一种基于FDM-3D打印机改进喷嘴的流-固耦合模拟分析

针对FDM-3D打印机在打印熔融ABS材料过程中发生的流涎现象,对打印机喷嘴的结构进行改进和重新设计,在喉管的末端腔部加入网格结构增大熔融丝材的沿程阻力,使其在没有施加挤出力时不能因丝材熔融产生的体积膨胀力而发生流涎(拉丝)现象。将所建的模型导入到ANSYS Workbench中,用该软件中的流体计算软件模块—Fluent对流经喷嘴的流体进行数值模拟,得到速度的云图和相关曲线,并对其进行分析。用静力学结构分析模块—Static Structural对流体作用后的新型喷嘴结构进行结构静力学分析,得到新型喷嘴结构的应力、应变的云图,并对其进行分析。研究表明新型喷嘴结构能够减轻打印机在启停、打印过程中和更换喷头时产生的流涎现象。研究成果可以为FDM-3D打印机喷嘴结构的设计优化提供参考。     

FDM型3D打印机喷头温度场仿真

FDM型3D打印机通过熔融沉积的方式打印成型,打印过程中喷头部分的温度场受结构设计和冷却系统影响,在打印过程中易出现温度分布不均匀的现象,进而出现堵料问题,影响打印过程正常进行。利用CAE温度场仿真软件对FDM型3D打印机喷头三维模型进行温度场仿真,得出3D打印机喷头加热块、喷嘴以及喉管和散热铝块的温度场分布。根据温度场仿真结果,为喷头冷却系统的设计和优化提供理论依据,进而提高FDM型3D打印机的打印连续性、效率以及打印工件的表面质量。     

基于ABAQUS的FDM工艺3D打印机喷嘴温度场模拟及结构优化

喷嘴温度是影响FDM工艺3D打印机打印质量的重要参数,不合理的温度参数易造成打印速度慢、堵塞、断丝等问题。对传统喷嘴工作过程中温度场分布情况进行了有限元模拟,发现其存在温度场分布不合理等问题,针对这些问题提出了结构优化方案。利用ABAQUS有限元软件对结构优化后的喷嘴温度场进行了模拟,通过与传统喷嘴温度场分布和热量传递情况的对比和实验验证,发现结构优化后的喷嘴比传统喷嘴在工作过程中更具有优势,同时结构优化后的喷嘴还可在保证打印件质量的情况下进一步提升打印速度。     

基于FDM 3D打印机三喷嘴挤出机构结构设计与改进

在深入研究3D打印机工作机理的基础上,充分考虑现有挤出机构在成型精度及成型速度等方面的问题,对3D打印机挤出机构进行了设计及改进,建立了新型三喷嘴挤出机构模型,通过三维造型软件进行虚拟设计,得到最优设计模型。经过性能对比分析,所设计的挤出机构达到了设计要求,为提高打印速度和改善工件成型精度提供了一种有效的解决方案。     

三维打印机控制系统设计与精度分析

针对基于PC+运动控制卡的三维打印机控制系统具有弱实时性、封闭性等不足,通过采用基于ARM+DSP双处理器架构进行三维打印机控制系统的设计开发。本文根据需求对硬件平台资源进行划分,并对控制系统软件进行基于T-Kernel的层次化规划和任务调度。利用改进的神经网络算法对三维打印机控制参数进行优化,并进行三维模型打印实验。实验结果表明,打印件轮廓清晰、尺寸误差小、打印精度符合要求。该控制系统满足了三维打印机的功能需求,运行稳定可靠。     

FDM彩色3D打印机挤出装置结构设计

色彩信息是一个物体不可或缺的元素,当前基于FDM的3D打印机无法完成彩色3D打印,从而阻碍了3D打印件视觉表现力。为了解决这一问题,在深入研究FDM 3D打印机工作原理的基础上,对传统3D打印机挤出装置进行了改进,设计了一套基于CMYK-W的彩色3D打印机挤出装置。通过打印试验,将打印件的色彩信息与标准比色卡比对,验证了所设计的彩色3D打印机挤出装置达到设计要求,为彩色3D打印技术的进一步研究提供了一种有效的解决方案。     

