Rendimiento del cabezal de inyección

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FLOW-3D ®  es el software CFD líder en la simulación de fluidos en superficie libre.

FLOW-3D ® en el área de Inkjet  permite diseñar de forma eficiente aquellos sistemas de inyección de tinta o imprimación para obtener óptimos resultados en cuanto a calidad de impresión y consumo. Es capaz de reproducir de forma virtual las condiciones de trabajo de cualquier tecnología inkjet y mostrar los resultados de la dinámica del fluido, parámetros de transferencia de calor, campo de temperaturas, etc. Todo ello en un entorno visual totalmente 3D.

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El desarrollo de una nueva tecnología de cabezal de impresión de inyección de tinta es un desafío porque la extremada velocidad y pequeño tamaño de estos sistemas microelectromecánicos (MEMS) los hacen muy difíciles de medir u observar.

Océ Technologies ha enfrentado este desafío mediante el uso de una combinación de varias tecnologías diferentes de simulación informática para comprender cómo los parámetros de diseño de inyección de tinta afectan el rendimiento del cabezal de impresión.

Para el trabajo de dinámica de fluidos computacional, la empresa Océ usó FLOW-3D para predecir el flujo de superficie libre con tensión superficial y flexibilidad de la pared.

Las simulaciones permitieron a los ingenieros de Océ evaluar rápidamente el rendimiento de una amplia gama de diseños posibles y concentrarse en las alternativas más prometedoras en las que se invierte tiempo y gastos sustanciales para la creación de prototipos MEMS. Usando la simulación CFD para confirmar y mejorar el rendimiento de su cabezal de impresión de inyección de tinta, Océ recientemente pudo desarrollar nuevas impresoras de gran formato que ofrecen una velocidad de impresión mucho más rápida que la generación actual de impresoras.

Una tensión eléctrica en un elemento eléctrico amplía el canal y se genera una presión negativa. Esta presión se amplia en la segunda pendiente de la onda de accionamiento para obtener un gran pico de presión positiva en la boquilla, que dispara una gota.

Un cabezal de inyección de tinta contiene muchos canales largos con una boquilla en un extremo y un depósito de tinta en el otro extremo. Un elemento impulsor eléctrico proporciona la fuerza motriz ampliando y contrayendo el canal que produce ondas de presión.

Para iniciar el ciclo de cocción, el actuador primero amplía la sección transversal del canal, produciendo una onda de presión negativa que se refleja en el depósito. En el segundo paso, la tensión de conducción se desactiva, reduciendo así la sección transversal del canal a su tamaño original y amplificando la onda de presión positiva reflejada, que dispara una caída. La cabeza de la gota arrastra una larga cola. Estas colas se forman cuando la cabeza de la gota tiene una velocidad mayor que la cola y la cola se divide en gotas de satélite. Después de dispararla, el canal se rellena con tinta.

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Resultan particularmente útiles las capacidades multiphysics que dispone el software como:

Aplicaciones específicas

  • Componentes deformables
  • Fenómenos de cambio de fase
  • Tensión superficial
  • Partículas cargadas eléctricamente, etc.

Capacidades específicas

  • Componentes deformables
  • Fenómenos de cambio de fase
  • Tensión superficial
  • Partículas cargadas eléctricamente, etc.