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均匀液滴的应用非常普遍，并且生成方法变得越来越有效，可控制。本文解释了喷气扰动统一液滴制备技术和按需可控统一液滴制备技术的原理。基于脉搏形成的不同原理，将均匀的液滴制备技术分为压电，电磁驱动，磁液，气动脉冲和激光液共振，并总结了五种模式的原理和技术状态。已经整理了均匀的微型旋翼制备技术在电子包装，喷墨颜色打印技术，微型制品3D打印和生物制药领域的当前应用状态，并且已经看到了均质微型制备技术的开发趋势。
由统一的微滴制备技术形成的微滴具有很大的优势，例如良好的均匀性，低成本，高定位精度和原材料节省。它们已被广泛用于电子包装，喷墨颜色打印技术，微零件3D打印和生物制药。根据均匀液滴生产的原理，均匀的液滴制备技术可以分为喷气扰动均匀的液滴制备技术（CIJ）和按需可控统一的液滴制备技术（DOD）。
喷气扰动均匀液滴的制备技术基于喷气不稳定性理论。射流室中的流体在压力下从喷嘴上弹出射流液柱。在气动功率，表面张力，粘性力和周围气体介质的重力的作用下，射流液柱的末端断裂形成液滴。然后，通过调节脉搏频率和气压，射流液体柱端的不稳定断裂模式被调节以形成均匀的液滴，如图1（a）所示。
按需可控的均匀液滴制备技术是使用喷嘴上方施加的脉搏来克服喷嘴出口处的表面张力和粘性力，以实现喷嘴出口处的微液体柱的产生。当喷嘴上方施加的脉搏力消失时，在喷嘴出口处的微型液体柱的表面张力和惯性力下，喷嘴出口的微液体柱将变成均匀的液滴，如图1（b）所示。
图1通过喷射干扰（a）和按需控制技术（b）技术制备均匀液滴
无论是按需可控还是喷气干扰技术，都需要稳定且一致的周期性脉搏力。当前，有五种模式可以产生周期性的脉搏力：压电模式，电磁驱动模式，磁磁模式，气压脉冲模式和激光流体共振模式。如表1所示。
表1在不同的脉搏形成模式下的均匀液滴制备技术的分类
基于喷气扰动的微型抛光制备技术和按需控制的液滴制备技术的分类，本文解释了通过喷射磨损微量滴注微量滴油技术制备技术的技术原理，优势和缺点，并涉及均匀的液滴制备技术，并在启用了启用可控制的液滴制备技术和跨型液滴制备技术，并促进了微绘制技术的发展趋势。
1个均匀的微滴制备模式
1.1
压电模式统一液滴准备技术
压电模式统一液滴制备技术使用信号源和功率放大器产生的高频可变电信号来控制压电陶瓷的脉搏力来产生脉动力。在脉搏作用的作用下，它可以达到可控制的按需和射流干扰模式来制备均匀的液滴。根据陶瓷板在压电陶瓷中的不同位置，可以将它们分为弯曲的构型，挤出构型和推杆配置。
1.1.1弯曲配置
压电弯曲配置是将压电陶瓷密封在驱动腔上，以确保驱动腔中的流体填充整个驱动腔内部。当电压驱动信号驱动压电陶瓷运动时，将在喷嘴上方产生周期性的脉动力。在压电弯曲构型中使用的压电陶瓷与流体的接触区域很大，并且变形驱动很大。可以通过需求可控技术来准备均匀的液滴。同时，由于压电陶瓷，水或其他正常温度流体的温度耐药性较差，主要被选为实验材料。结构原理如图2所示。
图2弯曲配置的原理
1.1.2挤出配置
压电挤出构型的原理是密封驾驶腔周围的压电陶瓷。当电压驱动信号驱动压电陶瓷以移动和挤压驾驶腔周围的驱动腔时，将在喷嘴上方产生脉动力。目前，该技术用于根据需要制备统一的液滴。同时，由于压电陶瓷，水或其他室温流体的温度耐药性较差，因此被选为实验材料。结构原理如图3所示。
图3可以根据需要控制的均匀液滴的原理
1.1.3推杆配置
由于弯曲构型中的压电陶瓷与液体直接接触，并且压电陶瓷的温度抗性较差，因此水或其他室温流体在弯曲的构型微角度的制备实验中主要选择为实验材料。为了解决限制温度条件的问题，研究人员提出了一种压电推杆构型，其中液体不会直接与压电陶瓷直接接触。压电推杆配置主要由堆叠的压电陶瓷，推杆，喷嘴工作室和微喷雾孔组成。通过推杆从液体中分离出压电陶瓷，以制备高温金属颗粒。在低频条件下，脉搏作用很长时间，并且可以根据需要实现均匀液滴的制备。虽然在高频条件下，脉搏力较小，并且将脉搏传输到液体柱，控制液体柱端头的断裂模式，并实现均匀液滴的均匀液滴制备，如图4所示。
图4压电推杆型均匀微滴的制备原理
1.2
电磁驱动模式统一液滴准备技术
