Un equipo de científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) ha simulado el proceso de expulsión de gotas en una técnica emergente de impresión 3D de metales llamada "Liquid Metal Jetting" (LMJ). un aspecto crítico para el avance continuo de las tecnologías de impresión de metal líquido.

En el papel, el equipo describe la simulación de gotas de metal durante LMJ, un proceso novedoso en el que gotitas fundidas de metal líquido se inyectan desde una boquilla para imprimir una pieza en 3-D en capas. El proceso no requiere láser ni polvo metálico y es más similar a las técnicas de impresión por inyección de tinta.

Usando el modelo, Los investigadores estudiaron la dinámica de ruptura primaria de las gotitas de metal, esencial para mejorar la comprensión de LMJ. LMJ tiene ventajas sobre los enfoques basados ​​en polvo en que proporciona un conjunto de materiales más amplio y no requiere la producción o manipulación de polvos potencialmente peligrosos. dijeron los investigadores. El periódico Física de fluidos publicó el estudio el 25 de noviembre, donde fue elegido como Selección del editor.

"Actualmente no tenemos una buena comprensión de toda la física que ocurre justo cuando la gota se desprende del chorro de metal, ", dijo el coautor Andy Pascall." Este modelo apunta a mecanismos físicos adicionales que podrían necesitar ser considerados para cerrar la brecha entre los experimentos y el modelado ".

Para realizar la investigación, el equipo construyó una costumbre, Impresora de metal líquido capaz de dispensar gotas de estaño. Combinado con video de alta velocidad, la impresora sirvió como un banco de pruebas experimental para formas libres, impresión de gotas bajo demanda y permitió al equipo realizar un seguimiento detallado de la dinámica de las gotas durante el proceso de expulsión.

El análisis de video permitió a los investigadores construir un modelo computacional para simular la morfología de las gotas de metal durante la eyección. revelando que las gotas se comportan como una "píldora" extruida sin formación de cola.

El estudio demuestra que, si bien LMJ es altamente estable y repetible, también es extremadamente difícil de modelar. En el futuro, El equipo planea explorar la expulsión de gotas en una gama más amplia de parámetros de proceso y buscar una mayor comprensión de los factores que afectan la forma de las gotas. ruptura y formación de satélites, incluidos los efectos térmicos, humectabilidad y el papel de los óxidos superficiales.