电流体动力学近场直写射流成形的数值模拟

摘要

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。