Synopsis: Droplets Caught at High S

Synopsis: Droplets Caught at High Speed

Synopsis Image
Mark-Jan van der Meulen/University of Twente
Velocity Profile inside Piezoacoustic Inkjet Droplets in Flight: Comparison between Experiment and Numerical Simulation
Arjan van der Bos, Mark-Jan van der Meulen, Theo Driessen, Marc van den Berg, Hans Reinten, Herman Wijshoff, Michel Versluis, and Detlef Lohse
Phys. Rev. Applied 1, 014004 (2014)
Published February 27, 2014
Inkjet printers are the most common type of printers in the world. One of the advantages of inkjet printers is the highly reproducible size of the droplets that are a billion times smaller than a teaspoon. For this reason, inkjet technology goes beyond just paper documents, with researchers developing methods to print electronic circuits with conductive inks and artificial organs with cells.

Scientists model inkjet droplets using numerical simulations. However, these models are difficult to experimentally verify, since the picoliter-sized droplets are moving at several meters per second—too fast for most microscopic imaging methods. A new imaging technique, presented in the inaugural issue of Physical Review Applied, is able to record this droplet formation with unprecedented spatial and time resolution. An analysis of the fluid motion matches numerical simulations and may be used to optimize inkjet printer performance.

The pictures taken by Detlef Lohse of the University of Twente, Netherlands, and his colleagues show how silicone oil droplets change shape from slender drips to round balls. The team uses a laser-induced flash (8 nanoseconds long) to illuminate the droplets as they emerge from a commercial inkjet printer head. The transmitted light is magnified by a microscope before being recorded by a high-speed camera. The team measured changes in droplet shape between frames separated by 600 nanoseconds. From this, they computed the velocity of fluid at different points inside the droplets and found good agreement with numerical simulations. The images can help improve printer precision by revealing the cause of small, unwanted “satellite” droplets that sometimes form with the main droplet. – Michael Schirber

Correction (28 February 2014): Paragraph 3, sentence 1, “silicon” changed to “silicone.”

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ข้อสรุป: หยดติดที่ความเร็วสูง

รูปข้อสรุป
หมาย Jan van der Meulen/มหาวิทยาลัย Twente
โพรไฟล์ความเร็วภายใน Piezoacoustic อิงค์เจ็ตหยดในเที่ยวบิน: เปรียบเทียบระหว่างการทดลองและจำลอง
อาจารย์เทพ van der Bos หมาย Jan van der Meulen ที Driessen, Marc แวนเดนเบิร์กลักซ์เชอรี่ ฮันส์ Reinten, Herman Wijshoff, Michel Versluis และ Detlef Lohse
1 ใช้รายได้ทางกายภาพ 014004 (2014)
เผยแพร่ 27 กุมภาพันธ์ 2014
เครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ทเป็นชนิดพบมากที่สุดของพิมพ์ในโลก หนึ่งข้อดีของเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ตคือขนาดจำลองสูงของหยดที่มีเป็นพันล้านเท่าขนาดเล็กกว่าช้อนชา ด้วยเหตุนี้ เทคโนโลยีอิงค์เจ็ทไปเกินเพียงกระดาษเอกสาร มีนักวิจัยพัฒนาวิธีการพิมพ์วงจรอิเล็กทรอนิกส์ ด้วยไฟฟ้าหมึกและอวัยวะเทียมกับเซลล์

นักวิทยาศาสตร์แบบหยดแบบอิงค์เจ็ตที่ใช้จำลองที่เป็นตัวเลข อย่างไรก็ตาม โมเดลเหล่านี้ยาก experimentally ตรวจสอบ เก็บตั้งแต่หยดขนาด picoliter ย้ายหลายเมตรต่อวินาทีซึ่งเร็วเกินไปสำหรับวิธีการถ่ายภาพมากที่สุดด้วยกล้องจุลทรรศน์ เทคนิคการถ่ายภาพใหม่ นำเสนอในเรื่องเข้าใช้ตรวจสอบทางกายภาพ ไม่สามารถบันทึกนี้หยดกำเนิดกับประวัติการณ์ปริภูมิและเวลาความละเอียด การวิเคราะห์การเคลื่อนไหวของเหลวตรงกับตัวเลขจำลอง และอาจใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องพิมพ์แบบอิงค์เจ็ต

