特性研究

目的 研究喷墨印刷液滴相关参数对其铺展特性的影响，为喷墨印刷质量的研究奠定基础。方法 采用Fluent软件，基于VOF(Volume of Fluid)法，建立液滴撞击光滑承印物表面并铺展的仿真模型，采用PISO(Pressure-Implicit with Splitting of Operators)算法对速度和压力进行耦合，分析液滴相关参数对其撞击铺展的影响规律。结果 当液滴飞行速度为6 m/s、接触角度为40°、液滴流体黏度为0.005 Pa.s、液滴直径为0.08 mm时，液滴撞击光滑承印物表面的铺展系数最大，铺展程度最好，铺展特性最优。结论 铺展系数随液滴直径、流体黏度和接触角的增大而降低，随飞行速度的增大而增大。     

均一微米级液滴和粒子的制备及研究现状

从原理、特点、存在的问题等方面分别介绍了几种制备微米级液滴和粒子的方法,如雾化法、切丝或打孔重熔法、乳化法、均一液滴成型法、脉冲小孔喷射法。其中脉冲小孔喷射法制备出的微米级液滴和粒子粒径均一可控,圆球度高,热履历一致,具有良好的发展潜力。此外,介绍了微米级液滴和粒子的应用领域及研究现状。     

喷印工艺控制参数对水性油墨墨滴形态的影响

目的为了提高水性油墨的喷墨印刷质量,通过控制喷印工艺参数以获得良好的墨滴形态。方法分析喷印工艺控制的关键参数以及墨滴形态的表征参数,通过单因素工艺参数对墨滴形态影响的实验,分析电压、点火频率和脉冲宽度对墨滴形态各评价指标的影响程度,并运用AHP法构建墨滴形态的质量分析模型;通过多因素工艺参数组合对墨滴形态影响的正交实验,分析各工艺参数与墨滴形态参数之间的关联性,并结合质量评价模型综合评判喷印工艺参数对墨滴形态的影响。结果喷印工艺参数电压、点火频率和脉冲宽度共同影响墨滴形态的质量,脉冲宽度对其影响最大,点火频率次之,电压的影响程度最小,其权重分别为0.462,0.272,0.266。结论水性油墨喷印工艺中,通过合理地控制喷印工艺的关键参数,可以有效地提高墨滴形态质量,从而获得良好的印刷品质量。     

涂布纸水性油墨喷墨印品质量的影响因素研究

为了研究水性油墨喷墨印刷过程中喷印工艺参数对涂布铜版纸印品质量的影响,分析印品质量评价指标与喷印工艺参数间的正负相关性。印刷时,先改变喷墨印刷中喷头电压、点火频率、脉冲宽度的关键工艺参数,再测量印品实地密度、色差、明度和光泽度4个质量评价指标,定性分析各工艺参数对印品质量评价指标的正负相关性,最后采用统计学分析方法分析喷印工艺参数对印品质量的影响,并采用偏最小二乘回归法建立相应的回归模型。研究结果表明:脉冲宽度对涂布纸印品的实地密度、色差、光泽度、明度的影响较大,点火频率和喷头电压在一定范围内对涂布纸印品的实地密度、色差、光泽度、明度的影响较小,故在涂布纸水性油墨喷墨印刷过程中,通过合理地控制喷印工艺的关键参数可提高印品质量;偏最小二乘回归预测模型对印品的色差和明度具有较好的预测能力。     

喷墨打印纸表面特性对色彩复制的影响

随着颜色科学尤其是喷墨印刷的高速发展,对颜色复制效果的评价成为了喷墨印刷最重要的评价参数之一,同时也使颜色复制效果的评价越来越趋于定量化。选取了4种不同类型、不同物理性能的喷墨打印纸张,通过对纸张的白度、光泽度、粗糙度和吸收性等性能参数的测量和分析,得到了喷墨打印纸的各项性能参数对颜色复制的影响,对于喷墨打印中纸张类型的选择和提高喷墨印刷的复制精度,具有一定的实际指导意义。     

喷墨打印技术在材料科学中的应用

近年来,采用喷墨打印技术制备功能陶瓷、金属导线、聚合物电致发光二极管以及生物芯片等材料引起了国内外研究人员的广泛关注。介绍了喷墨打印技术在陶瓷墨水喷墨打印无模成型、单分散胶体球体自组装、金属纳米粒子的图案化排列以及有机分子多层膜的微图形蚀刻中的研究和应用进展,讨论了喷墨成型技术在材料制备中存在的问题和发展趋势,指出喷墨打印技术已成为材料领域基础研究和产品研发的一个有力工具。     

数码喷绘质量影响因素分析

本文在介绍了喷绘原理与技术特点的基础上,探讨了环境因素、图像前处理、设备关键单元、油墨、承印介质及两者之间的成像适性对喷绘质量的影响,并提出相关的改进措施。从分析结果来看,要获得好的喷绘质量,在设备条件一定的情况下,其中喷墨墨水和承印介质良好的匹配性最为关键,同时兼顾其它各因素及因素之间对喷绘质量的影响。     

喷墨印刷中墨滴在薄织物上的铺展和渗透模型

结合喷墨印刷中墨滴铺展和渗透的热力学模型和一种简单的织物渗透模型,建立了一个新的描述墨滴在薄织物上的铺展和渗透的动态模型。利用该模型,当墨水一定时,可以通过设定织物的基本结构参数来预测出网点的扩大量,也可以通过改变织物的基本结构来控制网点的扩大。     

喷墨印刷质量的分析与研究

详细分析了色彩管理软件、分辨率、色阶、墨滴大小、墨水、承印物等对喷墨印刷质量的影响,通过理论分析与实践经验的总结,旨在找出各因素影响喷墨印刷质量的实质以及如何控制这些因素的影响以提高印刷质量.最后,得到了7个影响喷墨印刷质量的关键因素,并提出了相应优化喷墨印刷质量措施.     

喷墨打印基材表面纳米涂层的研究进展

目的综述了目前喷墨打印基材表面纳米涂层的研究成果和发展趋势。方法基于对近年国内外关于表面纳米涂层的研究成果,介绍喷墨打印表面纳米涂层的组成、固化机理及其物化性能和光学性能,进一步对喷墨打印涂层的发展趋势及挑战进行总结与分析。结果表面纳米涂层能够改变材料及其制件表面的物理结构和化学组成。在喷墨打印过程中,喷墨打印基材表面纳米涂层质量直接影响印品的质量,文中通过对喷墨打印纳米涂层的性能、研究现状、发展趋势及挑战等方面的论述,为未来的喷墨打印纳米涂层相关研究和应用提出了建议。结论喷墨打印技术作为数字成像技术的典型代表,可实现印刷品的种类多样化、个性化,想要得到复制完美的制品,需优化基材表面的化学组成或物理结构,而表面涂层技术能够改变材料及其制件表面成分和组织结构,所以对喷墨打印基材表面纳米涂层的研究至关重要。