液滴噴射過(guò)程仿真分析及噴射成型裝置開(kāi)發(fā).pdf

1、液滴噴射增材制造技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新的快速成型技術(shù)，由于其成型材料廣泛、能耗小、成本低、成型件精度高，被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、微結(jié)構(gòu)制造以及微電子等領(lǐng)域?，F(xiàn)有的液滴噴射成型裝置多采用氣壓供壓，經(jīng)常出現(xiàn)壓力不穩(wěn)，導(dǎo)致裝置整體性能較差，且對(duì)液滴噴射斷裂機(jī)理和液滴形態(tài)的影響因素研究較少。因此，本文在對(duì)液滴噴射過(guò)程進(jìn)行仿真分析的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了液壓供液加壓式液滴噴射成型裝置。
　　仿真分析了液滴的噴射過(guò)程。首先，從流體力學(xué)理論出發(fā)介紹

2、了液滴噴射類(lèi)型、射流不穩(wěn)定性理論以及液滴斷裂機(jī)理。其次，采用 FLUENT軟件利用流體體積（Volume of Fluid，VOF）兩相流模型模擬了脈沖信號(hào)作用下噴射液的噴射過(guò)程，分別對(duì)液滴斷裂過(guò)程中的流場(chǎng)、速度場(chǎng)、氣流場(chǎng)和壓力場(chǎng)進(jìn)行了深入分析，揭示了斷裂過(guò)程中液滴外部和內(nèi)部的微觀變化規(guī)律，并說(shuō)明了變化的原因。最后，對(duì)噴射下落過(guò)程中影響液滴形態(tài)的因素進(jìn)行了仿真分析，研究了噴射液物理性質(zhì)參數(shù)和噴射工藝參數(shù)對(duì)液滴大小與成球距離的影響。結(jié)果表

3、明：噴射下落過(guò)程中液滴的形態(tài)變化主要經(jīng)歷了伸長(zhǎng)、頸縮、斷裂、振蕩、成球五個(gè)階段；下落過(guò)程是一個(gè)液滴內(nèi)部速度和壓力不斷調(diào)整變化的過(guò)程；噴射液物理性質(zhì)參數(shù)對(duì)液滴形態(tài)的影響甚小，液滴形態(tài)主要受?chē)娚涔に噮?shù)的影響。
　　開(kāi)發(fā)了液壓供液加壓式液滴噴射成型裝置。制作了多種類(lèi)型的噴頭，設(shè)計(jì)并搭建了三種液壓供液加壓系統(tǒng)，經(jīng)多次改進(jìn)開(kāi)發(fā)出了較為完善的液滴噴射成型裝置，最后利用開(kāi)發(fā)出的噴射成型裝置對(duì)本文的仿真結(jié)論進(jìn)行了具體實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)論