3D奶油打印机方案设计

针对奶油类食品加工的特点,结合3D打印技术,设计了3D奶油打印机方案。分析了3D奶油打印的特点,分别给出了3D奶油打印机机械系统、控制系统及奶油喷嘴的设计方案。控制系统采用二次插补算法提高精度,奶油喷嘴以微型气泵作为驱动元件,该系统方案具有一定可操作性。     

并联混色3D打印机设计与研究

目前,并联臂结构的3D打印机普遍存在打印精度不佳、稳定性与可靠性差、调试与维护过程复杂等问题。针对熔融挤压堆积成型(FDM)并联3D打印机的基本结构,对并联式3D打印机的部分结构件进行了重新设计与建模,完成样机设计与实验。设计了一种支持双色混色、易于维护、高可靠性的并联3D打印机,并通过整体布局、机械结构以及打印喷头的优化进一步提高打印精度、打印稳定性以及可靠性。     

FDM型并联机构式3D打印机的单挤出头双喷嘴的结构设计

为了能打印两种材质或两种颜色材料,在FDM型并联机构式3D打印机中采用单挤出头双喷嘴结构,减轻了打印末端的重量,增大了打印的有效行程范围,并对单挤出头双喷嘴的材料进行了选择,满足使用需求,拓宽了3D打印的使用范围。     

便携式3D打印机设计

三维打印,俗称3D打印,作为快速成形技术的一种,是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层填涂打印的方式来构造物体的技术。在对3D打印机基本结构原理进行分析的同时,提出了一个新的改进方案——便携式3D打印机的设计。基于原有的立式设计,本设计采用铰链结构改为折叠式设计,以减少3D打印机不工作时所占的空间,起到方便携带的效果。     

一种多色3D打印机的设计与分析

目前桌面级FDM 3D打印机具有结构稳定性差、打印产品成型颜色单一的缺点。为了解决FDM3D打印机的不足,基于普通的并联臂FDM 3D打印机,进行机械结构设计与优化和控制系统设计与开发,设计出一种FDM的多色3D打印机。通过整机实验平台的搭建和3D产品打印的实验,该多色打印机能够实现多种颜色的混色打印,为FDM 3D多色打印提供了一种新的解决方案。     

熔融沉积成型3D打印机混色装置的研究

当前基于熔融沉积成型的桌面级3D打印机的大部分打印头装置只能打印一种颜色的耗材,打印出来的物体颜色单一,为了解决这一问题,在分析了整个3D打印头装置的基础上,运用TRIZ理论对3D打印头进行了创新设计,设计出一种双进料单挤出的打印头装置,该打印头装置能将两种颜色的耗材融化混合,并从同一喷嘴挤出,实现混色打印。运用UG有限元模块对所设计机构进行了温度场的模拟分析,最终对装置进行了试验,验证了温度场分析的正确性,达到了混色要求,为3D打印机混色装置的进一步研究提供了理论依据。     

基于FDM工艺的桌面级3D打印机的设计

为了提高以往3D打印机打印精度和质量,对打印装置的整体结构提出了创新设计方案,该打印机通过步进电机带动丝杠旋转,利用丝杠上的滑块带动连杆控制打印喷头在一定空间内准确移动,配合底部工作台实现FDM熔融沉积技术的快速打印.优化处理了打印机控制方案,使得结构简单新颖,同时可以提高打印机工作效率,并通过机械结构始终保证打印喷头始终处于竖直状态,为3D打印机的机构设计创新提供参考.     

