快速桌面级挤出增材制造
应用物理
2017-09-19 v1
摘要
大幅提高增材制造（AM）技术的生产率对于其成本效益以及与传统加工路线的竞争力至关重要。此外，更快的 AM 工艺结合 AM 的几何多功能性，将为产品设计和定制启用全新的工作流程。我们展示了一种桌面级挤出 AM 系统的设计和验证，该系统实现了远超基准商业系统的构建速率。该系统（我们称之为 FastFFF）的灵感来源于我们要近期对传统熔融沉积成型（FFF）技术速率限制机制的分析。FastFFF 系统相互克服了这些限制，分别使用螺母进给挤出机、激光加热聚合物液化器和伺服驱动平行龙门架系统，以实现高挤出力、快速灯丝加热和快速龙门架运动。挤出和加热机制包含在一个紧凑的打印头中，该打印头接收螺纹灯丝，并利用光纤耦合二极管激光增强传导热传递。原型系统实现了 127 cm3/hr 的体积构建速率，在可比分辨率下是商业桌面 FFF 系统的 7 倍；打印头的最大挤出速率约为其 14 倍（282 cm3/hr）。我们对打印头和运动系统的性能极限进行了表征，并评估和讨论了构建速率与分辨率之间的权衡。FastFFF 技术实现的高速运动和高沉积速率组合也为刀具路径优化和实时沉积控制带来了挑战和机遇。高速桌面打印为 AM 带来了新的用例和商业模式的可能性，使得手持部件的制造可以在几分钟内完成，而不是几小时。
引用
@article{arxiv.1709.05918,
title = {Fast Desktop-Scale Extrusion Additive Manufacturing},
author = {Jamison Go and A. John Hart},
journal= {arXiv preprint arXiv:1709.05918},
year = {2017}
}