特种工程塑料3D打印设备设计及优化,提出了双腔室台式打印机结构设计方案,包括打印头、移动机构、外框架、辅助机构的设计和简介。针对喷嘴出丝不流畅的问题进行了有限元模拟,得出了影响因素最大的喷嘴直径,并提出了改进方案,具体如下:
整个打印机从高温性和保温性来设计,双腔室保护。设计了两种打印头结构,一种用于工程塑料的远程进料,一种用于柔性材料的近程进料,区别在于喉管部分的保护。
选用Corexy型移动机构,避免电机和热源直接接触,同时采用耐高温同步带。外框架总体由8块钣金件(304不锈钢)装配而成,并保证足够的密封性。辅助机构主要包括环境加热装置,采用PTC加热+热辐射灯结合的方式,保证打印腔室内长时与短时的热量。主控板选用ChiTuPro系列,温度由独立的温度控制模块控制。
有限元分析了喷嘴出丝不畅问题,在不同打印条件比较下,加热温度(630/640/650K),进丝速度(0.5/1/1.5mms-1),喷嘴直径(0.3/0.4/0.5mm),发现喷嘴直径对熔体阻力影响最大,其次是打印速度,最后是加热温度,提出了实验条件下最佳0.4mm的喷嘴结构。
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