微型打印机在税控收款机中的设计与实现

通过分析税控收款机中微型打印机模块的设计要求，对设计过程中广泛采用的打印系统结构进行改进，这样不仅降低了生产成本．而且克服了设计过程中遇到的掉电续打难题。本文从硬件和软件方面详细介绍了微型打印机在税控收款机中的设计和实现方法。     

GE欲扩冲3D打印制造规模

<正>【本刊讯】GE公司航空事业部近日计划扩充3D打印制造规模,并将借助3D打印用于制造喷气发动机的燃料喷嘴。今年下半年开始,3D打印机将陆续就位,Auburn工厂将与明年正式开始3D打印产品级零部件。预计到明年年底,该工厂将配备10台3D打印机,占其生产能力的三分之一,计划最终3D打印机数量将超过50台,而Auburn也将专门制造LEAP喷气发动机的燃料喷嘴,成为首家大规模采用增材制造技术的工厂。与传统车床或金属切割机的制造方式不同,3D打印主要是由激光或电子束,根据CAD文件逐层熔融细     

一种FDM式3D打印机的新型半自动卸料打印平台设计

针对现有FDM式3D打印机打印平台存在的打印件难拆卸问题,通过对现有打印平台结构的改进,设计一种新型半自动卸料打印平台。经理论分析和实际打印测试验证,该打印平台有效降低打印件的拆卸难度,并实现半自动卸料功能。     

桌面型FDM 3D打印设备的优化设计与精度分析

目前市面上桌面型FDM 3D打印设备种类繁多,受到结构稳定性、熔融温度、环境温度等多重因素的综合影响,其打印精度差异明显。为了提高打印精度,对某一桌面型FDM 3D打印设备影响精度的相关缺陷进行了分析,并对设备的箱体结构、运动系统机械结构、运动控制部分等方面进行优化设计。对设备优化设计前后的打印件精度进行了对比分析,相关数据表明,改进后的设备打印精度得到显著提升,相关技术内容对提升FDM 3D打印机打印精度具有实际意义。     

基于VB的喷气织机主喷嘴结构尺寸优化

基于VB软件,将喷气织机主喷嘴内部流场建模、流场仿真计算、设计变量与优化目标关系的拟合以及遗传寻优等6个模块进行集成,开发了针对主喷嘴结构尺寸的自动优化设计平台。分析表明:喷嘴芯外端径向距离、喷嘴芯内孔半径、锥形套高度、环形气室径向高度和喉部长度对纱线所受牵引力影响较为显著;纱线在优化后的主喷嘴内部流场中所受牵引力较优化前提升了10.6%,并通过3D模型打印及优化前后的实验测量、分析,验证了优化结果的正确性,提高了主喷嘴的引纬效率。     

自动抹墙机异形喷嘴流场分析与结构优化

针对现有砂浆机圆形喷嘴存在喷涂不均匀的问题,设计了一种异形喷嘴。通过流体分析软件Fluent的多相流中的欧拉模型分析得到异形喷嘴内流场的速度变化情况和体积分数变化情况,在此基础上,以速度方差和体积分数方差为衡量标准对喷嘴进行优化,选出较合适的压缩空气入射角、压缩空气入口数,以及喷嘴前端的长、宽、厚,得到符合自动抹墙机要求的喷嘴结构。最后利用3D打印技术制造出优化的模型样品进行实验,以验证优化结果。该研究对自动抹墙机喷嘴的优化有重要的参考价值。     

LCD型3D打印机中光固化成型参数优选

目前LCD型3D打印机使用的光敏树脂材料成本过高。为使LCD（光固化快速成型）型3D打印机在保证打印质量的前提下控制打印成本,需要对LCD型3D打印设备中的技术参数进行优化设计。首先挑选出对打印成型影响较大的4个参数即层高L、曝光时间T、抬升速度V、抬升距离D;其次采用四因素四水平的正交试验优化这4个参数;最后使用极差分析和方差分析综合权衡后选择了最优组合参数。通过验证实验的结果可知：采用综合评价指标下的参数能兼顾打印质量和效率,又能较好的控制成本。