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皓天鑫
智能制造網訊 3D打印一體成型、無需開模、生產周期短，特別適用于生產及快速交付結構復雜產品、小批量產品，因此被世界各國廣泛用于原型制作、定制生產以及復雜零部件制造等領域。在整個設計階段，從概念建模，到設計展示、確認，以及功能原型、模具制造，一直到可暫時使用的部分組件，定制化的終端產品，3D打印都可以覆蓋到。近幾年，3D打印產業(yè)鏈日益完整，產業(yè)規(guī)模不斷壯大，新品迭代速度加快。
在我國3D打印市場中，3D打印設備仍然占據(jù)主導地位。2019年，中國3D打印設備產業(yè)規(guī)模達70.86億元，與2018年相比增長28.3%，在3D打印產業(yè)中占比45%。2019年，中國3D打印設備產業(yè)結構中，專業(yè)級3D打印設備產業(yè)規(guī)模57.11億元，占比達到80.6%；桌面級3D打印設備產業(yè)規(guī)模13.75億元，占比為19.4%。
3D打印機上不能缺少的一個部件，就是噴嘴。眼下，國內市場上出現(xiàn)了多種品牌的3D打印機，有單噴頭和雙噴頭的。如果需要打印一些復雜的創(chuàng)意作品，有很多的圓弧斜面或鏤空裝飾，可以選擇雙噴頭的3D打印機，一個頭打印模型，一個頭打印可溶性支撐，打好后在水中溶化支撐物獲得光滑的支撐面，那雙噴頭是一個不錯的選擇。
3D打印機噴嘴對于成品制造的影響，主要體現(xiàn)在兩個方面，一是噴嘴直徑，二是噴嘴溫度。眾所周知，與磨銑、車削、鉆孔傳統(tǒng)制造技術相比，3D打印將耗材層層堆積，是用“加法”實現(xiàn)的技術。工程師們只需在電腦中設計出零部件，通過軟件平臺連接打印機，3D打印技術就會將耗材逐層疊加，逐步“搭”成初設計的形狀，實現(xiàn)“無中生有”。
基于此，層厚度設定也影響成品的粗糙度和呈現(xiàn)效果。使用大直徑噴嘴，那層厚度就更厚，雖然打印速度更快，但成品會比較粗糙；反過來講，使用小直徑噴嘴，整個3D打印過程時間雖然增加了，但成品更精致。噴嘴直徑一般只有0.2mm、0.3mm、0.4mm這三種。之所以不能再小，是由于耗材的非牛頓流體的流動性質決定的，直徑過小會導致流動阻力增大。
噴嘴溫度決定材料的堆疊性能、粘接性能、線材流動和擠出線寬。如果噴嘴溫度太高，材料偏向液態(tài)，粘度系數(shù)降低，流動性增強，擠出太快而不能形成精確可控的長絲。因此，當設定噴嘴的溫度時，工作人員應根據(jù)所選擇的金屬絲的特性在一定范圍內選擇，以確保擠出的金屬絲處于熔融流動狀態(tài)。
積極進行日常預防、維護，能減少3D打印噴頭發(fā)生故障的概率。定期給噴嘴進行清潔是預防噴頭堵塞有效的方法，尤其是對于那些經常更換不同耗材的人群。不同的耗材具有不同的特性，對溫度變化的反應也不盡相同。所以在更換耗材時，需要在打印頭過熱時進行更換，以防止材料冷卻，裝入新耗材時，也不要用力將耗材推入打印頭中，這樣可以防止打印頭內部材料堆積。
總結起來，3D打印技術是一種新興的高科技技術，綜合應用了激光技術、CAM/CAD技術、光化學、材料科學等諸多方面的技術和知識。雖然3D打印技術目前還不能完全取代傳統(tǒng)制造技術，但是3D打印在制鞋、輪胎、鑄造等傳統(tǒng)產業(yè)已經嶄露頭角。
今后，3D 打印技術的不斷成熟，將推動包括新材料技術、智能制造技術、堆積制造技術實現(xiàn)新的飛躍。與此同時，3D打印設備的類型也將更加豐富。有了技術加持和3D打印設備的支撐，各類產品制造的精度和整體呈現(xiàn)效果也有望實現(xiàn)新的提升。
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