FDM3D打印挤出螺杆设计及应用研究.pdf

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1、2017年第3期铸造设备与工艺兰Q!!生鱼旦旦Q旦堕旦!坚垦Q旦堡丛兰坚垒堕旦堕鱼旦堕Q塑曼!!旦望：兰Q!!塑!·铸造设备·doi：10．16666／j．cnki．issnl004—6178．2017．03．003FDM3D打印挤出螺杆设计及应用研究杨磊，马睿，黄部东，徐云龙(宁夏共享模具有限公司，宁夏银川750021)摘要：合理应用FDM3D打印技术，关键在于合理的挤出装置结构、最优的挤出螺杆参数，最佳的挤出螺杆转速与打印进给速度的匹配关系，以此来保证3D打印螺杆的挤出量，提高打印效率，并且根据进给速度的大小来分配材料挤出速度，使材料均匀挤出成型。本文通过理论计算与实验对比，来确定螺杆

2、参数及转速与挤出量的关系，并且确定转速与进给速度最佳匹配关系，使材料平稳挤出成型。关键词：FDM；挤出螺杆；转速；进给速度中图分类号．-TP391．73。THl62文献标识码：A文章编号：1674—6694(2017)03—0008-03StudyonApplicationandDesignofExtrusionScrewforFDM3DPrintingYANGLei，MARui，HUANGBu-dong，XUYun-longm哆谊KocelPatternCO．，LTD．，NingxiaYinchuan750021，China)Abstract：Thesuitableextrusionde

3、vicestructure，optimalextrusionparameters，andthebestrelationshipbetweenSCreWspeedandtheprintingfeedspeedarethekeystoreasonableapplicationoffuseddepositionmodeling(FDM)3Dprintingtechnique，whichcanguaranteetheextrusionoutput，increasetheprintingefficiency，andallocatematerialextrusionspeedaccordingtoth

4、efeedratetomakeSUrethematerialuniformlyextruded．Therefore，thetheoreticalcalculationandexperimentalresultswerecomparedtoconformtheparametersandtherelationshipbetweenrotatespeedandextrusionoutput，anddeterminetheoptimalrelationshipbetweenrotatespeedandfeedspeed．Keywords：FDM，extrusionscrew，rotatespeed

5、，feedspeed近年来，传统的制造业在不断地寻求转型升级，使得3D打印工艺方法得到大力的引进与推广【”。其中熔融沉积成型FDM是3D打印的一种，其具有工艺简单、制作方便、成本低、绿色环保等优点，已成为目前应用最为广泛的一种3D打印方法121。在FDM3D打印中，螺杆是最核心部件，其肩负着精确、定量地将熔融原料进行传送的任务。影响打印效率的关键因素在于挤出螺杆的自身结构参数及工作转速f3】，影响打印产品质量的关键因素在于挤出量与打印进给速度的匹配关系【4】。本文基于研究高效、高质量的3D打印设备，对挤出螺杆的结构进行了核算，使得在满足要求的打印效率的基础上选择最佳的螺杆参数。为得到均匀的

6、产品表面质量，通过实验方法得出打印进给速度与挤出螺杆转速的匹配关系。1螺杆设计收稿日期：2017-03—28作者简介：杨磊(1988一)，男，宁夏同心人，硕士研究生，工程师，主要从事3D打印设备设计及制造工艺方面的研究工作。·8·1．1参数理论计算为保证3D打印机的挤出量，将采取辅助加热装置使得材料进人加料端后快速达到熔融状态，使，材料输送更均匀。目前对3D打印挤出螺杆结构方面没有专门的研究，一般借鉴注塑机成型方法中挤出螺杆的结构来进行设计。注塑成型方法中，一般将固体颗粒原料加人进料端后，通过加热筒快速加热并保温，使材料变成黏稠状，螺杆转动过程中将材料传送到出料口，并最终定压、定温、定量被

7、挤出。图1为挤出螺杆结构示意图。1．1．1螺杆直径选取目前注塑行业中，针对不同的塑料原材料，螺杆选取的各参数不同。首先根据需求的材料种类及产量选择合适的螺杆直径。以PVC材料为例，目前有针对PVC材料注塑螺杆参数选取的行业标准ZBG95009．1—88，如表1所示。本文以需求产量15kg／h为例，选择直径为30mm螺杆。1．1．2螺杆各段槽深设计注塑螺杆通常分为三段，即进料段、压缩段及2017年第3期杨磊，马睿，黄部东。