一种确定直写3D打印墨水粘度的方法技术

本发明专利技术公开了一种确定直写3D打印墨水粘度的方法，步骤如下：S1、确定直写3D打印墨水的粘度模型的表达式，S2、利用剪切应力斜坡实验得到墨水的粘度

【技术实现步骤摘要】
一种确定直写3D打印墨水粘度的方法


[0001]本专利技术涉及增材制造
，特别涉及一种确定直写3D打印墨水粘度的方法。

技术介绍

[0002]直写3D打印是近年来最受欢迎的增材制造技术之一，按照工作原理归属于材料挤出式增材制造技术，其工作原理为：将材料制备为打印性能良好的墨水，通过活塞将墨水从针管挤出通过在基板上的层层堆积成为三维零件。相对于其他增材制造技术，该技术在材料兼容性和设备灵活性方面具有突出的优势。目前适用于该技术的材料包括高分子材料、生物材料、导电金属材料、陶瓷材料、纤维素材料以及具有声光电磁热等物理效应的功能材料，应用领域涵盖橡胶工程、组织工程和再生医学、电池、电子电路、陶瓷工程、服装、传感器、4D打印等。
[0003]直写3D打印墨水粘度是决定墨水可打印性能的最重要参数，同时也是利用解析式分析法和数值仿真分析法进行直写3D打印工艺分析的重要输入条件。确定精确的、充分表征墨水在直写3D打印中的流动特性的、完备的直写3D打印墨水粘度对评估墨水的可打印性能和直写3D打印的工艺分析具有重要意义。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种确定直写3D打印墨水粘度的方法，其特征在于，步骤如下：S1、确定直写3D打印墨水的粘度模型的表达式为：式中，μ为墨水的粘度，为剪切速率，μ0为墨水的极限黏度，τ0为墨水的屈服应力，k为墨水的稠度系数，n为墨水的流动系数；S2、获得墨水的极限粘度和屈服应力，包括：S201、利用剪切应力斜坡实验，获得墨水的粘度
‑
剪切应力数据；S202、将墨水的粘度
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剪切应力数据绘制在双对数坐标系中，得到粘度
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剪切应力曲线，并分别作曲线起始的平稳段切线和曲线下降速率最快曲线段的切线，两条切线的交点的横坐标和纵坐标分别为墨水的屈服应力τ0和极限粘度μ0；S3、获得墨水的稠度系数和流动系数，包括：S301、利用剪切扫描实验，获得墨水的粘度
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剪切速率数据；S302、将由步骤S2获得的墨水的屈服应力τ0和极限粘度μ0代入至墨水粘度模型中；S303、利用遗传算法，获得模型中的优化变量：稠度系数k和流动系数n的最优解；其中，优化问约束条件为：k＞0，且0＜n＜1；优化问题目标为系数R2的最大化，R2的计算公式为：式中，μ
i,e
为黏度试验值，其数值为由步骤S301得到的结果；μ
i,p
为黏度预测值，N为试验数据点数，为黏度平均试验值；S4、将由步骤S2和步骤S3得到的墨水的极限粘度、屈服应力、稠度系数和流动系数代入至步骤S1确定的粘度模型的表达式中，得到墨水的粘度表征结果。2.根据权利要求1所述的确定直写3D打印墨水粘度的方法，其特征在于，在步骤S201中...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂勇强，蔡庆中，杨功流，李晶，尹洪亮，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：