Журнал: Том 21, № 4, 2016
Сторінки: 108 – 113
539 Переглядів

Дослідження ефективності термобар’єра екструдера пристроїв адитивного виробництва за технологією FDM

М. П. Рудь, О. О. Похил, А. Лега, С. Бабенко

Анотація

Моделювання методом наплавлення (або FDM) є найбільш поширеною технологією 3D друку. Найбільш важливим елементом FDM 3D принтера є екструдер. Екструдер призначений для транспортування та розподілення робочого матеріалу в зоні обробки. У статті проведено дослідження нагрівального блока екструдера 3D принтера. Розглянуто розроблений прототип нагрівального блока. Проаналізовано проблему теплоізоляції верхньої (холодної) частини екструдера від нижньої (гарячої). Було обрано матеріал для теплоізоляції. Розраховано математичну модель ефективності термобар’єра, який забезпечить зосередження тепла в гарячому блоці, що запобігає руйнуванню структури робочого матеріалу в каналах транспортування. Наведено результати розрахунку математичної моделі. Показано, що розроблена конструкція термобар’єра екструдера забезпечує надійну термоізоляцію та мінімальну перехідну зону. Ефективність термобар’єра підтверджено експериментально

Ключові слова

3D-принтер, моделювання методом наплавлення (FDM), екструдер, метод скінченних елементів

Використані джерела

  1. Alhijjaj, M., Belton, P., & Qi, S. (2016). An investigation into the use of polymer blends to improve the printability of and regulate drug release from pharmaceutical solid dispersions prepared via fused deposition modeling (FDM) 3D printing. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. Available at: http://dx.doi.org/10.1016/j.ejpb.2016.08.016
  2. Chohan, J.S., Singh, R., & Boparai, K.S. (2016). Parametric optimization of fused deposition modeling and vapour smoothing processes for surface finishing of biomedical implant replicas. Measurement. Available at: http://dx.doi.org/10.1016/j.measurement.2016.09.001
  3. Du, J., Wei, Z., Wang, X., Wang, J., & Chen, Z. (2016). An improved fused deposition modeling process for forming large-size thin-walled parts. Journal of Materials Processing Technology. Available at: http://dx.doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2016.04.005
  4. Guo, N., & Leu, M.C. (2013). Additive manufacturing: technology, applications and research needs. Frontiers of Mechanical Engineering, 8, 215. Available at: http://doi.org/10.1007/s11465-013-0248-8
  5. Kun, K. (2016). Reconstruction and development of a 3D printer using FDM technology. Procedia Engineering, International Conference on Manufacturing Engineering and Materials (ICMEM), June 6-10, Nový Smokovec, Slovakia, Vol. 149, pp. 203–211.
  6. Mohameda, O.A., Masooda, S.H., & Bhowmikb, J.L. (2016). Mathematical modeling and FDM process parameters optimization using response surface methodology based on Q-optimal design. Applied Mathematical Modelling. Available online 9 July 2016.
  7. Singh, J., Singh, R., & Singh, H. (2016). Repeatability of linear and radial dimension of ABS replicas fabricated by fused deposition modelling and chemical vapor smoothing process: A case study. Measurement. Available at: http://dx.doi.org/10.1016/j.measurement.2016.07.064
  8. Turner, B.N., Strong, R., & Gold, S.A. (n.d.). A review of melt extrusion additive manufacturing processes: I. Process design and modeling. Rapid Prototyping Journal. Available at: http://dx.doi.org/10.1108/RPJ-01-2013-0012
  9. Wang, J., Xie, H., Weng, Z., Senthil, T., & Wu, L. (2016). A novel approach to improve mechanical properties of parts fabricated by fused deposition modeling. Materials & Design. Available at: http://dx.doi.org/10.1016/j.matdes.2016.05.078
  10. Wong, K.V., & Hernandez, A. (2015). A review of additive manufacturing. 3D printing, rapid prototyping, and direct digital manufacturing. Springer, New York, 498 p.

ЦИТУВАТИ

Rud, M., Pokhyl, O., Lega, A., & Babenko, S. (2016). Investigation of the effectiveness of extruder thermal barrier for additive manufacturing devices by fdm technology. Bulletin of Cherkasy State Technological University, 21(4), 108-113.