柔性基底喷墨打印墨滴数值模拟与实验

目的研究喷墨过程中流体物性参数对喷墨质量的影响。方法采用数值模拟方法,基于流体体积法建立仿真模型,以不同粘度和表面张力的流体为研究对象,通过分析墨滴形成及铺展过程的形态变化,探索流体的物性参数(粘度、表面张力)对于墨滴成形过程的影响,得出高质量喷墨印刷的流体物性参数范围,并在柔性基底上印刷UHF(超高频)天线来验证模拟结果的可靠性。结果使用无量纲常数Z表征流体的可喷印性能,数值模拟结果表明表面张力为40 m N/m,粘度为10 Pa·s的墨水能达到良好的喷印状态。结论通过实验观测墨水的喷射过程,与模拟结果对比具有较高的重合度,数值模拟结果可以较准确地预测墨水印刷质量,经测量可知印制天线满足使用要求。     

压电喷墨液滴撞击光滑壁面铺展行为的数值研究

目的 研究典型流体相关无量纲参数对墨滴在光滑承印物表面铺展行为的影响,确定各无量纲参数对铺展直径、铺展因子和稳定铺展时间的影响规律。方法 利用Ansys软件,建立墨滴撞击光滑壁面的数值计算模型,采用VOF模型追踪液滴形状,采用PISO算法计算压力速度耦合。引入韦伯数、雷诺数、奥内佐格数来分析墨滴撞击光滑承印物表面的铺展行为。结果 计算获得不同韦伯数、雷诺数、奥内佐格数下墨滴的最大铺展直径、最终平衡铺展直径、最大铺展因子和最终铺展时间。结论 韦伯数和雷诺数对墨滴最大铺展直径的影响较大,对最终平衡直径的影响较小。韦伯数或雷诺数越小,回缩阶段越短,越快达到平衡。韦伯数、雷诺数与最大铺展因子呈明显正相关。奥内佐格数对墨滴的最大铺展直径、最终平衡直径的影响都较小。奥内佐格数越小,回缩阶段越短,越快达到平衡,奥内佐格数与液滴最大铺展因子呈不明显的正相关性。     

压电式喷墨印刷中液滴喷射参数分析

油墨液滴体积大小是影响喷墨成像质量的直接因素,对喷墨印刷中液体喷射情况进行了分析与研究。以一套压电式喷液设备,进行了乙二醇液体的液滴喷射实验,观察并探讨了操作频率、脉冲时间、脉冲电压、脉冲形态等实验参数对液滴喷射过程的影响。实验表明:改变不同的参数会影响到液滴的形成机制,分别对每个参数进行观测,以求找到液滴喷射的最佳条件。     

基于细胞打印的压电式喷墨头研究进展

目的综述细胞打印用压电式喷墨头的研究进展。方法从压电式喷墨头的角度出发,总结压电式喷墨头中影响细胞打印的关键因素,主要包括喷墨腔内部的压力波形态、压电陶瓷驱动器、喷墨头内部流体动力学特征以及喷嘴几何形状设计等对压电式喷墨头喷射行为的影响,同时针对各因素对细胞打印的具体影响进行分析讨论。结论研究成果对当前普通桌面打印机如何改进应用于细胞打印,优化细胞打印用压电式喷墨头的设计方案以及促进细胞打印的应用发展具有重要的指导意义。     

液滴干燥过程的模拟研究

为更直观地体现液滴蒸发历程,详细分析液滴内部溶剂浓度与液滴比热、液滴表面饱和蒸气压、溶剂扩散系数之间的耦合关系,建立同时考虑液滴内部温度梯度变化及浓度梯度变化的单液滴蒸发模型,并基于网格重构技术解决液滴蒸发过程中的动边界问题,分别以纯水滴和硫酸钠溶液液滴蒸发为例,模拟分析不同操作工况下,液滴滴径、液滴内部温度梯度及溶质浓度梯度的瞬态变化。结果表明:数值模拟的结果与实验结果基本吻合。     

喷墨打印墨水的技术现状与进展

本文较系统地介绍了喷墨打印墨水的物化特性、应用特性和功能要求.重点介绍了喷墨打印墨水的新技术.     

空隙型喷墨打印光泽纸的开发

本文介绍保持高光泽性，高吸墨性和实现高耐水性之喷墨打印用光泽纸的开发，实现上述性能，采用（1）超微粒二氧化硅微细空隙形成技术；（2）由二氧化硅和阳离子聚合物构成的有机无复合颗粒染料固定技术；（3）由聚乙烯醇和硼酸构成之吸墨层耐水化技术。     

喷墨打印介质的技术发展进程

本文简述了喷墨打印介质的特性要求，系统地介绍了喷墨打印介质结构类型、支持体应用、聚合物特性、生产工艺等方面的技术进步和发展方向。     

喷墨打印记录材料的研发新进展

在飞速发展的信息记录和电子成像技术的带动下,近10年来我国的喷墨打印记录材料,特别是喷墨打印纸的研发与生产取得长足进步。近几年来,无论是照片级彩喷纸还是普通纸型喷墨打印纸,在国际上都出现了新的研发热潮。不少科研成果,尤其是专利发明概要,值得我们参考。本文介绍其中的一些新进展。     

基于压电喷墨印刷的墨滴速度大小的理论研究

通过分析压电喷墨印刷的驱动原理及波传导理论,并结合牛顿第二定律、压电驱动器的在驱动电压下的体积位移和窄通道下压力波的算法公式,推导出了墨滴速度的算法公式,最后分析了其影响因素。     

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。     

爆炸落石形成过程数值模拟研究

运用AUTODYN程序模拟了爆炸落石的形成过程,并结合岩石爆破基本理论,分析了爆炸落石的形成及抛掷速度分布规律.爆炸落石形成过程模拟表明,爆炸落石最早沿抵抗线方向形成并逐渐向两侧扩展,同时由于受到相互碰撞和摩擦作用,爆炸落石在破坏区附近的运动状态很不稳定.爆炸落石抛掷速度分布显示,在同一边坡切面上,沿最小抵抗线方向的爆...     

喷墨印刷中墨滴分裂过程的研究

基于VOF模型,利用Flow3D软件模拟了墨滴生成和断裂过程。与实验结果对比发现,墨滴分裂时墨水的粘度和表面张力对主副墨丝的形成具有很大影响;表面张力是所研究现象的驱动力,驱动电压对墨丝尾部的速度没有影响。     

一种压电喷墨打印机喷头的动力学特性研究

为研究压电薄膜驱动的应用,介绍了一种MEMS压电喷墨打印机喷头的工作原理.重点研究了逆压电效应作用产生的机械振动特性.模型结构由一种耐热玻璃与沉积在其表面的压电薄膜复合而成.针对圆形、方形两种形状的压电薄膜,利用有限元分析软件ANSYS分别求得复合结构的最大静位移0.57μm和0.36 μm,一阶固有频率23.90 kHz和22.30 kHz,并比较了两种情况下的动力特性.仿真结果表明,所施加驱动交流电压的频率对该结构可产生很大的影响,其最大机械变形主要取决于谐振频率,从而为喷墨打印机喷头及类似器件的设计提供参考.     

对喷墨印刷品光泽度的研究

分别研究了油墨的表面张力,着色剂的颗粒度,油墨的分散性,溶剂的渗透速度和印刷介质的平滑度及吸墨性等材料参数对印刷品光泽度的影响.采用喷墨印刷品动态光泽度的分析方法,得到了影响几种典型的喷墨印刷品光泽度的最主要因素.