基于EHD的射流稳定性机理分析与实验研究

电流体动力喷印(EHDP)是一种新兴的微/纳米加工工艺,其成型机理复杂,影响因素众多。为了探究EHDP过程中各个参数对射流的成型及稳定性的影响,利用弯月面高度及泰勒锥半锥角来表征射流成型难度及稳定性。对泰勒锥的受力进行理论分析,并搭建EHDP平台,进行EHDP实验,揭示溶液电导率、电压、工作距离及喷头内径对弯月面高度和泰勒锥半锥角的影响规律,最终获得最佳喷印参数。结果表明,溶液电导率越小,电压越大;工作距离越小,喷头内径越大;弯月面高度越小,射流产生难度越低,射流越稳定。在电导率为4μS/cm、工作电压为5 kV、工作距离为2.0 mm、喷头内径为0.25 mm时,弯月面高度能达到107.8μm,半锥角为46.2°,此时射流最易成型、最为稳定。