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。     

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。     

双喷嘴3D打印机挤出机构的设计与分析

建立了3D喷墨打印机两喷嘴喷头的具体参数模型,试验验证了压电陶瓷变形与电压的一般关系。基于压电陶瓷尺寸的选择,设计了二级柔性铰链放大驱动机构,在胡克定律的基础上,得出了变形量与输出端阻力之间的关系。     

FDM型三轴并联桌面3D打印机研究

FDM型3D打印技术是对STL格式数据模型进行切片,把可黏合的塑料耗材进行叠层堆积来打印实体模型的。FDM型三轴并联桌面3D打印机的控制器是单片机,采用步进电动机驱动同步带运行,打印喷头的轨迹行进是用滑块进行控制的,挤出机也是采用步进电动机进行驱动,辅助喷头进行打印。喷头在X、Y、Z三个坐标轴上的运动速度大于185mm/s;喷头响应速度不小于0.1 m/s,喷头加热温度可控制在190~380℃,实现数字温控。     

FDM型3D打印机共挤喷嘴的设计与研究

基于熔融沉积(FDM) 3D打印技术,围绕提高打印精度和塑件强度展开研究,提出了同心包覆结构的熔体打印机制;通过对打印机喷嘴的优化改进,设计出符合要求的同心共挤出的打印机喷嘴,并利用有限元分析软件对优化后喷嘴进行仿真模拟;通过试验对共挤喷嘴打印的塑件进行强度测试,结果证实:改进设计的打印机喷嘴对塑件的力学性能有明显的提升作用。     

基于FDM型3D打印机喷嘴温度系统的PID优化设计

采用实验的方法采集FDM型3D打印机喷嘴处温度数据,将其拟合成温度飞升曲线,分析出喷嘴温度控制系统属于一阶惯性环节加延时环节,判定该系统的数学模型,计算出系统的相关参数,通过Simulink模型仿真和优化,得出系统PID最优解,使得喷嘴温度控制系统响应速度快,稳定性好,达到对温度的控制要求。     

挤出式FDM 3D打印喷头的优化设计

针对挤出式FDM 3D打印喷头结构进行优化设计.采用数值模拟方法,建立了喷头有限元分析模型,分析了不同的加热套材料、不同加热棒数量、不同材料腔直径对喷头温度分布的影响规律,确定了优化的结构,并制作挤出式FDM 3D打印喷头.用红外热像仪对喷头温度分布进行了测量,喷嘴处实测温度和模拟温度偏差为0.59℃,推杆与材料腔的配...     

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。     

FDM 3D打印机喷头设计

在温度因子的驱动下,研究基于FDM技术的3D打印机喷头设计思路.采用比例因子法,设定多目标条件下的3D打印机打印精度评价指标体系,设计3种不同喷口直径和2种不同加热腔结构,共形成6种比较方案,在12种打印介质的联合比较实验中对其性能进行分析.(1)通过技术手段加强对发热元件的温度控制精度,使其控制在打印介质熔融点附近,...     

FDM型3D打印机典型故障诊断与维修

介绍了FDM型3D打印技术及其原理,重点分析了国产FDM型3D打印设备的常见故障诊断方法与维修技巧。通过工艺试验及检测得出结论如下:软件故障主要分为建模问题和参数设置类故障,此类故障占整机常见故障的70%以上;硬件故障主要包括传动带断裂、喷嘴堵塞、挤丝机构异常等,此类故障占整机常见故障的20%左右。合理的维修方法将有助于保持并延长FDM型3D打印设备的使用寿命;高温喷头、密封箱体结构及高精度将是未来FDM型3D打印设备的研究方向之一。     

FDM型3D打印机的功能改进升级研究

近年来,随着人们对3D打印技术的不断研究应用,它的高效率、低成本的制造特点,受到了普遍欢迎。基于FDM技术的3D打印机操作简单、安全、环保,但在使用过程中,发现经常出现打印作品底座翘边、打印质量不高,甚至打印作品坍塌等问题,文中对煜锐公司C500型3D打印机出现的常见问题进行了分析,并对打印机进行了升级改进,经改进后的打印机,操作界面友好,作品打印效果很好。     

