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基于熔融沉积3D打印机的多色切换模组设计

王勇刚 吴学呈 高文杰 职山杰 黄双君 高泰

王勇刚, 吴学呈, 高文杰, 职山杰, 黄双君, 高泰. 基于熔融沉积3D打印机的多色切换模组设计[J]. 制造技术与机床, 2022, (6): 31-36. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.06.005
引用本文: 王勇刚, 吴学呈, 高文杰, 职山杰, 黄双君, 高泰. 基于熔融沉积3D打印机的多色切换模组设计[J]. 制造技术与机床, 2022, (6): 31-36. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.06.005
WANG Yonggang, WU Xuecheng, GAO Wenjie, ZHI Shanjie, HUANG Shuangjun, GAO Tai. Design of multi-color switching modules based on fused deposition molding 3D printers[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (6): 31-36. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.06.005
Citation: WANG Yonggang, WU Xuecheng, GAO Wenjie, ZHI Shanjie, HUANG Shuangjun, GAO Tai. Design of multi-color switching modules based on fused deposition molding 3D printers[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (6): 31-36. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.06.005

基于熔融沉积3D打印机的多色切换模组设计

doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.06.005
基金项目: 江苏高校哲学社会科学研究项目(2020SJA2325);江苏省高等学校自然科学研究面上项目(21KJB460020);苏州市“产教融合、校企合作” 教育改革研究课题(2021JG102);江苏高校“青蓝工程”优秀青年骨干教师资助项目(苏教师函[2021]11号)
详细信息
    作者简介:

    王勇刚,男,1990年生,硕士,讲师,主要研究方向为增材制造技术、结构强度及完整性评定,2021年入选江苏高校“青蓝工程”优秀青年骨干教师培养对象。E-mail:wangyonggang@suda.edu.cn

    通讯作者:

    黄双君,女,1990年生,博士,副教授,主要研究方向为3D打印技术研究。E-mail:1139624976@qq.com

  • 中图分类号: TP242

Design of multi-color switching modules based on fused deposition molding 3D printers

  • 摘要: 传统熔融沉积工艺(FDM)3D打印机只能打印单色或双色模型,为了实现多色彩模型三维实体快速成型,对普通FDM双喷头3D打印机的机械结构以及控制逻辑进行深入研究,设计出了一款支持在任意双喷头3D打印机上安装的3D打印机多色切换模组。实际多色打印测试结果表明,基于该设计方案加工的多色切换模组可以精确、稳定地完成多色彩模型三维实体快速成型。实验表明打印温度为180 ,采用200 mm/s的打印速度时,产品打印质量较高为FDM多色3D打印提供了新的实现方法。

     

  • 图  1  系统组成框架图

    图  2  3D打印机多色切换模组零件爆炸视图

    图  3  3D打印机多色切换模组三维图

    1—耗材切换手动手柄;2—T8丝杠;3—8 mm光轴;4—耗材挤出电机;5—颜色切换模组主体;6—横移托架;7—摆臂;8—耗材切换电机;9—耗材挤出手动手柄。

    图  4  模组横移托架爆炸视图

    图  5  横移托架组件

    1—横移托架;2—直线轴承;3—悬浮压紧轴承座;4—横移压紧轴承;5—4 mm光轴。

    图  6  多进一出转换器

    1—PC4-M5快速接头;2—聚四氟乙烯导料漏斗;3—上部固定支架;4—下部固定支架。

    图  7  多进一出转换器实物图

    图  8  实验平台工作流程

    图  9  整机实验平台实物图

    图  10  3D打印机多色切换模组实物图

    图  11  3D打印机参数

    图  12  多色模型切片模拟打印示意图

    图  13  多色模型打印实物图

    图  14  长方体试样

    图  15  测量位置

    图  16  换料分界处粗糙度与平面处粗糙度比较

    表  1  换料分界处粗糙度值 μm

    温度/℃速度
    50 mm/s100 mm/s150 mm/s200 mm/s
    180 22.438 24.098 20.971 17.263
    200 24.531 33.094 19.183 22.907
    220 22.438 39.004 21.540 20.297
    下载: 导出CSV

    表  2  平面处粗糙度值 μm

    温度/℃速度
    50 mm/s100 mm/s150 mm/s200 mm/s
    180 18.077 17.522 17.130 16.062
    200 19.623 23.764 18.907 18.670
    220 18.200 22.744 19.985 17.525
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2021-12-23
  • 录用日期:  2022-03-15

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