干貨！帶你全面了解3D打印噴嘴

關于噴嘴

你知道多少？

我們都知道噴嘴是FDM（熔融沉積成型）3D打印設備中十分重要的零部件之一。它很大程度上決定著3D打印成品的質(zhì)量。

不管是哪一種噴嘴，它的基本結構多是類似的。與加熱塊螺紋連接的螺紋端，一般我們用的多是M6×1的螺紋，早一代也有內(nèi)螺紋的噴嘴。

便于拆卸噴嘴的六角面：大六角、小六角。

噴嘴口：短厚噴嘴口、長尖噴嘴口。

短厚的噴嘴口在打印過程中會將絲料壓平，會得到更光滑的外壁；

長尖噴嘴在打印過程中能夠更加精細還原打印件的細節(jié)點，尤其在弧面頂端打印會更加明顯。

為了滿足不同的打印速度和打印精度要求，噴嘴的口徑從0.1-2.0的都有�？晒﹪娮爝x擇的耗材直徑有1.75mm和2.85mm。

追求速度就要放棄精度選擇大噴嘴，追求精度就要放棄速度則選擇小噴嘴。

噴嘴在加工過程中要注意內(nèi)孔壁的粗糙度，一般從0.3-0.8根據(jù)加工設備精度和產(chǎn)品需求選擇。

但是螺紋端面一定要保證水平精度，因為螺紋端面要和喉管端面密封構成，防止熔融耗材的溢出。

噴嘴的材質(zhì)和處理工藝很大程度影響了噴嘴的性能和生命周期。

噴嘴參數(shù)性能介紹

導熱系數(shù)，又稱熱傳導率，常用于衡量材料直接傳導熱量的能力。導熱系數(shù)越高，熱量傳導的速度越快，噴嘴加熱的時間越短。

熱膨脹系數(shù)是指物體由于溫度改變而有脹縮現(xiàn)象。熱膨脹系數(shù)越低，物體的形變越小，熱膨脹系數(shù)越高，物體的形變越大。

莫氏硬度用于體現(xiàn)物體的硬度，莫氏硬度數(shù)值越大，其可以打印的材料硬度也就越大。

最高打印溫度反映噴嘴能夠承受的最高打印溫度。

黃銅噴嘴

莫氏硬度 ：3.0

最高打印溫度：300℃

導熱系數(shù)：105w/m.k        

熱膨脹系數(shù)：18.0μm/m.℃               

應用廣泛，性價比高，適宜于PLA、ABS、TPU、PA、PP、PC、ASA、Nylon、PETG、PVA、HIPS等常規(guī)耗材的打印。

銅合金噴嘴

莫氏硬度 ：6.0

最高打印溫度：500℃

導熱系數(shù)：330w/m.k        

熱膨脹系數(shù)：16.7μm/m.℃               

耐高溫，適宜于常規(guī)耗材之外包括PEEK、PEKK、PEI、PSU、PPSU等高溫耗材的打印。

不銹鋼噴嘴

莫氏硬度 ：5.0

最高打印溫度：350℃

導熱系數(shù)：16w/m.k        

熱膨脹系數(shù)：6.0μm/m.℃               

食品級應用，適宜于食品、生物醫(yī)療等的3D打印。

硬化鋼噴嘴

莫氏硬度 ：7.8

最高打印溫度：500-650℃

導熱系數(shù)：22w/m.k        

熱膨脹系數(shù)：18.0μm/m.℃               

耐磨損、耐高溫，適宜于常規(guī)耗材之外含有碳纖維、鋼、木材、碳化硼、鎢和磷光顏料等研磨添加劑的復合耗材的打印。

寶石噴嘴

莫氏硬度 ：9.0

最高打印溫度：550℃

導熱系數(shù)：45w/m.k        

熱膨脹系數(shù)：5.3μm/m.℃               

兼容所有耗材，超耐磨，高溫高速高質(zhì)量。

碳化鎢噴嘴

莫氏硬度 ：8.5-9.0

最高打印溫度：550℃

導熱系數(shù)：164w/m.k        

熱膨脹系數(shù)：4.5μm/m.℃               

從打印常規(guī)的PLA到PEEK再到碳纖維增強材料實現(xiàn)長期穩(wěn)定打印。

鈦合金噴嘴

莫氏硬度 ：195HB

最高打印溫度：550℃

導熱系數(shù)：130w/m.k        

熱膨脹系數(shù)：3.1μm/m.℃               

高硬度，耐磨，除常規(guī)材料外更適合研磨材料的打印上。

釩噴嘴

莫氏硬度 ：7.0

最高打印溫度：550℃

導熱系數(shù)：15w/m.k        

熱膨脹系數(shù)：8.3μm/m.℃               

釩噴嘴由高速鋼和釩合金鍛造而成，可打印磨料（例如 NylonX、NylonG、金屬填充物或夜光 PLA），而無需擔心噴嘴磨損。

上述是工程師選擇噴嘴材料必須要考慮的問題。各個材料有其特長，工程師需要根據(jù)噴嘴的實際用途決定使用哪一種材料。

一般硬度越高的噴嘴適合打印纖維或細小顆粒填充的耗材，如碳纖維，熒光耗材等。

軟化溫度越高的材質(zhì)，就可以打印高溫耗材。導熱系數(shù)高的材質(zhì)受熱會均勻，擠出會更順滑，拉絲也少。

  

熱膨脹系數(shù)決定了噴嘴的使用壽命，長期高溫環(huán)境下工作噴嘴會發(fā)生變形，低系數(shù)，噴嘴的使用壽命會延長。

但是一些熱愛極致的工程師團隊開發(fā)了銅合金和寶石噴嘴的組合體其售價達到150美元一枚。

噴嘴的材質(zhì)決定完，接下來就是表面處理了：一般的銅合金噴嘴表面處理會用到鍍鎳涂層工藝來提升噴嘴表面的光澤、硬度，降低摩擦系數(shù)，使耗材不易粘連噴嘴。

表面處理工藝還有DLC涂層、二硫化鎢涂層。兩者均能得到更低的摩擦系數(shù)，和硬度更高的表面。

桌面FDM的發(fā)展：還是需要認真地玩進去，無私地玩出來。