รูปภาพที่ถ่าย โดย Detlef Lohse มหาวิทยาลัย Twente ประเทศเนเธอร์แลนด์ และเพื่อนร่วมงานของเขาแสดงวิธีหยดน้ำมันซิลิโคนเปลี่ยนรูปร่างจากหยดสเลนเดอร์การปัดลูกบอล ทีมใช้การเกิดเลเซอร์แฟลช (8 nanoseconds ยาว) ให้แสงสว่างหยดเป็นที่เกิดจากหัวพิมพ์อิงค์เจ็ทพาณิชย์ แสงนำส่งถูกขยาย ด้วยกล้องจุลทรรศน์ก่อนถูกบันทึกด้วยกล้องความเร็วสูง ทีมงานวัดการเปลี่ยนแปลงในรูปร่างของหยดระหว่างเฟรมโดย 600 nanoseconds จากนี้ พวกเขาสามารถคำนวณความเร็วของของไหลที่จุดต่าง ๆ ภายในหยด และพบข้อตกลงที่ดีกับตัวเลขจำลอง ภาพจะช่วยเพิ่มความแม่นยำในการพิมพ์ โดยการเปิดเผยสาเหตุของขนาดเล็ก ที่ไม่ต้อง "ดาวเทียม" หยดที่บางครั้งมีหยดหลัก – Michael Schirber

แก้ไข (28 2014 กุมภาพันธ์): ย่อหน้า 3 ประโยค 1 "ซิลิคอน" เปลี่ยนเป็น "ซิลิโคน"

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

บทสรุป: หยดติดอยู่ที่ความเร็วสูงเรื่องย่อภาพมาร์ค ม.ค. แวนเดอร์ Meulen / มหาวิทยาลัย Twente รายละเอียดความเร็วภายใน Piezoacoustic หยดอิงค์เจ็ทในเที่ยวบิน: เปรียบเทียบระหว่างการทดลองและการจำลองเชิงตัวเลขArjan แวนเดอร์บอสมาร์ค ม.ค. แวนเดอร์ Meulen ธีโอ Driessen มาร์ค Van Den Berg, ฮันส์ Reinten เฮอร์แมน Wijshoff มิเช Versluis และ Detlef Lohse สรวง รายได้สมัครแล้ว 1, 014,004 (2014) เผยแพร่ 27 กุมภาพันธ์ 2014 เครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ทเป็นชนิดที่พบมากที่สุดของเครื่องพิมพ์ในโลก หนึ่งในข้อดีของเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ทเป็นขนาดที่ทำซ้ำสูงของหยดน้ำที่มีเป็นพันล้านครั้งมีขนาดเล็กกว่าช้อนชา ด้วยเหตุนี้เทคโนโลยีอิงค์เจ็ทไปกว่าเพียงแค่เอกสารที่เป็นกระดาษที่มีนักวิจัยพัฒนาวิธีการที่จะพิมพ์วงจรอิเล็กทรอนิกส์ด้วยหมึกนำไฟฟ้าและอวัยวะเทียมกับเซลล์หยดหมึกอิงค์เจ็ทรุ่นที่นักวิทยาศาสตร์ใช้แบบจำลองเชิงตัวเลขที่ อย่างไรก็ตามรูปแบบเหล่านี้เป็นเรื่องยากที่จะตรวจสอบการทดลองตั้งแต่หยด picoliter ขนาดกำลังจะย้ายที่หลายเมตรต่อวินาทีมากเกินไปได้อย่างรวดเร็วมากที่สุดสำหรับวิธีการถ่ายภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์ เทคนิคการถ่ายภาพใหม่ที่นำเสนอในฉบับแรกของการวิจารณ์ทางกายภาพประยุกต์สามารถบันทึกการสร้างหยดนี้กับประวัติการณ์เชิงพื้นที่และเวลาที่มีความละเอียด การวิเคราะห์การเคลื่อนที่ของของเหลวตรงกับแบบจำลองที่เป็นตัวเลขและอาจถูกใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ทภาพที่ถ่ายโดย Detlef Lohse ของมหาวิทยาลัยทเวนเต้, เนเธอร์แลนด์และเพื่อนร่วมงานของเขาแสดงให้เห็นว่าหยดน้ำมันซิลิโคนเปลี่ยนรูปร่างจากหยดเรียวรอบลูก ทีมงานใช้แฟลชเลเซอร์เกิด (8 นาโนวินาทียาว) ในการส่องสว่างหยดที่พวกเขาโผล่ออกมาจากหัวของเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ทเชิงพาณิชย์ แสงที่ส่งถูกขยายด้วยกล้องจุลทรรศน์ก่อนที่จะถูกบันทึกไว้โดยกล้องความเร็วสูง ทีมงานวัดการเปลี่ยนแปลงในรูปทรงหยดระหว่างเฟรมแยกจากกันโดย 600 นาโนวินาที จากนี้พวกเขาคำนวณความเร็วของของเหลวที่จุดที่แตกต่างกันภายในหยดและพบว่าข้อตกลงที่ดีกับแบบจำลองที่เป็นตัวเลข ภาพที่สามารถช่วยปรับปรุงความแม่นยำเครื่องพิมพ์ด้วยการเปิดเผยสาเหตุของการขนาดเล็กที่ไม่พึงประสงค์ "ดาวเทียม" หยดน้ำที่บางครั้งในรูปแบบที่มีหยดหลัก - ไมเคิล Schirber แก้ไข (28 ก. พ. 2014) วรรค 3 ประโยค 1 "ซิลิโคน" เปลี่ยนไปเป็น "ซิลิโคน".

