支具大流量3D打印工艺参数对挤料力的影响

大流量3D打印技术是实现支具快速成型的有效方式,然而,在大流量熔融沉积成型(FDM)的背景下,柱塞式挤出机需要更高的挤料力实现丝材的熔融挤出,更易发生丝材磨损与弯曲现象,导致打印失败。针对柱塞式挤料机在支具大流量3D打印过程中挤料不稳定以及易失效的问题,将挤料力作为挤料过程稳定性的观察指标,来研究工艺参数对挤料力的影响。通过设计大流量挤出机构、建立熔体黏度仿真模型与搭建挤料力测量装置,采用仿真与实验相结合的方式,分析不同工艺参数组合下挤料力的变化趋势,研究流道结构、挤料速度与喷头温度对挤料过程的影响。结果表明:在流道结构参数方面,提高流道过渡出口直径可以减小挤料力,有利于提高挤料过程稳定性;在挤料速度与喷头温度方面,不同的打印工艺参数组合会导致三种不同的挤料过程,通过选择合理的工艺参数,可以使挤料力保持在稳定挤料区间;当挤料力控制在113 N以下时,挤料装置能实现24867.03 mm^(3)/min的大流量稳定挤出;实际打印模型耗时测试结果表明,其相比于普通FDM打印机效率提高了约23倍。