直接墨水书写中打印屈服应力细丝的聚并
软凝聚态物质
2026-01-16 v1
摘要
在直接墨水书写（DIW）中，屈服应力墨水的相邻细丝被并排沉积，并期望它们融合成光滑、机械强度高的结构。与牛顿流体细丝不同，聚并可以在有限时间内停滞，留下一个由毛细作用和流变学竞争决定的永久性非平坦脊。在这里，我们研究了两根打印屈服应力细丝的聚并，结合了停滞状态的标度理论、直接数值模拟以及对Carbopol凝胶进行光学相干断层扫描成像的DIW实验。在粘塑性极限下，我们预测并观察到最终桥接高度随塑性毛细管数近似线性下降，并存在一个临界屈服应力，高于该应力时聚并不会启动。模拟进一步表明，在高塑性毛细管数下，弹性变得重要，通过从刚性Herschel--Bulkley固体到可变形Kelvin--Voigt响应的交叉，使得最终桥接高度更大。我们的发现为预测沉积轮廓并最终减轻DIW中的残余地形提供了一个框架。
引用
@article{arxiv.2601.09870,
title = {Coalescence of Printed Yield Stress Filaments in Direct Ink Writing},
author = {Hugo L. França and Daniël Tieman and James D. Shemilt and Cassio Oishi and Maziyar Jalaal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.09870},
year = {2026}
}