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Drying-oriented resolution optimization for multi-material additive manufacturing: A case study on coffee-ring effect
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AI
DOI：10.1016/j.addma.2024.104609.png)
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摘要
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尽管基于墨水的打印方法已被探索用于创造新型材料和结构，但墨水干燥对打印材料的潜在影响，尤其是在多轴、多材料增材制造（AM）的背景下，尚未得到充分理解。本研究通过增材制造梯度材料作为案例研究，探讨了不同干燥形状如何影响打印性能（例如组成、打印偏移）。利用形状函数识别了咖啡环效应的不同干燥场景，并展示了其对组成梯度均匀性和控制的影响。尽管理想沉积目标为连续梯度材料，但我们观察到墨水干燥不均会对打印梯度的组成产生不可忽视的影响。这导致需要满足维持沉积梯度稳定性的最小偏移（即增材制造过程中的打印分辨率）。本研究提出了一种数学模型，用于解释液滴横截面形状、打印梯度分辨率和材料梯度稳定性之间的关系，并基于干燥后液滴的形状函数预测是否将形成均匀梯度。此外，它引入了一种以干燥为重点的分辨率优化框架，能够处理各种液滴形状（无论对称与否或凹凸），以估算多材料组合制造所需的最小打印分辨率。
Keyword:
Coffee-ring effect
Solution-based processing
Aerosol-jet printing
Manufacturing optimization
期刊
IF:
11.1
论文数:
4.6K
被引数:
4.9W
机构
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