研究者らが高粘度液体ジェット3Dプリンターを開発

液滴噴射 3D プリンティングは通常、低粘度の材料で機能しますが、「高粘度溶融液体用インクジェット 3D プリンターの研究と開発」と題された論文では、研究者チームがこの技術を高粘度液体に適用することを調査しています。マイクロ液滴ジェット製造 (MDJM) は、3D 印刷デバイスを通じて液体を噴霧し、モーションプラットフォームを通じて液滴の噴射軌道を制御し、指定された場所に液滴を正確に噴霧し、徐々に 3 次元モデルに蓄積する離散堆積技術に基づいています。「

この技術は、バイオメディカル製造、3次元微細構造製造、マイクロエレクトロニクス、マイクロ宇宙船などに適しています。論文では、研究者らは圧電スタック、駆動フレーム、レバー、断熱材、ヒートシンク、ヒーター、ニードル、ノズルを含むインクジェット 3D プリンターを開発した。流体の注入原理を解析し、高粘度流体を注入する装置を設計します。「当初、冷却機構は高温条件下では機能しない圧電スタックの欠点を克服するために設計された」と研究者らは述べた。「その後、ノズル内の液体速度の数値モデルが導出され、噴射に影響を与える要因も検証されました。」
研究者らが高粘度液体ジェット3Dプリンターを開発

3Dプリンターの針速度をレーザーマイクロメーターでテストし、電圧差と針速度の関係も得ました。
「実験結果は理論モデルとよく一致しており、電圧差、ニードル半径、ノズル径、円錐角が3Dインクジェットプリンターの噴射性能に密接に関係していることを示している」と研究者らは述べている。「半径0.4mmの針、直径50μmのノズル、円錐角90°、供給圧力0.05Mpa、電圧差98Vの条件で、粘度8000cpsの溶融液を最小平均径275μmで吐出でき、液滴径の変動は±3.8%以内です。」

電圧差、ニードル半径、ノズル径、ノズルコーン角度など、噴射に影響を与える要因についていくつかの実験が行われました。研究者らは次のように結論付けた。
圧電スタックが高温条件下で動作できないという欠陥は、特別に設計された冷却機構によって解決できます。ニードルの速度は、圧電スタックの電圧差と正の相関関係にあります。シミュレーション分析と実験研究を通じて、ジェットプリンターの噴射能力は、ニードルの速度と半径と正の相関関係にあり、ノズルの直径と円錐角と負の相関関係にあることがわかりました。

実験比較により、半径0.4mmの針、直径50μmのノズル、円錐角90°、供給圧力0.05Mpa、電圧差98V、噴霧粘度8000cpsの溶融液を使用した場合、最小平均液滴径は275μm、液滴径の変動は±3.8%以内である。

この研究では、研究者らはポリウレタンを使用しました。研究者らは、今後の研究では、これまで 3D プリントの噴射に使用されてこなかった他の高粘度溶融液体の影響に焦点を当てる必要があると結論付けています。これにより、この技術の新たな用途が開拓される可能性があります。

出典: 中国3Dプリンティングネットワーク

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