螺杆挤出式3D打印机结构设计与仿真分析

作     者：任礼 白海清 鲍骏 贾仕奎 秦望 安熠蔚 REN Li;BAI Haiqing;BAO Jun;JIA Shikui;QIN Wang;AN Yiwei

作者机构：陕西理工大学机械工程学院陕西汉中723001 陕西省工业自动化重点实验室陕西汉中723001 陕西理工大学材料科学与工程学院陕西汉中723001 

基　　金：国家自然科学基金项目(51703121) 陕西理工大学研究生创新基金项目(SLGYCX2028) 

出 版 物：《中国塑料》 (China Plastics)

年 卷 期：2021年第35卷第4期

页      码：98-105页

摘      要：分析了传统桌面级FDM型3D打印机与螺杆挤出式3D打印机的挤出原理,为提升桌面级FDM型3D打印机对打印材料的兼容性并降低打印材料的制作成本,设计了螺杆挤出式3D打印机新结构,具有螺杆与机筒便捷拆换功能。结合设计计算获得了适用于打印丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)材料的螺杆计量段结构,在螺杆低转速与小型化的要求下,可实现小流率高精度打印并可通过提高转速获得更高的流率。通过仿真实验的方法,分析了计量段熔体的速度场、压力场以及剪切速率场的特征。使用最小二乘法,得出了螺杆转速与出口流率对应的回归方程,验证了计算结果的合理性。结果表明,螺杆挤出机构能够适用于3D打印,可降低打印成本并拓宽可打印物料的选择范围,并可通过对螺杆转速的控制实现对物料挤出流率较为精确的调节。

主 题 词：螺杆挤出 三维打印 结构设计 流场 仿真分析 

学科分类：08[工学] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 

核心收录：

D　O　I：10.19491/j.issn.1001-9278.2021.04.017

馆 藏 号：203102770...