使用X射线计算机断层扫描技术对材料挤出式3D打印机热端的熔化和流动进行分析
摘要：熔丝构建式打印机热端内流动行为的原位X射线计算机断层扫描（CT）实验 通过原位X射线计算机断层扫描（CT）实验，本文研究了传统熔丝构建式打印机热端内的流动行为。进行了三种类型的实验以更好地理解熔融和流动行为。在一项实验中，进行了360°CT扫描，重点关注熔丝和喷嘴壁之间的气隙。在第二项实验中，使用放射学研究了喷嘴内部的流动剖面。为了对比喷嘴周围材料，制备了含有少量钨粉作为对比剂的熔丝。在第三次测试中，测量了挤出机的力，并将其与X射线结果和数值模拟的预测进行比较。CT扫描显示，在更高的熔丝速度下，喷嘴壁与熔融物的接触面积较小。这意味着筒体部分被固态熔丝和喷嘴壁之间的气隙占据。与熔丝速度相比，加热器温度对填充有熔融物的喷嘴部分没有明显影响。放射学评估速度剖面显示，在所研究条件下，呈抛物线分布，与将流动建模为等温和非牛顿流体的数值模拟非常吻合。该研究结果有助于改进喷嘴设计。此外，所提出的实验方法可以作为将来更复杂数值模拟的有效验证工具。
作者：Julian Kattinger, Mike Kornely, Julian Ehrler, Christian Bonten and Marc Kreutzbruck
论文ID：2308.13376
分类：Fluid Dynamics
分类简称：physics.flu-dyn
提交时间：2023-08-28