E3D挤出头ANSYS温度场分析 --- 新疆3D打印服务贸易公共平台
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    E3D挤出头ANSYS温度场分析

    * 来源 : 3D虎 * 作者 : 3D虎 * 发表时间 : 2018-01-23 * 浏览 : 209
    3D虎原创

      E3D喷头作为FDM武磊乐动体育机系列中比较流行的挤出头,在桌面级武磊乐动体育机和DIY人群中被广泛采用,作为一款开源的挤出机喷头,由于其设计图纸开源,优良的散热性能,简洁的加工方式使其广泛传播。


      从开始的E3D到最新的E3D v6,主要变化是在喷头的挤出头设计上做出不断的革新,最大利用挤出丝的特性,在对温度控制的基础上,扩大挤出头内部空间,使其在出丝量上得到极大提高,保证了武磊乐动体育件性能的基础上,最大限度的提高了速度。


    E3D v6设计图


    最新版E3D截面图


    图纸来源网络


      许多人会问,挤出头前部通过热阻对加热块进行充分散热,而为什么尾部又要对它进行散热呢?


      小编在自己做了两台reprap类型的武磊乐动体育机后,发现在对武磊乐动体育过程中对于挤出头的温度的控制是极其重要的,温度的过高和过低会造成各种问题,所以一个合适的温度,对于出丝顺畅,吐丝均匀极其重要。


      头部的加热块温度过高,会导致过量的温度传递到尾部,从而使尾部送料腔中的材料软化,这样就会导致挤出机送来的挤出丝在尾部堵塞,也就是武磊乐动体育机最常见的堵头问题。


      正是基于此,E3D通过喉管实现加热块和尾部肋片的连接,减少了热量向尾部传热,同时喉管内置耐高温的四氟管,即:PTFE管,使出丝顺畅。极大减弱了堵头的风险。保障出丝通畅,同时增加了外部散热风扇,实现热量快速从尾部排除。


      那么尾部的散热到底有多重要呢?


      这是用ANSYS做的温度场分析:http://v.youku.com/v_show/id_XOTM0NzMwNjU2.html


      在用ANSYS对挤出头分析时对挤出头进行了简化,同时参数设置如下:

      铝:密度2719kg/m3 ,热容871J/(kg.k),导热系数202.4W/(m.k)

      铜:密度8930kg/m3,热容386J/(kg.k),导热系数400w/(m.k)

      铁:密度7870kg/m3,热容455J/(kg.k),导热系数80w/(m.k)

      挤出丝:密度1200kg/m3,热容2000J/(kg.k),导热系数0.025w/(m.k)

      热源热流密度10000w/m2

      外表面对流换热系数:10w/(m2.k),外部空气温度300K

      模型初始温度300K。

      模型源文件:http://pan.baidu.com/s/1mg1MxZU


      由此可见,挤出头前部的加热块会把部分热量传递到尾部,所以说,尾部散热是很重要的,所以在E3D v6中直接将风扇紧固在尾部的环形肋片,使热量充分排出。