65、3D打印机喷嘴设计与复合材料螺旋压缩弹簧研究

3D打印机喷嘴设计与复合材料螺旋压缩弹簧研究

3D打印机喷嘴设计

在3D打印中，喷嘴是关键部件，其设计参数对打印质量和效率影响显著。

多喷嘴与材料沉积

• 多喷嘴优势 ：若3D打印机配备至少两个打印头或喷嘴，更多的喷嘴能实现更多的色调和颜色变化。使用单一颜色时，还能赋予产品不易察觉但触感良好的纹理。
• 材料沉积影响 ：材料的沉积方式会影响打印材料的拉伸强度。如沿Z轴方向沉积的部件比其他轴方向沉积的具有更高的拉伸强度。同时，表面粗糙度更多地取决于层厚度，而非道路宽度和沉积速度。

喷嘴直径

• 压力降影响 ：通过有限元分析（FEA），将喷嘴直径从0.2mm改为0.4mm时，聚己内酯（PCL）的流动显示，这可降低液化器或加热块的压力降。为保证材料的一致性和良好的液化效果，应尽量减小沿液化器的压力降。
• 直径优化 ：增加喷嘴直径会增大表面粗糙度，因为材料在两层之间会留下间隙，所以需要对材料直径进行优化。为获得更好质量和精确产品的优化喷嘴直径，需综合考虑压力降和挤出时间。
• 压力降计算 ：喷嘴由不同部分组成，每个部分的压力降可通过以下方程计算：
  1. $\Delta P = \Delta P_A + \Delta P_B + \Delta P_C$
  2. $\Delta P_A = 2L_{\alpha} \l