多材料微流挤出3D打印喷头优化设计

为了满足微流挤出工艺陶瓷3D打印机连续打印多材料以及均匀混合的要求，设计了变内径螺杆挤出式3D打印机挤出混料新结构，不仅可以实现高固含量浆料在喷头内部单向输送，同时通过变内径螺杆旋转搅拌使两种材料混合均匀。通过Ansys响应面优化，在挤出头段以最小压力实现最大面积加权平均速度为目标函数，实现在低功耗高输出的不同需求下匹配不同挤出速度；在螺杆段以优化最大剪切速率为目标函数，实现两种陶瓷浆料的均匀混合。结果表明，通过参数化优化后可以在螺杆低转速与小型化的要求下，实现不同小流率高精度打印及两种材料的均匀混合。