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噴墨列印基礎(噴墨與墨滴中的科學)(精)

  • 作者：(英)斯蒂芬·霍思|責編:裴育//朱英彪//紀四穩|譯者:李輝
  • 出版社：科學
  • ISBN：9787030789020
  • 出版日期：2024/11/01
  • 裝幀：精裝
  • 頁數：402
人民幣：RMB 268 元      售價：元
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內容大鋼
    噴墨列印是以墨滴為基礎，集噴射工藝、擴散沉積過程分析及電腦輔助設計于一體的先進微加工製造技術。本書立足於墨滴產生、滴落和碰撞的科學機理，系統地介紹了噴墨列印複雜過程、材料工藝等影響因素和噴墨各階段表徵方法。全書詳細討論了墨水從噴墨列印頭內噴出，穿過空氣然後撞擊襯底並擴散，最後形成沉積物的過程；介紹了噴墨列印過程各階段的數值模擬方法，並闡述了射流與墨滴的可視化與測量以及流體與表面表徵的實驗技術；最後給出了噴墨列印的一些應用和對未來噴墨列印技術的展望。
    本書面向噴墨列印技術相關科研人員和學習噴射流體理論的學生。
作者介紹
(英)斯蒂芬·霍思|責編:裴育//朱英彪//紀四穩|譯者:李輝
目錄
譯者前言
前言
第1章  緒論
  1.1  引言
  1.2  墨滴的形成
  1.3  表面張力和黏度
  1.4  噴墨列印相關的無量綱組
  1.5  噴墨列印中的長度尺度和時間尺度
  1.6  本書結構
  參考文獻
第2章  噴墨列印中的流體力學
  2.1  引言
  2.2  流體力學
  2.3  量綱和單位
  2.4  流體特性
    2.4.1  密度
    2.4.2  黏度
    2.4.3  表面張力
  2.5  力、壓力、速度
  2.6  流體動力學
    2.6.1  流體動力學方程
    2.6.2  求解流體動力學方程
  2.7  計算流體動力學
    2.7.1  前處理器
    2.7.2  求解器
    2.7.3  后處理器
  2.8  噴墨列印系統
    2.8.1  噴墨建模所面臨的挑戰
    2.8.2  噴墨工藝
  2.9  本章小結
  參考文獻
第3章  噴墨列印頭
  3.1  熱發泡式與壓電式噴墨印表機
  3.2  熱發泡式噴墨
    3.2.1  沸騰機制
    3.2.2  列印頭結構
    3.2.3  熱發泡式噴墨的噴射特性
    3.2.4  熱發泡式噴墨中壓力和熱量的相關問題
    3.2.5  水性墨水中水的蒸發
  3.3  噴墨列印的未來展望
    3.3.1  根據噴墨特性估測列印速度限制
    3.3.2  控制高速乾燥過程引起的滲色
  3.4  連續噴墨
  3.5  案例及問題(熱發泡式噴墨)
  3.6  壓電式噴墨列印頭
    3.6.1  引言
    3.6.2  驅動原理
    3.6.3  墨水流道性能
    3.6.4  噴墨列印頭的控制
    3.6.5  工業應用

