21、材料挤出增材制造技术全解析

材料挤出增材制造技术全解析

1. 材料挤出增材制造概述

材料挤出（MEX）机器在增材制造（AM）技术中拥有最大的装机量。价格亲民的机器在像家得宝这样的五金店出售给爱好者，也可通过亚马逊等平台的多个卖家购买；高端工业机器则可从数十家公司获取。

材料挤出技术的工作原理类似于给蛋糕涂抹糖霜，当对储存器中的材料施加压力时，材料会通过喷嘴挤出。若压力恒定，挤出的材料（通常称为“路”，更专业的说法是“挤出物”）将以恒定速率流动，并保持恒定的横截面直径。要使直径保持恒定，喷嘴在沉积表面上的移动速度也需与流速相匹配。材料挤出时应呈半固态，挤出后要完全固化并保持沉积形状，同时要与已挤出的材料粘结，以形成坚固的结构。

使用挤出工艺有两种主要方法：
- 温度控制法 ：这是最常用的方法，通过控制温度来改变材料状态。将材料在储存器中熔化使其液化，这样材料就能从喷嘴流出，并在固化前与相邻材料粘结。此方法与传统聚合物挤出工艺类似，但挤出机垂直安装在绘图系统上，而非固定在水平位置。
- 化学变化法 ：利用化学变化使材料固化。例如，使用固化剂、残留溶剂、与空气反应或让“湿”材料干燥来实现粘结。这种方法适用于糊状物，在生化应用中可能更适用，因为材料必须与活细胞具有生物相容性，材料选择受限。不过，工业应用也可能存在，可能采用与反应注射成型相关的工艺，而非完全依赖热效应。

2. 材料挤出增材制造的基本原理

任何 MEX 系统都有以下几个关键特征：
1. 材料加载
2. 材料液化