Dysze przewijania i membrany z pompami zębatymi: lepszy sposób drukowania 3D?

Być może nie zdajesz sobie z tego sprawy, ale rodzaj używanej dyszy do drukowania 3D ma znaczny wpływ na jakość wydruku 3D. Grupa naukowców z Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Lotniczej na Uniwersytecie Florydy opublikowała niedawno artykuł opisujący dwa typy dysz, które mogą być lepsze dla procesu drukowania FDM 3D.

W artykule zatytułowanym " Zasadnicze badanie procesu modyfikacji addytywnej parametrów w oparciu o proces FDM "i opublikowane w serii publikacji MATEC Web of Conferences o otwartym dostępie, naukowcy wyjaśniają, że tradycyjnie uważa się, że ważną częścią rozdzielczości nadrukowanej części 3D jest niewielka część powierzchnia przekroju każdego stojaka do wytłaczania materiału. Jednak mniejsze włókna poprzeczne mają wolniejsze tempo wytłaczania, co wydłuża czas budowania.

Istnieje wiele prób rozwiązania tego problemu, na przykład zastosowanie maksymalnej tolerancji grubości każdej warstwy lub użycie mniejszej objętości wsparcia w celu skierowania struktura przypominająca skorupę. Jednak naukowcy zauważają, że nie było zbyt wielu regulacji parametrów wytłaczania, aby kontrolować rozdzielczość podczas procesu FDM.

Streszczenie brzmi: "W procesie modelowania osadzania z użyciem stopionego materiału (FDM) były konflikcie pomiędzy wysoką produktywnością a wysoką jakością produktów. Rozdzielczość produktu jest proporcjonalna do natężenia przepływu wytłaczanego materiału, co bezpośrednio wpływa na czas budowy. Aby skrócić czas budowy przy akceptowalnej rozdzielczości, wprowadzono ideę procesu drukowania z możliwością regulacji parametrów. Sterowana wytłaczarka została zmodyfikowana i zaprojektowano dwa typy dysz o zmiennej średnicy. Ta praca realizuje różne budowanie rozdzielczości w oparciu o geometrię części podczas procesu FDM, która może wydajnie zapewniać jakość produktów i jednocześnie zwiększać wydajność. "

Średnica dyszy drukarki 3D FDM nie może wpływa tylko na szybkość wytłaczania materiału, ale także na rozdzielczość wydruku 3D. Po ustaleniu rozdzielczości odpowiednie parametry wytłaczania można z powodzeniem obliczyć w celu ustalenia zależności między parametrami a geometrią części.

"W tym dokumencie wybrano średnicę dyszy jako główny zmienny parametr wytłaczania - wyjaśniają naukowcy. "Wytłaczarka drukarki została zmodyfikowana, aby pasowała do nowego procesu, który określał parametry wytłaczania w ramach pewnychrozkład. Wyznaczono zależność pomiędzy geometrią części a potrzebną rozdzielczością i zaprojektowano dwa rodzaje dyszy z wymiennymi średnicami. "

Przepływy lepkich płynów są zwykle mierzone za pomocą pomp zębatych o wyporach dodatnich, więc naukowcy użyli jednej z nich wytłaczarka drukarki 3D do badań.

"Zakłada się, że prędkość ruchu dyszy jest taka sama jak prędkość wytłaczania materiału dla niezawodnej rozdzielczości", stwierdzili naukowcy.

Składnik optyczny zwany przeponą tęczową ma kilka cienkich, gładkich ostrzy ułożonych w taki sposób, aby tworzyły okrągłą aperturę. Ze względu na regulowaną średnicę apertury ta przepona jest często używana do ograniczenia ilości światła przesyłanego do czujnika obrazu w roletach kamery. To sprawiło, że był dobrym wyborem dla elementu, który może zmienić diamaterę dyszy drukarki 3D CD3D .

"W porównaniu do tradycyjna dysza do drukowania przez wytłaczanie, dysza w kształcie tęczówki może łatwo regulować średnicę i realizować zmienną średnicę podczas procesu drukowania ", wyjaśnili naukowcy w artykule. "Wielotarczowe przesłony tęczówki mogą zagwarantować okrągły przekrój dyszy. Możliwe jest precyzyjne i szybkie zmienianie średnicy dyszy za pomocą elektronicznego układu sterowania. "

Ale nawet jeśli kształt tęczówki mógłby zmienić średnicę dyszy, to może również mieć kilka szczelin wokół okrągłej apertury , powodują wycieki podczas wytłaczania materiału, a wysoka temperatura może nawet zmiękczyć ostrza i doprowadzić do uszkodzenia wydruków. Dlatego naukowcy wymyślili model przewijania, który działałby "bez ustawiania dodatkowych płaszczyzn w dyszy."

Zainspirowany papierowymi zwojami, okrągłe dno dyszy przewijania zmniejsza się wraz z obróceniem kształtu , choć nadal będzie to runda. Dlatego model przewijania z łatwą regulacją średnicy może być lepszym wyborem dla dyszy drukarki 3D o zmiennej średnicy niż kształt przysłony tęczówki.

Naukowcy podsumowali: "Jak dotąd model teoretyczny dla parametru ustawiono proces FDM. Wytłaczarka drukarki została zmodyfikowana przy użyciu pompy zębatej o wyporowym działaniu do kontrolowania natężenia przepływu poprzez zmianę prędkości obrotowej tak, że rozdzielczość, która jest reprezentowana przez średnicę włókna, może być regulowana przez natężenie przepływu podczas procesu wytłaczania przy pewnej optymalnej prędkości wytłaczania. UpragnionyŚrednica żarnika każdej warstwy konstrukcyjnej została określona na podstawie geometrii części przy użyciu kryterium zewnętrznego nachylenia lub kryterium małego elementu. "

Kilka kwestii, które należy wyjaśnić podczas przyszłych badań, obejmuje mechaniczną wydajność i rozdzielczość części. sekcje wewnętrzne i wyzwania w wyborze materiału.