  參考文獻
第4章  噴墨列印中墨滴的形成
  4.1  引言
    4.1.1  連續噴墨列印
    4.1.2  按需噴墨列印
  4.2  連續噴墨列印中墨滴形成過程
    4.2.1  瑞利-普拉托不穩定性
    4.2.2  衛星墨滴形成機理
    4.2.3  墨滴最終速度
  4.3  按需噴墨列印中墨滴成形分析
  4.4  樣例
    4.4.1  純慣性情況下拖尾形成
    4.4.2  瑞利-普拉托不穩定性的色散關係
  致謝
  參考文獻
第5章  噴墨列印中的聚合物
  5.1  引言
  5.2  聚合物的定義
  5.3  基於來源和架構的聚合物分類
  5.4  分子量和大小
  5.5  聚合物溶液
  5.6  聚合物的結構和物理形態對噴墨配方性能的影響
  5.7  高剪切環境中聚合物的齊姆解釋
  5.8  含聚合物噴墨流體的可列印性
  5.9  高分子量聚合物噴墨列印的模擬模擬
  5.10  按需噴墨列印中聚合物分子量的穩定性
  5.11  連續噴墨列印中聚合物分子量的穩定性
  5.12  按需噴墨列印中締合聚合物分子量的穩定性
  5.13  噴墨配方中使用聚合物的案例研究
    5.13.1  聚合物結構的作用
    5.13.2  聚(3,4-二氧乙基?吩)：聚(苯乙烯磺酸)的噴墨列印
    5.13.3  石墨烯和碳納米管複合材料的噴墨列印
  參考文獻
第6章  墨水配方中的膠體粒子
  6.1  引言
  6.2  染料墨水和顏料墨水
  6.3  膠體穩定性
    6.3.1  DLVO理論
    6.3.2  范德瓦耳斯力
    6.3.3  靜電斥力
    6.3.4  膠體分散系的穩定性
  6.4  粒子-聚合物相互作用
    6.4.1  空間位阻穩定作用
    6.4.2  橋連絮凝
    6.4.3  空缺絮凝
  6.5  其他墨水成分對膠體相互作用的影響
    6.5.1  表面活性劑
    6.5.2  黏度調節劑
    6.5.3  保濕劑
    6.5.4  乙二醇醚

    6.5.5  貯存液、緩衝劑和殺菌劑
    6.5.6  其他添加劑
  6.6  膠狀分散體的特徵
    6.6.1  動態光散射
    6.6.2  電泳遷移率(ZETA電位)
    6.6.3  流變
    6.6.4  大體積膠狀分散體
    6.6.5  噴射
  6.7  沉澱/沉降
  6.8  本章小結
  參考文獻
第7章  噴墨模擬方法
  7.1  引言
  7.2  建模的關鍵考慮因素
  7.3  一維模擬
    7.3.1  長波近似
    7.3.2  簡單連續噴墨模型
    7.3.3  簡單連續噴墨模型的誤差分析
    7.3.4  瑞利理論對模型的驗證
    7.3.5  探索參數空間
    7.3.6  數值實驗
  7.4  軸對稱模擬
    7.4.1  連續噴墨
    7.4.2  按需噴墨
  7.5  三維模擬
  參考文獻
第8章  襯底上的墨滴
  8.1  引言
  8.2  牛頓液滴撞擊可潤濕表面的實驗觀測
    8.2.1  初始速度對墨滴撞擊和擴散的影響
    8.2.2  表面潤濕性對墨滴撞擊和擴散的影響
    8.2.3  流體特性對墨滴撞擊和擴散的影響
  8.3  量綱分析：白金漢π定理
  8.4  墨滴撞擊動力學：最大擴散直徑
    8.4.1  黏性耗散主導表面張力
    8.4.2  扁平煎餅模型
    8.4.3  動能完全轉化為表面能
  參考文獻
第9章  墨滴聚結和線條的形成
  9.1  墨滴聚結對列印圖像成形的影響
  9.2  墨滴聚結對功能材料和3D列印的影響
  9.3  噴墨列印墨滴的聚結
    9.3.1  表面上液滴的聚結
    9.3.2  墨滴碰撞后聚結
    9.3.3  噴墨列印墨滴的聚結
  9.4  列印二維特徵和線條
    9.4.1  墨滴-液珠聚結模型
    9.4.2  實驗和觀察
    9.4.3  穩定體系和討論
    9.4.4  結論