3-RPC型柔顺并联机构结构设计

针对目前并联机构精度低,无法满足高精度要求的现状,提出对传统并联机构进行优化设计。首先,以传统并联机构构型3-RPC为基础建立微分运动矢量映射关系Jacobian矩阵。建立空间3-RPC柔顺并联机构的拓扑优化SIMP模型并运用OC算法求解,将实体模型导入有限元软件中进行拓扑优化设计。其次,在Ossmouth中对优化好的构型进行过滤及光顺处理并导出进行二次建模。最后,运用曲线拟合方法对拓扑后的构型轮廓进行拟合修正,采用Solid Works软件建立其拟合修正后的模型,进而通过Hyper Works有限元软件对机构进行静力学分析。仿真结果表明:与同构型的传统并联机构相比,拓扑优化后的空间柔顺并联机构具有相同的微动特性,因而验证了空间并联机构的拓扑优化设计方法的有效性。     

3-RPC型柔顺并联机构结构设计

针对目前并联机构精度低,无法满足高精度要求的现状,提出对传统并联机构进行优化设计。首先,以传统并联机构构型3-RPC为基础建立微分运动矢量映射关系Jacobian矩阵。建立空间3-RPC柔顺并联机构的拓扑优化SIMP模型并运用OC算法求解,将实体模型导入有限元软件中进行拓扑优化设计。其次,在Ossmouth中对优化好的构型进行过滤及光顺处理并导出进行二次建模。最后,运用曲线拟合方法对拓扑后的构型轮廓进行拟合修正,采用Solid Works软件建立其拟合修正后的模型,进而通过Hyper Works有限元软件对机构进行静力学分析。仿真结果表明:与同构型的传统并联机构相比,拓扑优化后的空间柔顺并联机构具有相同的微动特性,因而验证了空间并联机构的拓扑优化设计方法的有效性。     

FDM彩色3D打印机控制系统的研究

目前FDM 3D打印机存在成型件颜色单一的缺陷,为了解决这一问题,通过对现有挤出系统及传统配色标准的研究,提出了CMYKW的配色方案,并对标准G-Code指令进行研究。开发了控制电路板,通过打印实验,验证了CMYKW的配色方案及控制系统有效性。实现了彩色3D打印,为进一步研究彩色3D打印技术提供了一种解决方案。     

FDM桌面3D打印机的创新设计

FDM桌面3D打印机在市场调研、功能原理和设计分析的基础上,对其整体造型进行创新设计。通过三维造型设计软件进行了FDM桌面3D打印机的结构设计、虚拟装配、机构运动仿真和工程分析,并利用样机模型验证了外观造型、产品结构与机构设计的可行性,为相关行业进行FDM桌面3D打印机产品开发设计提供参考。     

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。     

外啮合齿轮3D食品打印机挤出机构的设计

为了解决3D食品打印机存在的不连续打印、挤出机构结构复杂等问题,提出了一种外啮合齿轮挤出机构;阐述了各挤出机构类型的优缺点;描述了外啮合齿轮挤出机构的结构及工作原理;组建3D实验打印控制平台并进行实验测试,实验结果表明该机构具有定量挤出、连续打印,结构简单、运行平稳、加料方便等优势。     

含能材料3D打印机喷嘴参数对挤出速度的影响

在熔融沉积(FDM)成型机的基础上,设计了一种适用于含溶剂的含能材料挤出成型的气压式喷头。利用了正交实验原理及有限元软件ANSYS/FLOTRAN,探讨了喷头的关键尺寸对挤出速度的影响规律,得出了各因素对挤出速度的影响程度,并建立了挤出速度与流道关键尺寸之间的指数预测模型,研究结果表明,最主要的影响参数为喷嘴直径大小,其次为成型段长度,入口收缩角等因素影响较小。所得指数预测模型与CFD计算值结果误差在8%左右,即可根据指数预测模型,通过调节压力大小来获取较为精确的挤出速度。     

针对柔性材料的FDM型3D打印机的远程送料机构研究与设计

对FDM型3D打印机送料机构进行优化设计,实现柔性材料的远程送料。研究采用铁氟龙导料管导料,增加了送料轮与线材之间的摩擦力从而增强打印时的推送力,使柔性材料在远程送料时不变形打滑,顺利挤出喷嘴。通过实验验证,经优化设计的远程送料机构在打印柔性材料时喷头吐料均匀,提高了打印质量,同时避免了打印料的浪费,大大节约了打印成本。     

FDM技术3D打印机打印头结构优化设计

针对沉积熔融成型3D打印在小尺寸零件打印中存在的成型缺陷问题,通过Solid W orks软件设计三维模型,并对其进行多组不同参数的打印实验,分析产生成型缺陷的原因。找出原因后对打印头进行结构优化设计,最后对优化后的打印头再次进行打印实验,验证优化结果的正确性。