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一种提高挤出式3D打印质量的吐司形喷嘴设计方法技术

技术编号:42336666 阅读:19 留言:0更新日期:2024-08-14 16:12
本发明专利技术涉及3D打印及其配件领域,具体涉及一种提高挤出式3D打印质量的吐司形喷嘴设计方法,所述方法以沉积丝的截面形状为目标,考虑挤出胀大效应、重力、表面张力及自身流变性能对打印产品最终沉积形状影响效果,逆向设计喷嘴长度及出丝孔的截面形状;所述方法将喷嘴参数化,通过求解喷嘴出丝孔形状各部分参数,确定喷嘴形状。本发明专利技术考虑挤出胀大效应、重力、表面张力及自身流变性能对产品质量影响以及打印后处理过程复杂的问题,设计一种吐司形3D打印喷嘴,有效解决打印产品粗糙度高、孔隙率大、层间粘合度不高等问题,改善打印产品表面光洁度,提高打印质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于3d打印及其配件领域,具体涉及一种提高挤出式3d打印质量的吐司形喷嘴设计方法。


技术介绍

1、3d打印是一种快速成型技术,又称增材制造。其中挤出式3d打印具有成本低、材料广、操作简单、占用空间小、打印速度快等优点,被广泛用于工业设计、建筑工程、航空航天、生物医疗等各种领域。挤出式3d打印包括熔融沉积、生物墨水直写两类,将打印材料在打印机施加一定的压力下从微细的打印喷嘴中挤出,挤出微丝随着喷嘴的运动一层一层堆积在打印平台上,经过沉积形成所需要的三维模型。

2、当前挤出式3d打印多采用圆形喷嘴,微丝材料表现为黏弹性,受挤出胀大效应、重力、材料表面张力及自身流变性能影响会发生形变;又由于已冷却成型的材料已经发生变形,后续挤出堆积在其上的熔融材料会受到不规则面带来的压力,使得变形累加,随着材料的堆积,产品的孔隙度较大,层间粘合度较低,导致力学性能降低,同时产品表面会产生波浪状轮廓,影响表面光洁度。挤出式3d打印产品可以通过打磨、化学品浸泡等后处理方式降低表面粗糙度,但是会影响产品精度,并且其孔隙率和层间粘合度问题并未得以解决。

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【技术保护点】

1.一种提高挤出式3D打印质量的吐司形喷嘴设计方法,其特征在于:根据沉积丝的截面形状,考虑挤出胀大效应、重力、表面张力及自身流变性能等各部分对打印产品最终沉积形状影响效果,逆向设计喷嘴长度及出丝孔的截面形状;将喷嘴参数化,参数包括喷嘴挤出微丝发生沉积变形后的理想挤出微丝截面边长a、喷嘴出丝孔侧边凹陷弧度即偏移角θ、喷嘴截面面积等于理想正方形面积截面上边调整高度h、减小喷嘴挤出胀大效应影响的喷嘴设计长度L、偏移面积S1和调整面积S2,

【技术特征摘要】

1.一种提高挤出式3d打印质量的吐司形喷嘴设计方法,其特征在于:根据沉积丝的截面形状,考虑挤出胀大效应、重力、表面张力及自身流变性能等各部分对打印产品最终沉积形状影响效果,逆向设计喷嘴长度及出丝孔的截面形状;将喷嘴参数...

【专利技术属性】
技术研发人员:蔡伟孙璐轩张云鹏
申请(专利权)人:燕山大学
类型:发明
国别省市:

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