熔融沉积成形技术不仅具有重要的学术价值,而且具有极为广泛的应用前景。其喷头系统在该系统中占据着重要的地位。然而,由于种种原因,迄今为止对于使用 ABS 物料的喷头系统的研究和报道较少。此外本校已购得美国 Stratasys 公司的 FDM,因此对喷头系统的研究必将对更好地使用 FDM 以及发展和推广熔融沉积成形技术产生积极的意义。本课题重点对喷头系统的两个方面进行研究:其一是喷头系统的结构、制造与力学性能(对摩擦驱动轮送丝机构的受力分析,对喷嘴形状的加工和检测等);其二是物料在流道中的流动特点(对熔融物料在喷嘴内的流动阻力进行理论分析)。在讨论了送丝驱动部分对料丝要求的基础上,通过对送丝驱动摩擦轮的结构的受力分析,给出了有弹簧预压的情况下使用 V 形卡槽的摩擦轮时的摩擦驱动力的计算公式。分析了可以加工与熔融沉积快速成形机所用喷嘴的直径相近的微小孔的各种方法,并使用 Nd:YAG 激光器进行了加工。所加工微小孔直径分别为 0.2mm、0.25mm 和 0.3mm,每种直径的微小孔各加工三个。在比较各种检测方法的基础上,选用泰勒 6 型轮廓仪对所加工孔的内表面粗糙度进行了测量,并使用放大倍数为 450 倍的反射式显微镜进行辅助验证。本文最后对一特定喷嘴流道的流动阻力进行了理论计算和有限元分析,并进行了对比,结果显示用两种方法计算得的压力降比较吻合。文中同时给出了 ANSYS 计算所得的速度、压力和粘度图。