熏香制品多种多样,目前多以模具制造为主。针对国内市场上传统手工工艺生产熏香过程中研发周期长、效率低、人工需求量大、废品率高等现状,急需研发自动化程度高、外观质量好、形式多样、个性定制与批量生产兼容的熏香制造设备。随着3D打印技术快速发展,研发熏香3D打印设备对提高熏香生产效率,降低加工难度,减少生产成本有重要实用价值,对推动我国熏香制造加工传统行业升级改造具有深远意义。本文开展了以熏香配料和水混合而成的浆料为原材料的熏香3D打印设备的设计及试验研究工作。(1)分析了正在研发的熏香打印设备存在的技术问题,通过开展优化和创新设计,着重解决了熏香生产效率低、挤出浆料不均匀、产品成型精准度差等技术瓶颈,制定出双料筒熏香3D打印设备的设计方案。(2)设计了与双料筒熏香3D打印设备配套的液压动力系统,对其进行工况分析,并对液压缸、液压泵、电机等元件进行了参数设计。以此为依据对液压动力系统的相关元件进行了元件选型,从而实现了液压动力系统在工作过程中能够持续稳定的提供压力,最终达到出料均匀的效果。(3)设计了双料筒供料挤出装置,该装置解决了目前熏香打印设备不能实现连续生产的问题,以滑轨为基座,并在滑轨上安装了限位装置以便实现料筒与液压缸活塞推杆同轴心连接,借助有限元分析软件ANSYS Workbench,在工作过程中液压缸活塞杆推力最大处建立挤出装置的有限元模型并进行有限元静力学分析,真实获得工作装置的受力情况。(4)按照优化机械设计方案,重新设计了控制软件。通过对打印的填充方式的对比,选择了强度、稳定性适中的线性填充方式,通过Creatbot切片软件生成三维打印模型的G代码,并根据实际情况的需求对转化来的G代码进行了适当修改。(5)以线宽值为评判标准对影响熏香模型成型效果的四个因素:水料混合比、喷嘴直径、打印速度、挤出压力进行了综合试验。其中,单因素试验分析了各因素对线宽值的影响趋势,并确定了各因素的三个较优水平;对五因素三水平正交试验的数据进行分析,确定了在300 mm×300 mm工作台上打印熏香模型,工艺参数的最优水平组合为水料混合比为3:1、喷嘴直径为0.8 mm、打印速度为2000 mm/min、挤出压力为1.0 MPa;显著性影响因素为水料混合比、打印速度、挤出压力。