本發(fā)明涉及一種物料擠出螺桿,特別涉及一種用于FDM打印中物料擠出的螺桿。
背景技術:
現(xiàn)有技術中有一種雙螺桿或多螺桿擠出的打印頭裝置,如圖1所示,包括伺服電機1帶動的減速器2,所述減速器2的輸出軸上連接有擠出螺桿,擠出螺桿的末端連接打印頭5,擠出螺桿的外周設有加熱筒3用于打印物料的加熱,加熱筒3的上方設有加料斗4,物料在加熱筒3內邊擠出輸送邊加熱,使輸送至打印頭5的物料達到熔融狀態(tài),通過打印頭堆積在3D打印平臺上,形成所需的三維實體。該打印頭裝置采用現(xiàn)有技術中通用螺桿主要存在以下問題:因FDM打印擠壓輸送的物料PLA熔化溫度低,分子間應力小,如果螺桿的各項參數(shù)選擇不合適合,容易造成物料在擠壓輸送過程中過熱而性能破壞。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中的用于FDM打印的物料性能對擠出螺桿的要求,提供一種用于FDM打印中物料擠出的螺桿,以適應FDM打印物料的需求。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的,一種用于FDM打印中物料擠出的螺桿,所述螺桿的長徑比為(9~12):1,所述螺桿沿長度方向分為進料段、熔料段和勻料段,所述進料段、熔料段和勻料段的長度比為30:(38~42): (24~28),所述螺桿的螺距與螺桿的外徑相等,所述螺桿的螺槽寬為螺距的(0.7~0.8)倍,所述螺桿的槽深從進料段向勻料段逐漸變淺。
本發(fā)明的螺桿,針對FDM打印用物料PLA的熔化溫度低、分子間應力小的特性,改變螺桿的長徑比,減小螺桿在擠出通道的行程,以防止物料邊擠壓輸送邊加熱的過程中加溫時間過長而改變性能,影響FDM打印成型的質量;根據PLA物料在邊擠壓輸送邊加熱熔化過程中密度和緊實度逐漸變緊的特性,沿擠出方向槽深逐漸變淺,可以保證物料在擠壓腔內逐漸熔化輸送過程中的緊實度,以保證打印出料的連續(xù)性。因此本發(fā)明的螺桿結構,根據擠壓物料PLA的特性進行螺桿參數(shù)的專用化設計,以滿足FDM打印的需求,保證打印產品的質量。
為進一步適應打印輸出的要求,所述進料段前部的槽深為螺桿直徑的(0.1~0.12)倍,所述勻料段尾段的槽深為螺桿直徑的(0.05~0.06)倍。
為減輕螺桿重量,所述螺桿的中心為中空式。
附圖說明
圖1為現(xiàn)有技術中的多螺桿擠出的打印頭裝置的結構示意圖。
圖2為本發(fā)明的用于FDM打印中物料擠出的螺桿結構示意圖。
具體實施方式
如圖2所示,為本發(fā)明的用于FDM打印中物料擠出的螺桿,螺桿的長徑比L/D的比值為(9~12):1,該螺桿沿長度方向分為進料段L1、熔料段L2和勻料段L3,并且上述三段的長度比為L1:L2:L3=30:(38~42): (24~28),螺桿的螺距與螺桿的外徑大體相等,螺桿的螺槽寬為螺距的(0.7~0.8)倍,螺桿的槽深從進料段向勻料段逐漸變淺;進一步適應打印輸出的要求,螺桿進料段前部的槽深為螺桿直徑的(0.1~0.12)倍,勻料段尾段的槽深為螺桿直徑的(0.05~0.06)倍,該螺桿槽深淺,擠壓過程中受熱快,并且受熱均勻,物料狀態(tài)穩(wěn)定;相比一般螺桿本結構的螺桿的長徑比小,因此螺桿的整體強度好,為減輕螺桿的重量,螺桿的中心為中空式結構,在保證螺桿承受一定扭矩的同時,可以盡量減輕螺桿的重量負載。
本發(fā)明的螺桿,針對FDM打印用物料PLA的熔化溫度低、分子間應力小的特性,改變螺桿的長徑比,減小螺桿在擠出通道的行程,以防止物料邊擠壓輸送邊加熱的過程中加溫時間過長而改變性能,影響FDM打印成型的質量;根據PLA物料在邊擠壓輸送邊加熱熔化過程中密度和緊實度逐漸變緊的特性,沿擠出方向槽深逐漸變淺,可以保證物料在擠壓腔內逐漸熔化輸送過程中的緊實度,以保證打印出料的連續(xù)性。因此本發(fā)明的螺桿結構,根據擠壓物料PLA的特性進行螺桿參數(shù)的專用化設計,以滿足FDM打印的需求,保證打印產品的質量。