配备单螺杆辅助打印头的模块化3D打印设备的设计与挤出评估

摘要 本文介绍了配备单螺杆辅助机头的模块化3D打印设备的设计与挤出评估。自适应和可替代的设备配置允许加工粉末或微颗粒形式的材料，并具备分布混合能力，从而能够连续生成线材和打印几何结构。该设计将小型化模块化机头（在饥饿供料或过量供料条件下运行）与台式笛卡尔平台相结合。制备该小型化模块化打印头旨在监测温度分布和模头压力。实验设备验证通过两种方法进行：挤出有效性评估以及增材制造熔道分析。通过对压力分布进行解析建模并实验验证3D打印头内的温度分布，对挤出过程进行了研究。此外，还测量了停留时间和挤出物膨胀。为了评估增材挤出过程，打印了熔道路径，并基于沉积的参数分析制备了V形试样并进行了拉伸测试。该设备的主要结果表明，系统的温度梯度（200°C计量区 – 57°C进料段）有利于聚丙烯的加工。挤出的线材表面规整且形态均匀。评估的停留时间与常规挤出工艺一致，膨胀指数在1.55至1.78之间。拉伸测试试样的极限拉伸强度接近27 MPa。