熔融沉積建模（FDM）3D打印（也稱為材料擠出）是一種通過噴嘴沉積加熱材料以制造零件和部件的技術。擠出機中的輥子在其熔化成半液體或液體形式之前產生足夠的壓力以將材料擠壓到液化器中，并且在與構建平臺或先前擠出的層接觸時被推出噴嘴以固化并形成細絲。大家可能沒有意識到這一點，但你使用的3D打印噴嘴類型確實會對3D打印質量產生很大影響。佛羅里達大學機械與航空航天工程系的一組研究人員最近發表了一篇論文，詳細介紹了兩種類型的噴嘴，這些噴嘴可能更適合FDM 3D打印過程。

在題為“基于FDM過程的參數可調增材制造過程的基礎研究”的論文中，研究人員在開放獲取的MATEC Web of Conferences出版物系列中發表了一篇文章，研究人員解釋說，傳統上認為3D打印部件的重要組成部分是分辨率由每個材料擠出支架的小橫截面積貢獻。但是，較小的橫截面長絲具有較慢的擠出速率，這增加了構建時間。

有許多嘗試來解決這個問題，例如應用每個層的最大允許厚度或使用較低的支撐體積來定位類似貝殼的結構。但是，研究人員指出，在FDM過程中，對擠出參數進行了大量調整以控制分辨率。

FDM 3D打印機噴嘴的直徑不僅會影響材料的擠出速度，還會影響3D打印的分辨率。確定分辨率后，可以成功計算其相應的擠出參數，以確定參數與零件幾何之間的關系。“在本文中，噴嘴直徑被選為主要的可變擠壓參數，”研究人員解釋說。 “對打印機的擠出機進行了修改以適應新工藝，該工藝確定了特定分辨率下的擠出參數。推導出零件幾何形狀與所需分辨率之間的關系，并為該過程設計了兩種直徑可變噴嘴。“粘性流體流通常使用容積式齒輪泵進行計量，因此研究人員使用3D打印機的擠出機中的一個進行研究。研究人員表示，“假設噴嘴移動的速度與材料擠出速度相同，以獲得可靠的分辨率。”

虹膜光圈部件的幾何形狀：（A）基座，（B）彎曲刀片，（C）轉動盤

噴嘴最大（A）和最小直徑（B）的俯視圖

滾動噴嘴的幾何形狀

但是，即使虹膜形狀可能改變噴嘴的直徑，它也可能在圓孔周圍有一些間隙，在材料擠出過程中會造成泄漏，高溫甚至會使刀片軟化并導致打印損壞。這就是為什么研究人員設想了一種可以“在不設置噴嘴中的額外平面的情況下”工作的滾動模型。受紙卷軸的啟發，滾動噴嘴的圓形底部隨著形狀的滾動而變小，盡管它將繼續呈圓形。這就是為什么具有簡單直徑控制的滾動模型可能是更好的,對于具有可變直徑而不是可變光圈形狀的3D打印機噴嘴來說，這可能是更好的選擇。

網譯自：3dprint.com