22、材料挤出成型技术全解析

材料挤出成型技术全解析

1 材料挤出成型基础

材料挤出成型（MEX）是一种常见的增材制造技术，在制造领域有着广泛的应用。在MEX过程中，有时会使用第二个挤出机，这样可以用正确的构建参数准备辅助材料，并与当前层的构建材料并行挤出，不会产生延迟。而且，视觉上不同的材料，若不用于支撑，也可用于突出模型内的不同特征，比如医疗模型中的骨肿瘤。

1.1 数据输入与切片处理

MEX机器大多从CAD系统获取输入，使用通用的STL文件格式。这种文件格式能轻松提取切片轮廓，给出每个切片的轮廓信息。控制软件不仅要提取轮廓，还需确定如何在轮廓内填充材料，这对于MEX系统至关重要，因为挤出头要物理沉积材料来填充先前的空白空间。
- 轮廓绘制 ：为保证零件精度，通常先绘制轮廓材料，它将作为填充材料的约束区域。轮廓一般以较低速度绘制，以确保材料流动一致。轮廓通过提取平面（代表当前构建的横截面）与STL文件中三角形的交点来确定，这些交点排序后形成完整、连续的曲线。软件此时还需确定每个轮廓的起始位置，由喷嘴中心定义，停止位置约在起始位置一个喷嘴直径处。由于难以精确控制流量，起始/停止区域可能会有轻微过填充和肿胀。为避免零件出现明显的“接缝”，起始/停止区域最好随机或均匀分布在零件周围，但也有人认为将接缝放在明显区域便于后处理去除。
- 填充模式确定 ：确定轮廓内部的填充模式对控制软件来说是更困难的任务。首先要在轮廓内设置偏移，使挤出喷嘴以最小重叠放置在轮廓内。然后软件需根据预定义的填充模式确定填充的起始位置和轨迹。填充模式类似于CNC平面铣削中的模式，但没有唯一解，且对于特定形状，填充模式可能不是连续、不间断的轨迹