设计用于精确材料沉积的喷墨打印头

如果喷墨打印机喷嘴设计较差，它将导致低质量的最终产品 - 无论是用于2D或3D打印机，集成电路的制造还是DNA合成。通过模拟，您可以确定理想的打印头喷嘴尺寸，以实现精确的材料沉积。借助ComsolMultiphysics®仿真软件，您可以通过将模型转变为其他项目利益相关者使用的应用程序来节省时间。

喷墨打印头喷嘴：多种应用中的关键组件

喷墨打印机被广泛用于提供数字图像和文本的高分辨率2D打印输出，其中打印头将小液体从喷嘴中弹出到特定图案的纸上。除了将图像打印到纸上外，喷墨技术在3D打印过程。打印头在某种类型的粉末印刷材料上移动，并将液体通过喷嘴沉积在粉末上，以有效地将其粘合到预定的3D形状中。（提示：结帐3dprinting.com上的视频要在行动中看到这个过程。）喷墨打印头在生命科学应用中也普遍存在诊断，分析和药物发现。喷嘴被用作较大仪器的一部分，以非常精确的方式沉积微螺旋。

喷墨喷嘴沉积了墨水，该墨水在达到目标之前先在空气中行驶。该模型是使用ComsolMultiphysics®软件创建的。

无论哪种设备或机器都依赖喷墨打印头来存放材料，精度都是至关重要的。因此，最终产品的质量取决于喷嘴设计。

通过模拟研究喷墨喷嘴中的流体流量

喷墨喷嘴的液滴尺寸是关键设计参数。为了产生所需的尺寸，您需要优化喷嘴的设计和喷墨的操作条件。您可以使用仿真软件来了解流体弹出物的物理并确定最佳设计，而不是在实验室中构建喷嘴原型并在实验室中进行测试。ComsolMultiphysics®就是这样的软件包。

当您使用CFD或Microfluidics附加模块扩展COMSOL多物理学时，您可以创建模型来帮助您了解墨水属性和喷嘴压力轮廓如何影响液滴速度和音量以及卫星液滴的存在。

使用Level Set方法创建的模型来跟踪空气和墨水之间的接口。液滴周围的颜色图表示空气中的速度幅度。

排放液体时，喷墨喷嘴内会发生什么？首先，喷嘴充满了液体。接下来，随着越来越多的流体进入喷嘴，现有的流体被迫从喷嘴中排出。最后，将注入停止，最终导致一滴液体“抢断”。得益于喷嘴中流体传输到液滴的力，它通过空气传播，直到达到目标。就物理学而言，在喷嘴内部有一个单相流体流。当液体通过空气移动时，流量变为两相流。

我们不会介绍如何在此处构建此模型的详细信息，因为您可以在应用程序库。

作为您组织中的仿真专家，您是一个小型且相当独特的人的成员，负责为更多的同事和客户提供服务依靠您的模型来做出重要的业务和设计决策。如果这些利益相关者可以接受重新模拟不同参数更改的一些作品，那不是很好吗？

通过根据您的模型构建应用程序来节省时间

Comsol Multiphysics软件附带了内置应用程序构建器，这使您可以将复杂的模型包装在自定义用户界面中。通过构建自己的应用程序，您可以使您的同事或客户访问模型的某些方面，同时隐藏可能不需要改变的其他方面，并且太复杂而无法暴露。例如，假设您的设计或制造业的同事希望测试用于不同几何和液体特性的喷墨喷嘴的性能。他们没有每当他们想要对基础模型进行较小的更改时回到您身边，而是可以在简单字段中输入不同的值，然后单击一个按钮以在应用程序中绘制新的仿真结果。由于他们可以进行自己的分析，因此您的时间可以花在新项目，模型和应用程序上。

为了向您展示我们的意思 - 并激发您制作自己的应用程序 - 我们已经根据喷墨教程模型制作了一个演示应用程序。在此示例中，应用程序用户可以分析各种喷嘴设计，以查看哪个版本会产生理想的液滴尺寸。在应用程序中考虑了接触角，表面张力，粘度和液体密度。正如您在下面的屏幕截图中看到的那样，应用程序用户可以通过更改不同的输入参数来调整喷嘴形状和操作。

喷墨打印头设计应用程序的一个示例。在此演示应用程序中，用户可以修改液体属性，模型几何形状和仿真时间间隔。

当您构建应用程序时，您可以使其他利益相关者能够更快地做出更好的决策，而无需实际访问您的完整基础模型。该模型只是为应用程序提供动力，而作为应用程序设计师，您可以决定用户可以修改的输入。您的原始型号文件在您的护理中保持安全，但是最依赖它们的人可以访问各种结果。

自己尝试

从应用程序库下载.mph文件和随附的教程模型和演示应用程序的文档开始开始。

您需要下载文档所需的只是一个comsol访问帐户。要获取.mph文件，您还需要有效的ComsolMultiphysics®软件许可证或试用。请注意，您也可以通过应用程序库直接在产品中访问这些文件。

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