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เรื่องย่อ : หยดจับที่ความเร็วสูง


เรื่องย่อภาพ มาร์ค ยาน ฟาน เดอร์ meulen / มหาวิทยาลัย Twente
โพรไฟล์ความเร็วภายใน piezoacoustic อิงค์เจ็ทหยดในเที่ยวบิน : การเปรียบเทียบระหว่างการทดลองและการจำลองแบบเชิงตัวเลข
อาจารย์ แวน เดอ บอส มาร์ค ยาน ฟาน เดอร์ meulen ธีโอ เดรย์สัน มาร์ค แวน เดน เบิร์ก , ฮันส์ reinten , เฮอร์แมน wijshoff มิเชล versluis และ detlef lohse
ว. . บาทหลวง ประยุกต์ 1014004 ( 2014 )
ที่ 27 กุมภาพันธ์ 2014
เครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ทเป็นเครื่องพิมพ์ชนิดที่พบมากที่สุดของโลก หนึ่งในข้อดีของเครื่องพิมพ์มีขนาดสูง ) ของหยดเป็นพันล้านครั้งมีขนาดเล็กกว่า 1 ช้อนชา ด้วยเหตุนี้เทคโนโลยีอิงค์เจ็ตที่นอกเหนือไปจากเอกสารที่เป็นกระดาษ .กับนักวิจัยพัฒนาวิธีการพิมพ์วงจรอิเล็กทรอนิกส์ด้วยหมึกพิมพ์เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าและอวัยวะเทียมกับเซลล์ นักวิทยาศาสตร์ใช้แบบหยด

แบบจำลองเชิงตัวเลข อย่างไรก็ตาม โมเดลเหล่านี้จะยากที่จะหา ตรวจสอบ เนื่องจากพิโคลิตรขนาดหยดเคลื่อนที่หลายเมตรต่อวินาทีเร็วด้วยวิธีการถ่ายภาพมากที่สุด เทคนิคการถ่ายภาพใหม่ที่นำเสนอในฉบับปฐมฤกษ์ของการตรวจสอบทางกายภาพที่ใช้ สามารถบันทึก สร้างประวัติการณ์พื้นที่นี้หยดกับความละเอียดและเวลา การวิเคราะห์เชิงตัวเลขของของไหลเคลื่อนไหวการแข่งขันจำลอง และอาจถูกใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ท .

รูปภาพที่ถ่าย โดย detlef lohse ของมหาวิทยาลัย Twente , เนเธอร์แลนด์และเพื่อนร่วมงานของเขาแสดงให้เห็นว่าน้ำมันหยดซิลิโคนเปลี่ยนรูปร่างจากเรียวหยดรอบลูกบอล ทีมที่ใช้แฟลช laser-induced ( ยาว 8 นาโนวินาที ) เพื่อให้แสงสว่าง หยดตามที่พวกเขาโผล่ออกมาจากโรงพิมพ์อิงค์เจ็ทหัว ส่งแสงจะถูกขยายโดยกล้องจุลทรรศน์ก่อนที่จะถูกบันทึกด้วยกล้องความเร็วสูงทีมวัดการเปลี่ยนแปลงในรูปร่างหยดระหว่างเฟรมโดยแยก 600 นาโนวินาที . จากเรื่องนี้ จะคำนวณความเร็วของของไหลที่จุดต่าง ๆภายในเครื่องและพบว่า มีความสอดคล้องกับการจำลองเชิงตัวเลข ภาพที่สามารถช่วยปรับปรุงเครื่องพิมพ์ความแม่นยำโดยเปิดเผยสาเหตุของขนาดเล็กที่ไม่พึงประสงค์ " ดาวเทียม " หยดที่บางครั้งรูปแบบกับแสงหลัก- ไมเคิล schirber

แก้ไข ( 28 กุมภาพันธ์ 2014 ) : ย่อหน้าที่ 3 " 1 " ซิลิคอน " เปลี่ยนเป็น " ซิลิโคน "