Yu Yang和北京技术大学的其他团队使用电磁驱动的喷气干扰技术来准备统一的焊接球。原理是，永久磁体的磁力方向的变化和电动螺线管会引起振动杆的周期性干扰，并控制射流液体柱的断裂形成液滴。制备了200-800μm的微焊球，发现稀土元件可改善焊球的表面。图5（a）是设备的示意图，图6（a）是含有稀土焊球球的示例。
图5电磁驱动的喷气扰动均匀液滴制备装置
图6电磁驱动的均匀液滴制备实验结果
在此基础上，在2013年，唐·杨（Tang Yong）和西北理工大学的其他团队设计和实施了电磁驱动的液滴按需准备装置，如图5（b）所示。通过该设备，Tang Yong研究了不同脉冲宽度和不同脉冲频率的影响定律对水滴的形成过程。在融合的注射材料的条件下，喷嘴直径为100 µm，注射频率为10 Hz，可按需使用电磁驱动的可控均匀液滴，并以26.5 µm的形式获得了约482.7 µm的均衡点，平均直径约为482.7 µm。实验结果表明，电压脉冲频率和液滴直径是负相关的。电压脉冲宽度和液滴直径呈正相关。
1.3
磁性流体模式均匀液滴制备技术
磁性流体模式均匀的液滴制备技术是在带电的液体金属腔下构建微通道喷嘴，并在带电的液体金属外施加恒定磁场。当带电的金属流体具有可变的电流幅度和方向流经恒定磁场时，在腔液金属中会产生具有可变幅度和方向的电磁力。在高频条件下，脉冲电磁力形成表面波，以实现射流干扰的准备。在低频条件下，可以根据需要控制电磁力作为脉冲力，该原理如图7所示。
图7用于准备金属颗粒的发电机示意图和喷气干扰
2020年，基于磁铁模型，Wang 和北京技术大学的其他团队提出了电磁喷气干扰技术和点播可控技术，以准备统一的焊球球并开发了相关的设备。该技术可以实现在不同尺寸的喷嘴直径下制备均匀的焊接球，从而解决了如何通过在较小的电磁范围内的压力差调节来实现较大孔径范围内金属颗粒的按需控制的问题。在喷嘴孔径为0.41毫米的情况下，根据需要制备直径为0.60〜0.65 mm的均匀焊球球；直径为0.68〜0.74毫米的均匀焊球通过喷射干扰制备。研究了喷嘴光圈，电流输入波形，电流频率，压力差和电流幅度对射流干扰制备均匀金属颗粒的影响。实验结果如图8所示。
图8金属颗粒在0.41 mm孔径和相应的实验条件下制备的金属焊球球的形成过程和结果
与其他模式相比，电磁按需和电磁射流干扰技术的驱动力是一种体积力，它实现了非接触式驾驶，没有机械磨损。其外部电源电流的大小和波形易于控制，这可以实现脉冲电流和脉冲电磁力的瞬时响应。
再加上通过气动膜片类型和压电膜片类型制备均匀颗粒的灵感，北京技术大学的Wang 和其他人提出的拟议的膜片技术以准备均匀的电液液滴，从而使iS pros on of of the pro the jot joty jot 。电磁隔膜射流干扰技术的原理是：电磁力发生器由彼此垂直的永久磁铁和电极支撑。 GA0.75in0.25合金充满电磁力发生器中的腔。当电流通过电磁力发生器的电极并流过GA0.75in0.25合金，在喷嘴上方具有恒定的磁场时，电磁脉动将在弹性隔膜上方产生。如图9所示，将脉搏力通过弹性隔膜传递到弹性隔膜以形成表面波，从而控制喷气液柱的末端，形成均匀的水滴，形成均匀的水滴。喷嘴孔径，压力差，干扰频率，干扰端柱的干扰和射流柱的干扰和表面波波长对脱水型底列的脱水量圆柱旋转的零件固定量的射流底部。当喷嘴孔径为0.15mm并且干扰频率为2000〜时，射流柱的末端可以断裂以形成直径为0.23〜0.27mm的均匀水滴。通过更改输入频率和液体表面气压，可以获得输入电流频率和液体表面气压对水滴形成过程的影响。
图9电磁隔膜射流干扰的均匀水滴发生器的示意图
1.4
在气压脉冲模式下的均匀微滴的准备技术
