影響絲寬的因素分析

融化的絲從3D打印機(jī)噴嘴孔擠出，在自由狀態(tài)時(shí)，擠出絲呈圓柱形，由于絲本身的溫度比環(huán)境溫度高很多，因而當(dāng)脫離噴嘴內(nèi)孔的約束后，在其下端面處會(huì)馬上膨脹，但隨后很快凝固，從而使擠出絲的直徑比噴嘴孔直徑略大一些；在加工狀態(tài)時(shí)，擠出絲由于受擠壓不會(huì)呈圓柱形，而是具有一定寬度的扁平形狀。影響實(shí)際絲寬的因素有噴嘴孑L直徑、原始絲直徑、分層厚度、擠出速度、填充速度、噴嘴溫度、成形室溫度以及材料收縮率。在某個(gè)具體的成形過(guò)程中，噴嘴孔直徑、原始絲直徑、分層厚度及線膨脹系數(shù)都是確定的，只有擠出速度、填充速度、噴嘴溫度和成形室溫度影響到擠出絲的截面形狀和尺寸。

噴嘴溫度是指系統(tǒng)工作時(shí)將噴嘴加熱到的一定溫度。環(huán)境溫度是指系統(tǒng)工作時(shí)原型周?chē)h(huán)境的溫度，通常是指工作室的溫度。噴嘴溫度應(yīng)在一定的范圍內(nèi)選擇，使擠出的絲呈粘彈性流體狀態(tài)，即保持材料粘性系數(shù)在一個(gè)適用的范圍內(nèi)。環(huán)境溫度則會(huì)影響成形零件的熱應(yīng)力大小，影響原型的表面質(zhì)量。

擠出速度是指噴頭內(nèi)熔融態(tài)絲從噴嘴擠出的速度，單位時(shí)間內(nèi)擠出絲體積與擠出速度成正比。填充速度則是指噴頭在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下，按輪廓路徑和填充路徑運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度。在保證運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)行平穩(wěn)的前提下，填充速度越快，成型時(shí)間越短，效率越高。另一方面，為了保證連續(xù)平穩(wěn)地出絲，需要將擠出速度和填充速度進(jìn)行合理匹配，使得噴絲從噴嘴擠出時(shí)的體積等于粘結(jié)時(shí)的體積。在與填充速度合理匹配范圍內(nèi)，如果出絲太慢，則材料填充不足，出現(xiàn)斷絲現(xiàn)象，難以成形；隨著擠出速度增大，擠出絲的截面寬度逐漸增加，當(dāng)擠出速度增大到一定值，熔絲堆積在噴頭上，使成型面材料分布不均勻，表面會(huì)有疙瘩，影響造型質(zhì)量。

擠出速度由輸入送絲機(jī)構(gòu)直流電動(dòng)機(jī)的電壓來(lái)控制?？刂浦绷麟妱?dòng)機(jī)的直流電源一般有幾檔電壓可進(jìn)行轉(zhuǎn)換，電壓大則送絲速度快。送絲速度太小時(shí)，由于沒(méi)有足夠的絲材送入噴頭擠出而使出絲不飽滿，出絲速度降低。送絲速度增大時(shí)，絲材在一定力的作用下擠入噴頭，壓縮已融化的絲料在噴頭圓柱腔內(nèi)產(chǎn)生一定的壓強(qiáng)，再通過(guò)螺桿的正旋在噴嘴內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)壓，使熔融絲以一定的速度擠出。由于在噴頭圓柱腔內(nèi)保持有一定的壓力，因而絲會(huì)連續(xù)擠出。當(dāng)送絲速度增大到一定值時(shí)，螺桿的擠出跟不上送絲速度，絲材送入受阻，熔絲會(huì)堆積起來(lái)，使起導(dǎo)向和傳遞絲材的塑料軟管扭曲，直至絲被折斷。

單位時(shí)間內(nèi)擠出絲的體積與擠出速度成正比，速度增大時(shí)擠出的絲也多，在與填充速度合理匹配的范圍內(nèi)，相應(yīng)的絲寬增大。成形時(shí)實(shí)際的填充速度既不能太低也不能太高，應(yīng)存在一個(gè)合理的選用范圍速度太低，加：【效率降低，易產(chǎn)生過(guò)堆積；速度太高時(shí)會(huì)使噴頭產(chǎn)生機(jī)械顫動(dòng)，影響零件的精度，而且當(dāng)填充速度遠(yuǎn)大于擠出速度時(shí)，絲被拉成很細(xì)的絲線，不能正常加工，因而填充速度與擠出速度之間應(yīng)存在一個(gè)合理的匹配范圍。