×
李德格;李浩仁;杨国栋;曹毅;黄炳芳;吴新雷;孙强;马，池;周瑜;刘永红;张燕珍

液体环境中的喷墨打印机制。 （英语） Zbl 07587986号

J.流体力学。 948，论文编号A40，31 p.（2022）.
摘要：喷墨打印最初是为文字和图案打印而发明的，现在已成为许多工业应用的核心，例如印刷电子、柔性电子、机械甚至生物设备的3D打印。然而，受液滴喷射机制的限制，传统喷墨打印的准确性受到其喷孔尺寸的限制，难以实现飞秒级的液滴体积，这阻碍了其在上述领域的进一步应用。为此，我们提出了限制界面振动喷墨打印（CIVIJP）技术，该技术能够在液体环境中打印图案，其液滴尺寸远小于其分配口。在此，借助高速成像技术，对液体环境下的印刷机理进行了进一步的系统研究。首次发现，在喷墨喷嘴的压电陶瓷上施加单脉冲激励可以触发由喷孔限制的油/水界面的阻尼振荡，该阻尼振荡可以持续500多微秒。通过调整单脉冲激励的强度，分配液滴的大小和数量可以在很大范围内控制，这与传统的气体环境中的液滴喷射明显不同。这项工作揭示了脉冲刺激与界面行为之间的潜在物理，以及界面行为与分配液滴大小和数量之间的物理，丰富了液相喷墨打印的基本理论。

MSC公司：

76T06型 液-液双组分流动
76-05 流体力学相关问题的实验工作

关键词：

液滴喷射机理;受限界面振动喷墨打印;单脉冲刺激;实验验证
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit｛D.Li｝等人，流体力学杂志。948，论文编号A40，31页（2022；Zbl 07587986）
全文： 内政部