  9.5  本章小結
  9.6  思考題
  參考文獻
第10章  液滴在襯底表面的乾燥過程
  10.1  引言
  10.2  單一溶劑的蒸發
  10.3  混合溶劑的蒸發
    10.3.1  二元溶劑混合物的蒸發與拉烏爾定律
    10.3.2  馬蘭戈尼流
  10.4  液滴乾燥過程中的顆粒輸運
    10.4.1  咖啡環效應
    10.4.2  顆粒遷移
  10.5  複雜流體的乾燥
    10.5.1  接觸線的運動
    10.5.2  顆粒特徵
    10.5.3  固體的分離
    10.5.4  局部環境
    10.5.5  襯底圖案化
    10.5.6  乾燥過程中膠體的不穩定性
  10.6  思考題
  參考文獻
第11章  襯底表面墨滴的模擬
  11.1  引言
  11.2  基於連續體的液滴動力學建模
    11.2.1  有限元分析
    11.2.2  自由表面的有限元邊界條件
    11.2.3  移動接觸線問題
    11.2.4  流體體積法
  11.3  接觸角現象
    11.3.1  表觀接觸角
    11.3.2  接觸角滯后
    11.3.3  動態接觸角
    11.3.4  數值模擬中的動態接觸角
    11.3.5  弛豫時間效應
  11.4  擴散界面模型
  11.5  液滴動力學的格子玻爾茲曼模擬
    11.5.1  方法的背景和優點
    11.5.2  多相流和潤濕
    11.5.3  捕獲接觸角滯后
    11.5.4  粗糙表面
    11.5.5  化學性質不均勻表面
  11.6  本章小結
  致謝
  參考文獻
第12章  可視化與測量
  12.1  引言
  12.2  墨滴和射流的基本成像
  12.3  頻閃照明
  12.4  全息技術
  12.5  共聚焦顯微鏡

  12.6  圖像分析
  參考文獻
第13章  噴墨流體特徵
  13.1  引言
  13.2  油墨性能對列印頭和噴射效果的影響
  13.3  噴墨流體的流變學特性
    13.3.1  基礎黏度
    13.3.2  黏彈性
  13.4  噴墨流體線性黏彈性的測量
  13.5  噴墨流體拉伸性能的測量
  13.6  噴墨流變學特性與列印頭性能的關係
  13.7  本章小結
  致謝
  參考文獻
第14章  襯底表面表徵
  14.1  引言
  14.2  確定表徵需求的流程圖
    14.2.1  預噴表面質量
    14.2.2  液滴撞擊行為
    14.2.3  功能傳遞
    14.2.4  最終功能化表面
    14.2.5  長期表現
  14.3  表面表徵技術
    14.3.1  表面化學分析
    14.3.2  表面機械測試
    14.3.3  表面電學分析
    14.3.4  光學分析
    14.3.5  生物分析
  14.4  本章小結
  14.5  思考題
  參考文獻
第15章  噴墨列印的應用
  15.1  引言
  15.2  二維圖文列印
  15.3  3D列印
  15.4  無機材料列印
    15.4.1  金屬墨水
    15.4.2  陶瓷墨水
    15.4.3  量子點
  15.5  有機材料列印
  15.6  生物材料列印
    15.6.1  用於分析和感測的生物大分子
    15.6.2  用於組織工程的生物大分子
  參考文獻
第16章  噴墨技術的發展方向
  16.1  引言
  16.2  作為輸送裝置的噴墨列印頭
  16.3  噴墨列印技術的局限性
  16.4  當前的主流技術和局限性
    16.4.1  熱發泡式按需噴墨列印

    16.4.2  壓電式按需噴墨列印
  16.5  當前其他技術
    16.5.1  連續噴墨列印
    16.5.2  靜電式按需噴墨列印
    16.5.3  聲波噴墨技術
  16.6  噴墨列印的新興科學與技術
    16.6.1  Stream噴墨技術
    16.6.2  列印頭製造技術
    16.6.3  彎張式噴墨列印裝置
    16.6.4  Tonejet技術
    16.6.5  墨水再循環
    16.6.6  間接噴墨列印
    16.6.7  寬幅面印刷
    16.6.8  故障檢測
  16.7  列印頭製造的未來發展趨勢
  16.8  未來對噴墨列印的要求和方向
    16.8.1  用於非圖文的列印頭定製
    16.8.2  降低對墨水性質的要求
    16.8.3  更高的墨水黏度
    16.8.4  更高的穩定性和可靠性
    16.8.5  對墨滴體積的要求
    16.8.6  更低的成本
  16.9  本章小結
  參考文獻

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