干貨！帶你全面了解3D打印噴嘴

關(guān)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(shè)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(jié)構(gòu)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(zhǎng)尖噴嘴口。

短厚的噴嘴口在打印過程中會(huì)將絲料壓平，會(huì)得到更光滑的外壁；

長(zhǎng)尖噴嘴在打印過程中能夠更加精細(xì)還原打印件的細(xì)節(jié)點(diǎn)，尤其在弧面頂端打印會(huì)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。可供噴嘴選擇的耗材直徑有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(shè)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?yàn)槁菁y端面要和喉管端面密封構(gòu)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(dǎo)熱系數(shù)，又稱熱傳導(dǎo)率，常用于衡量材料直接傳導(dǎo)熱量的能力。導(dǎo)熱系數(shù)越高，熱量傳導(dǎo)的速度越快，噴嘴加熱的時(shí)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?cè)叫�，熱膨脹系�?shù)越高，物體的形變?cè)酱蟆?/font>

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(dǎo)熱系數(shù)：105w/m.k        

熱膨脹系數(shù)：18.0μm/m.℃               

應(yīng)用廣泛，性價(jià)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(dǎo)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(dǎo)熱系數(shù)：16w/m.k        

熱膨脹系數(shù)：6.0μm/m.℃               

食品級(jí)應(yīng)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(dǎo)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(fù)合耗材的打印。

寶石噴嘴

莫氏硬度 ：9.0

最高打印溫度：550℃

導(dǎo)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(dǎo)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(qiáng)材料實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定打印。

鈦合金噴嘴

莫氏硬度 ：195HB

最高打印溫度：550℃

導(dǎo)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(dǎo)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(wú)需擔(dān)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(gè)材料有其特長(zhǎng)，工程師需要根據(jù)噴嘴的實(shí)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(xì)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(dǎo)熱系數(shù)高的材質(zhì)受熱會(huì)均勻，擠出會(huì)更順滑，拉絲也少。

  

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

但是一些熱愛極致的工程師團(tuán)隊(duì)開發(fā)了銅合金和寶石噴嘴的組合體其售價(jià)達(dá)到150美元一枚。

噴嘴的材質(zhì)決定完，接下來(lái)就是表面處理了：一般的銅合金噴嘴表面處理會(huì)用到鍍鎳涂層工藝來(lái)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(rèn)真地玩進(jìn)去，無(wú)私地玩出來(lái)。