参考文献：

[1] Abdolmaleki，H.、Kidmose，P.和Agarwala，S.2021柔性物理传感器功能油墨印刷的基于滴的技术。高级Mater.33（20），2006792。
[2] Ashgriz，N.2011雾化和喷雾手册：理论和应用。施普林格科技与商业媒体。
[3] Basaran，O.A.2002小尺度自由表面流动与破碎：液滴形成和新兴应用。AIChE J.48（9），1842年。
[4] Basaran，O.A.，Gao，H.&Bhat，P.P.2013非标准喷墨。每年。流体力学版次45，85-113·Zbl 1359.76289号
[5] Berggren，W.T.，Westphall，M.S.&Smith，L.M.2002单脉冲纳米电喷雾电离。分析。《化学》74（14），3443-3448。
[6] Bogy，D.B.&Talke，F.E.1984按需滴墨装置中波传播现象的实验和理论研究。IBM J.Res.Dev.28（3），314-321。
[7] Calvert，P.2007印刷单元。科学318（5848），208-209。
[8] Chen，A.U.和Basaran，O.A.2002A在按需滴注生产中，在不减小喷嘴半径的情况下显著减小滴注半径的新方法。物理学。液体14（1），L1-L4·Zbl 1184.76098号
[9] Chen，X.，Liu，W.，Dong，B.，Lee，J.，Ware，H.O.T.，Zhang，H.F.&Sun，C.2018毫米尺寸定制非球面成像透镜的高速3D打印，表面粗糙度小于7纳米。高级马特30（18），1705683。
[10] Cheng，E.，Ahmadi，A.&Cheung，K.C.2015使用微粒图像测速法测量锥形圆柱形喷墨喷嘴内的振荡流场。微流体纳米流体19（3），635-646。
[11] Derby，B.2010功能和结构材料的喷墨打印：流体性能要求、特性稳定性和分辨率。每年。修订版材料。第40号决议，第395-414页。
[12] Dijkink，R.&Ohl，C.，-D.2008基于激光诱导空化的微泵。芯片实验室8（10），1676-1681。
[13] Dijksman，J.F.1984小型贯流泵的流体力学。《流体力学杂志》139173-191。
[14] Elrod，S.A.、Hadimioglu，B.、Khuri-Yakub，B.T.、Rawson，E.G.、Richley，E.、Quate，C.F.、Mansour，N.N.和Lundgren，T.S.1989聚焦声束无喷嘴液滴形成。J.应用。《物理学》65（9），3441-3447。
[15] Erb，R.M.，Obrist，D.，Chen，P.W.，Studer，J.&Studart，A.R.2011预测微流体流诱导滴落形成的液滴尺寸。软马特。7（19），8757-8761。
[16] Hoath，S.D.2016喷墨打印基础：喷墨和水滴科学。约翰·威利父子公司。
[17] Hu，H.H.，Patankar，N.A.和Zhu，M.Y.2001使用任意Lagrangian-Eulerian技术对流体-固体系统进行直接数值模拟。J.计算。《物理学》169（2），427-462·兹比尔1047.76571
[18] Kang，S.-H.，Kim，S.，Sohn，D.K.&Ko，H.S.2020按需压电喷墨性能分析。物理学。流体32（2），2007年2月。
[19] Kang，D.，Park，J.A.，Kim，W.，Kim。高级科学8（10），2004990。
[20] Kim，B.H.，et al.2015通过电流体喷射印刷为发光二极管形成的量子点的高分辨率图案。Nano Lett.15（2），969-973。
[21] Li，D.等.2021飞秒液滴生成和操作的受限界面振动。纳米选择2（2），338-345。
[22] Liao，S.，Tao，Y.，Du，W.和Wang，Y.2018界面乳化：用于微反应器和生物分析的新兴单分散液滴生成方法。朗缪尔34（39），11655-11666。
[23] Liu，Y.和Derby，B.2019稳定按需滴墨性能参数的实验研究。物理学。流体31（3），032004。
[24] Liu，Y.，et al.2019喷墨打印的不可识别量子点荧光防伪标签，具有人工智能认证。《国家公法》第10卷第1期，第2409页。
[25] Lohse，D.2022喷墨打印中的基本流体动力学挑战。每年。《流体力学评论》54，349-382·兹比尔1491.76076
[26] Mcilroy，C.&Harlen，O.G.2019驱动振幅对连续射流破碎的影响。物理学。流体31（6），064104·Zbl 1321.76069号
[27] Meacham，J.M.、Varady，M.J.、Degertekin，F.L.和Fedorov，A.G.2005微机械超声液滴发生器中液滴的形成和喷射：可视化和缩放。物理学。流体17（10），100605·Zbl 1187.76341号
[28] Naiman，M.1965突然蒸汽打印机。美国专利3179042。
[29] Nield，D.A.和Kuznetsov，A.V.2007通道或管道中层流脉动流的强制对流。国际热学杂志。科学46（6），551-560。
[30] Onses，M.S.、Sutanto，E.、Ferreira，P.M.、Alleyne，A.G.和Rogers，J.A.2015高分辨率电动水动力喷射打印的机制、能力和应用。Small11（34），4237-4266。
[31] Park，J.-U.等人，2007年，高分辨率电动水动力喷射印刷。《自然材料》6（10），782-789。
[32] Park，S.-Y.，Wu，T.-H.，Chen，Y.，Teitell，M.A.和Chiou，P.-Y.2011脉冲激光诱导空化驱动的按需高速液滴生成。芯片实验室11（6），1010-1012。
[33] Singh，M.，Haverinen，H.M.，Dhagat，P.&Jabbour，G.E.2010喷墨打印工艺及其应用。高级Mater.22（6），673-685。
[34] Switzer，G.L.1991A用于稳定生成均匀液滴的多功能系统。科学版。仪器62（11），2765-2771。
[35] Wang，S.，Zhong，Y.和Fang，H.2019滴注式喷墨系统的压电喷嘴驱动的单个液滴的变形特性。《流体力学杂志》869，634-645。
[36] Wijshoff，H.2008压电喷墨打印头的结构和流体动力学。荷兰特温特大学博士论文。
[37] Wijshoff，H.2010压电喷墨打印头操作的动力学。物理学。代表491（4-5），77-177。
[38] Xu，Q.&Basaran，O.A.2007按需滴滴形成的计算分析。物理学。流体19（10），102111·Zbl 1182.76836号
[39] Yue，P.，Feng，J.J.，Liu，C.&Shen，J.2004模拟复杂流体两相流的扩散界面法。《流体力学杂志》515，293-317·Zbl 1130.76437号
[40] Yue，P.，Zhou，C.，Feng，J.J.，Ollivier-Gooch，C.F.&Hu，H.H.2006使用自适应网格有限元对粘弹性流体界面动力学进行相场模拟。J.计算。《物理学》219（1），47-67·Zbl 1137.76318号
[41] Zhang，Y.，Li，D.，Liu，Y.&Wittstock，G.2018a液体环境下的喷墨打印。斯莫尔14（27），1801212。
[42] Zhang，Y.，Li，D.，Liu，Y.&Wittstock，G.2018b卫星水滴印刷。Small14（39），1802583。
[43] Zhang，Y.，Zhu，B.，Liu，Y.和Wittstock，G.2016滴状滑石的流体动力分配和电气操作。《国家公报》第7卷（1），12424页。
[44] Zhong，Y.，Fang，H.，Ma，Q.&Dong，X.2018喷墨喷嘴喷出后的液滴稳定性分析。《流体力学杂志》845、378-391。
[45] Zhu，P.&Wang，L.2017微流体被动和主动液滴生成：综述。芯片实验室17（1），34-75。
[46] Zoltan，S.I.1972脉冲液滴喷射系统。美国专利3，683，212。
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。