如何影响打印精度的因素优化

影响打印精度的因素具体有以下三个方面：

（1）冷却流体的温度会直接影响打印精度，如果温度设置过高，下落的液滴不能及时冷却，会与先前的液滴熔合，导致沉积的金属很难成型；而如果流体温度设置过低，下落的液滴会迅速凝固，相邻的液滴不能有效接合。可通过综合调整流体的温度、黏度、密度以及液滴下落的速度等来解决，以获得最佳的打印效果。

（2）注射针筒内气压和针头内径两个因素均会影响液滴的尺寸和相邻液滴的间距，先前的文献对此已有研究［11］。随着注射速度的增加，液滴的尺寸和相邻液滴的间距将变得更小，当注射速度增加到一定值时，滴射将变为喷射，控制液滴的下落速度将影响金属结构的成型速度。

（3）液滴尺寸与针头内径密切相关，图6.14显示了使用不同内径针头所制备的金属颗粒的尺寸分布结果，实验在室温下进行，冷却流体为无水乙醇，针筒内径分别为0.16 mm、0.34 mm、0.51 mm和0.84 mm。从图中可以看到，液滴直径随针筒内径的增大而增大，4种针筒内径所产生的金属颗粒直径分布范围分别是30～40 μm、60～80 μm、80～100 μm及100～180μm。

图6.14　金属颗粒直径分布［1］(www.xing528.com)

针筒内径分别为a.0.16 mm；b.0.34 mm；c.0.51 mm；d.0.84 mm。

金属颗粒直径和液滴下落时间间距的关系如图6.15a所示，从图中可以看出，关系曲线近似呈线性。下落液滴的图片如图6.15b所示，其中时间间距从2.1s变化到0s。随着时间间距的变小，液滴形状由圆球形变为梭形，相邻液滴逐渐连为一体。当时间间距变为0s时，滴射喷射转变就完成了。

图6.15　液滴尺寸影响因素［1］

a.液滴直径和相邻液滴时间间隔的关系；b.a到d为相邻液滴时间间隔从2.1 s（滴射）到0s（喷射）时的液滴照片。其中针头内径为0.26 mm，冷却流体为无水乙醇。

最后，打印墨水的类型和性质也会影响到打印过程。原则上说，所有的低熔点金属（熔点低于200℃）均可以被选作打印墨水，这些低熔点金属可以是镓基、铋基、铟基合金，或者金属和纳米粒子的混合物。打印墨水的密度、黏度、表面张力、熔点、比热、热导率等性质都会影响3D金属结构和打印速度，打印墨水的选择应与冷却流体的性质类型结合起来考虑。