Анализ теплофизических характеристик диэлектрических проволок, применяемых в 3D принтерах

Abstract

В статье рассмотрена математическая модель диэлектрической проволоки для 3D принтера на выходе экструдера в виде уравнения теплопроводности. В цилиндрических координатах его решения представляется с помощью функций Бесселя. Для его решения во временной области используется преобразование Лапласа. Анализ полученных решений позволил определить характер зависимости распределения температура как в области сечения, так и по длине проволоки от теплофизических параметров и скорости. Полученные результаты могут быть применены для решения дальнейших оптимизационных задач по улучшению качества печати FDM 3D-принтеров. Перспективы улучшения качества 3D печати связаны с учетом в геометрии сопла экструдера и регулировании скорости движения диэлектрической проволоки.The article considers a mathematical model of a dielectric wire for a 3D printer at the exit of an extruder in the form of an equation of thermal conductivity. In cylindrical coordinates, its solutions are represented using Bessel functions. To solve it in the time domain, the Laplace transform is used. The analysis of the obtained solutions made it possible to determine the nature of the dependence of the temperature distribution both in the region of the section and along the length of the wire on the thermophysical parameters and speed. The results obtained can be used to solve further optimization problems to improve the print quality of FDM 3D printers. Prospects for improving the quality of 3D printing are associated with taking into account the geometry of the extruder nozzle and controlling the speed of the dielectric wire.