Acoustic control of microstructures during direct ink writing of two-phase materials

روشهای جدید برای چاپ چند بعدی چندبعدی با میکروساختارهای منحصر به فرد، می تواند توانایی های تولیدی افزایشی را برای ساخت سازه هایی با پیچیدگی بی سابقه ای گسترش دهد. یکی از روش های امیدوار کننده برای کنترل ریزساختار، تمرکز صوتی، یک روش است که از طریق آن، ذرات در یک سیال با امواج صوتی دستکاری می شوند. با ترکیب فوکوس صوتی با نوشتن جوهر مستقیم (جایی که جوش مایع پس از اکستروژن بسته شدن است)، توزیع ذرات در ماتریس های مایع می تواند در طول خطوط چاپ اصلاح شود. در اینجا ما فضای طراحی برای تمرکز آکوستیک با نوشتن مستقیم جوهر را توصیف می کنیم و فواصل مربوطه را برای جوهر هایی که از رزین های اپوکسی، سیلیکا، استون و میکروسپرسهای شیشه ای تشکیل شده است، بررسی می کنیم. افزایش محتوای سیلیس، ویسکوزیته را افزایش می دهد، گسترش توزیع فضایی ذرات را افزایش می دهد، اما حفظ شکل های چاپ شده را بهبود می بخشد. افزایش دامنه موج آکوستیک و کاهش سرعت چاپ باعث توزیع باریک ذرات در خطوط چاپی می شود، اما زمان و انرژی مورد نیاز برای چاپ افزایش می یابد. برای محاسبه این ترکیبات، ما یک مطالعه ترکیبی از چهار عامل انجام دادیم: بارهای سیلیکا فوم و استون در ماتریس های مبتنی بر اپوکسی (که کنترل ریشه شناسی)، سرعت چاپ و دامنه صوتی آوایی. ما نشان می دهیم که پس از رسوب، توزیع ذرات درون خطوط متمرکز حفظ می شود؛ مناطق ضعیف ذرات در لبه های خط متمرکز دورتر از مناطق غنی ذرات در وسط گسترش می یابد. مطالعه حاضر مربوط به پارامترهای عملکرد دستگاه، خواص جوهره و ساختار میکروساختارهای چاپی، بینش کلیدی را برای طرح های آینده نازل های چاپی فعال انجام می دهد که میکروساختارهای جدید را با کنترل میدان کمک می کند.