| 近场直写静电纺丝电场仿真与路径规划分析 |
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| 引用本文： | 林灿然,王晗,曾俊,朱自明,阳范文,张嘉荣,许伟亮,蓝银涛.近场直写静电纺丝电场仿真与路径规划分析[J].包装工程,2018,39(15):146-152. |
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| 作者姓名： | 林灿然 王晗 曾俊 朱自明 阳范文 张嘉荣 许伟亮 蓝银涛 |
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| 作者单位： | 广东工业大学机电工程学院,广州,510006;广东工业大学机电工程学院,广州 510006;佛山轻子精密测控技术有限公司,佛山 528225;广州医科大学生物医学工程系,广州,511436 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金（51305084）；“广东特支计划”科技青年拔尖人才项目（2014TQ01X212）；佛山市科技计划 （2015IT100152）；广州市高校创新创业教育项目（201709P05） |
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| 摘 要： | 目的由于在静电纺丝过程中射流的鞭动现象会严重影响纺丝的质量,无法实现图案的精准化沉积和高分辨率的喷墨打印,需要探究减小射流鞭动现象的方法。方法首先采用COMSOL Multiphysics多物理耦合场有限元仿真软件,对纺丝过程中有无添加辅助电极情况下的电场场强大小和分布进行模拟分析,随后通过实验进行对比验证,并根据结果设计一套适用于近场直写微纳喷印的纤维薄膜打印数控系统,实现纳米纤维的重复沉积,进行纤维薄膜的打印。结果实验采用质量分数为8%的聚氧化乙烯(PEO)溶液作为纺丝溶液,注射器及喷丝针头容量为2.5 m L,针头外径为0.6 mm,长度为12 mm,注射泵流量设置为0.5?L/min,2台高压电源设置的电压均为1.01 k V。实验结果表明,未添加辅助电极时,纤维容易出现卷曲,而添加辅助电极后,纤维细直不卷曲。结论利用平行辅助电极将工作电场集中在所需范围内,使电场尽可能实现垂直地从喷丝针头到接收基板,能有效减小纺丝射流的鞭动现象给稳定沉积带来的不良影响,可实现聚合物溶液高分辨率的喷墨印刷,能够实现图案的精准化沉积。
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| 关 键 词： | 静电纺丝 近场直写 电场分析 COMSOL Multiphysics仿真 纤维薄膜打印数控系统 |
| 收稿时间： | 2018/3/1 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2018/8/10 0:00:00 |
Simulation and Path Planning Analysis of Near Field Direct Write Electrospinning |
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| LIN Can-ran,WANG Han,ZENG Jun,ZHU Zi-ming,YANG Fan-wen,ZHANG Jia-rong,XU Wei-liang and LAN Yin-tao.Simulation and Path Planning Analysis of Near Field Direct Write Electrospinning[J].Packaging Engineering,2018,39(15):146-152. |
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| Authors: | LIN Can-ran WANG Han ZENG Jun ZHU Zi-ming YANG Fan-wen ZHANG Jia-rong XU Wei-liang and LAN Yin-tao |
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| Affiliation: | 1.Faculty of Electromechanical Engineering, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China,1.Faculty of Electromechanical Engineering, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China,1.Faculty of Electromechanical Engineering, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China; 2.Foshan Lepton Precision Measurement and Control Technology Co., Ltd., Foshan 528225, China,1.Faculty of Electromechanical Engineering, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China; 2.Foshan Lepton Precision Measurement and Control Technology Co., Ltd., Foshan 528225, China,3.Biomedical Engineering Department, Guangzhou Medical University, Guangzhou 511436, China,1.Faculty of Electromechanical Engineering, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China,1.Faculty of Electromechanical Engineering, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China and 3.Biomedical Engineering Department, Guangzhou Medical University, Guangzhou 511436, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | electrospinning near field direct write electric field analysis COMSOL Multiphysics simulation fiber film printing CNC system |
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