在第7届年会中,见识了萝卜制造的稳如泰山的3D打印机,见识了溷溷版主的彩色3D打印挤出头,和伙伴们做了探讨。
目前热挤出3D打印机具有最简单的结构,最低的维护成本,最佳的使用体验。但是——具有几乎是最慢的速度。
对于同一打印精度而言,FDM的速度受几方面因素制约。
1、结构强度,加快速度会加快导轨的弹性形变,影响打印精度。
2、结构重量,这与结构强度是关联因素,越重的打印头和导轨,在运行中惯性越大,速度加快以后震动和形变相应增大。
3、加热功率,较高的速度要求较快的送料,这就需要较大的加热功率。较大的加热功率会增加打印头的体积和重量。
4、冷却速度,打印速度加快以后,如果重复堆叠的时候上一层、几层塑料还未进行必要的冷却,则会引起形变。但是冷却速度过快,会影响粘接强度。加大冷却速度需要增加冷却设备的重量,速度加快以后震动和变形也会增大。
改进办法:
1、采用感应加热,使功率集中在熔腔附近,而不是通过铜块传热。相反,熔腔与支撑之间还需要良好的绝热。这种做法可以大大降低耗散功率,从而减少用于对付结构传热的冷却功率,可降低冷却风扇的功率和重量。
2、感应加热的峰值功率可考虑100~200W,平均功率20-50W,允许短期超功率运行。对加热头的温度进行反馈控制,由于感应加热的热惯性小,控制速率可以很快,有利于提高质量。
3、感应加热的方法参考高频感应烙铁。
4、采用压缩气体软管送风,取消打印头上的风扇,并能使冷却气流精确的作用在不同的层面,既减轻重量,又能提高粘接强度。必要时,用一红外温度计对准打印头下方,反馈控制送风压力。
5、送丝电机安装在打印头上会有比较好的效果,但重量大,可采用大扭矩低速步进电机,或加一级减速机构,计算确定最佳的电机形式和功率,从而最大限度减小送丝电机体积与重量。
6、XY机构上的步进电机可考虑用半圆传动杆代替,让电机不占结构重量,减小惯性的影响。
7、其它理论方面的创新冲突,请向溷溷版主咨询。
采用各种措施,将速度提高3倍,基本能达到通用的实用性。
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