熔融沉积成形喷嘴结构设计及热力耦合分析

摘要

对熔融沉积(FDM)3D打印设备中的喷嘴结构设计,在现有E3D型和MK8型喷嘴结构研究对比的基础上,对MK8型提出了改进设计的外凸形和内凹形两种新型喷嘴结构,采用CAD与CAE软件相结合的方法对弧形喷嘴进行热力耦合分析。结果表明:熔融态的PLA丝材流经喷嘴时,温度主要分布在内壁,其中喷口处温度最为集中,均为215°C;喷嘴外壁的温度最低,分别为49.95°C和49.44°C。通过云图仿真和曲线重构可知,内凹形喷嘴的热量散失较少,喷口处应力集中程度较小,更能满足实际加工要求,并在此基础上提出了内凹形喷嘴外壁结构改进方案,为非金属3D打印领域的科学研究提供了理论基础。