成型室溫度的控制
成型室溫度是指模型成型時, 從噴頭擠出絲材時所處的工作室溫度. 噴頭溫度和成型室溫度有一定關聯性, 都需要控制在一定的合理范圍內, 它們共同影響著成型零件的熱應力大小和表面精度質量.早期的研究大多集中在硬件設備的設計上.
1999年，美國Stratasys公司最早提出成型室溫度控制, 給出了關于材料冷卻時間與膨脹系數、應力松弛量、粘度等的關系圖, 指出擠出材料應該以一種逐漸降溫冷卻的形式使溫度低于其凝固溫度才能使得模型翹曲形變和扭曲變形盡可能地減少。得到最大允許梯度如下:
其中, 線性梯度溫度dT/dz表示存在于特定材料中,層厚為h并指向z方向的溫度變化, α為恒定熱膨脹系數,r為圓柱的半徑,L為模型最大水平長度,δ 為最大許可幾何失真.
2004年,Stratasys公司設計了一種高溫控制模型裝置:在模型成型時,成型室內維持150℃。隨后, 人們開始運用理論分析和軟件模擬控制模型的溫度變化情況。文獻在Matlab軟件的基礎上，運用鄰接矩陣算法模擬了兩種不同掃描情況下,熔融絲材的傳熱模型輸出效果，確定了熔融絲材隨著時間的推移溫度演變規律及熱應力變化。然而,熔融沉積成型是一個材料從液態轉變為固態的變形過程, 整個過程中熱量的輸入和傳播貫穿其中。在文獻的基礎上,相關研究人員又提出熔融沉積成型溫度場有限元模擬及分析. 由于成型過程模擬屬于瞬態熱分析,并且是非線性問題,計算難度較大。文獻采用瞬態非線性熱傳導理論, 應用ANSYS 的APDL語言基礎下, 對ABS材料進行了熔融沉積成型溫度場的有限元模擬, 并得出了以下溫度場的分布規律: 1) 在X、Y方向下溫度場的分布較為均勻. 2)在成型過程中,熱影響區域是逐漸增大的, 開始的時刻熱影響部分區域, 溫度梯度大,隨后的時刻熱影響區域增大,溫度梯度減小。3)隨著成型過程的進行, 熱影響區域增加的情況下，溫度增加趨于緩和。
未完待續；
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