基于螺杆挤出式3D打印设备的双螺杆设计与仿真

摘要：

针对熔融沉积成型(FDM)3D打印设备耗材选择范围有限、喷头挤出力不足且易堵塞等问题,基于现有3D打印成型技术和螺杆挤压技术,设计了一种适用于桌面级3D打印成型设备的双螺杆结构,实现了由工业级到桌面级的小型化便捷优化.通过分析其工作机理,确定了挤压系统中核心部件螺杆的基本结构参数,建立了三维实体模型.运用有限元分析方法,研究了螺杆结构受载后的应力和形变分布规律.分析结果表明,新型螺杆在工作载荷下,最大形变量出现在螺杆头部,且只有0.031 mm,满足螺棱间隙范围和螺杆刚度要求;螺杆根部受到较大的扭矩,最大应力强度和剪应力均出现于螺纹起始外端面处,且各项应力指标均满足强度要求,此结果与基于理论计算的强度校核结果一致,说明该螺杆能正常工作运转,进一步说明该新型螺杆结构设计合理,从而为更深一步的热流体熔融挤压分析研究提供理论基础.

关键词：三维打印成型设备、结构设计、强度校核、静力学分析、应力分布

所属期刊栏目：48

分类号：TQ320.5

资助基金：国家自然科学基金项目;中国博士后科学基金特别资助项目;陕西理工大学研究生创新基金项目

在线出版日期：2020-08-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：87-92,102