2002年，多伦多大学提出了针对气压脉冲模式的均匀微螺旋体的制备技术。目前，由于电磁阀打开频率（高达50Hz），该技术用于按需控制均匀的液滴。原理是使用电磁阀关闭以控制自由液体表面上的脉冲驱动压力的瞬时产生，以在喷嘴出口处产生均匀的液滴，并且每个脉冲循环都会产生与每个脉冲周期相对应的均匀液滴。由于脉冲气压可以承受高温，因此该技术在制备高温金属方面具有显着优势。但是，该技术受电磁阀打开频率的限制，因此很难以高频制备均匀的液滴。该设备如图10（a）所示。 In 2019, Yihao and (Al88%, Si12%) as raw , used air to and , on cores with and water as the main , and made metal tubes with high- inner , as shown在图10（b）中。实验结果表明，当沉积频率较高时，热积累效果将导致相邻液滴之间过度融合，从而破坏形成精度并降低制成部分的质量。
图10在气压脉冲模式下微滴制备的技术原理和实验结果
为了改善气压脉冲制备技术均匀液滴的技术，惠宗科学技术大学的Shu 的研究团队提出了一种气动-type统一液滴液滴制备技术。原理如图11（a）所示，气脉动将隔膜变形驱动，并且变形的隔膜挤出室会导致在喷嘴出口处根据需要形成均匀的液滴。华盛科技大学的Xiao 和其他人使用气动性隔膜型均匀的微弹片制备设备作为实验材料，以制备直径为155〜196μm的TIN Lead焊接球，在100μm的玻璃喷嘴直径的状态下，如图11所示（b）。小朱芬探索了通过实验驾驶压力，脉冲宽度，频率和内径对均匀液滴生成的影响。实验结果表明，随着驾驶压力的增加，液滴的直径变小。脉冲高度时间越短，产生均匀液滴所需的驾驶压力就越大；频率对均匀液滴的制备过程没有显着影响。通风孔的内径增加，产生均匀液滴所需的驾驶压力增加。
图11气动隔膜均质微旋转制备原理（A）和准备好的锡铅焊球（B）
1.5
激光液共振模式均匀液滴制备技术
在2021年，Liu等人。提出了激光液共振模式均匀的液滴制备技术。原则是，当连续波激光束辐照透明的喷气液（例如水）时，将在喷气液体柱内产生时间变化的光压。在光压的作用下，射流液柱的末端将破裂形成均匀的液滴。 Liu使用乙醇作为实验材料，并在诸如1.4 mL/min和520 nm的激光波长之类的条件下实现了激光液共振模式均匀液滴的制备。激光流体共振模式微螺旋体制备技术的原理如图12所示。
图12激光液共振模式的均匀液滴制备的原理和实验结果
1.6
在不同模式下的均匀微滴制备技术的摘要
液滴射血技术吸引了国内外研究人员的极大关注。表2总结了国内外液滴产生的模式，液滴产生原理，优势和缺点。
表2国内外均匀的微副品制备技术的当前研究状态
2发展趋势和应用状态
2.1
发展趋势
均匀微滴的发展需要较小的直径和更可靠，更精确的设备。为了制备小直径液滴，研究人员有三种解决方案：减少喷嘴孔很容易实现非金属液滴的准备，但是金属液滴很容易被阻塞；在大喷嘴孔下用较大的脉搏力制备小液滴适合控制技术；大型喷嘴孔的液体柱通过气液流聚焦，形成一个小液体柱，然后分解成微滴。
2.2
当前的申请状态
Uni- Micro-Drip被广泛用于电子包装，喷墨颜色打印，精度制备和生物医学领域等，如下所示。
1）电子包装场：均匀的微液滴制备技术可用于为电子包装准备微型持有球，直接在电路板上打印所需的电路，或者根据需要打印电子设备所需的凸数阵列。
2）喷墨颜色打印场：目前，喷墨黑白打印已被激光打印技术取代，但是统一的微旋转准备技术在喷墨颜色打印技术领域具有主要位置。喷墨打印过程可以直接形成图案化的膜而无需掩盖，并且可以精确控制溶液沉积体积和位置。这是一种非接触式直接打印模式形成技术。喷墨颜色打印可以实现不同颜色的液滴的有效和可靠的打印，并可以输出高质量的图像。
3）精确准备领域：基于统一的微型滴头制备技术开发的微型零件的3D打印和形成技术具有简单设备，不受限制的形成和广泛的注射材料的优势，并且在微型金属组件和电路主持的印刷中具有很高的应用前景。
4）生物医学领域：准确递送药物以改善治疗效果；打印组织工程电池载体框架，以解决传统组织工程重复不佳的问题以及无法模拟复杂结构的问题。
3结论
均匀的微液滴制备技术在许多领域都显示出了很高的应用前景，但是随着人们对高质量产品的需求的提高，微滴的均匀性越来越高，微滴的粒径越来越小，而且越来越小，并且属于统一的微滴的材料范围就会变得越来越宽。因此，为了进一步促进统一微型制剂制备技术的应用和开发，在以下两个方面仍然需要深入研究。 |
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