Estoy leyendo sobre impresoras de inyección de tinta y me preguntaba: ¿qué tan pequeñas se vuelven las gotas creadas? El artículo de Wikipedia dice
Un cristal piezoeléctrico crea una onda acústica a medida que vibra dentro del cuerpo de la pistola y hace que la corriente de líquido se rompa en gotas a intervalos regulares: se pueden lograr de 64 000 a 165 000 gotas por segundo.
(Por supuesto, este es el único hecho en el artículo que tiene un marcador [cita requerida].)
De todos modos, claramente estas gotitas son bastante pequeñas. La pregunta es, ¿qué tan pequeño exactamente?
Pregunta adicional (relacionada): ¿Podría crear una impresora de chorro de "tinta" que depositara moléculas individuales haciendo vibrar el líquido a un ritmo más rápido?
Según una fuente Cabezales de impresión y tamaños de gota , un picolitro es el tamaño estándar de una gota de tinta, con 15 mil millones de gotas en una cucharada. Estas gotas son obviamente demasiado pequeñas para verlas sin ayuda óptica. Si no fuera ingeniería, extendería su publicación a las impresoras 3D, pero creo que este aspecto no es una pregunta directamente relacionada con la física.
Pregunta adicional (relacionada): ¿Podría crear una impresora de chorro de "tinta" que depositara moléculas individuales haciendo vibrar el líquido a un ritmo más rápido?
Tomando una impresora de gama alta como ejemplo, los patrones que puede "inyectar" se resuelven en píxeles de 5 micras. 1 micra equivale aproximadamente a 10.000 átomos de carbono. En una escala biológica, esta es la neurona cerebral de "longitud" más pequeña. Si las moléculas individuales se pueden colocar en puntos específicos de una superficie parecería depender del tamaño de las moléculas, pero la industria de chips integrados puede actuar como una guía sobre cómo algún día podremos duplicar sus resultados y mejorarlos.
Entonces, desde el punto de vista de la física, ¿cómo supera el cabezal de impresión la tensión superficial de la tinta para producir gotas tan extremadamente pequeñas? –David Blanco
Se agregan tensioactivos a la tinta para proporcionar el equilibrio correcto entre una tensión superficial demasiado alta, que provoca una dispersión desigual y tiempos de secado más prolongados, mientras que una tensión superficial demasiado baja puede causar inundación/exceso de tinta en los orificios del cabezal de impresión, y también causan falta de precisión en la formación de caracteres en la página.
Como supongo que ambos hemos adivinado, esta formulación específica de fluidos de impresora puede ser parte de la razón por la cual la tinta de la impresora tiene un precio tan alto, con la insistencia de los fabricantes, mediante el chipeo del cartucho, en que use sus recargas. Por experiencia propia, en el pasado se podía sustituir por recargas genéricas, pero ya no.
Si los tensioactivos juegan un papel tan importante en la determinación de la tensión superficial, esto jugará un papel en la gama de materiales que se pueden extruir a partir de un diseño de boquilla basado en chorro de tinta. El diseño de la boquilla de las impresoras 3D probablemente no sea tan preciso como disparar gotas de chorro de tinta que son invisibles a simple vista.
david blanco
usuario146020