Калькулятор давления сопла | PrintCalcLab

Рассчитайте давление экструзии сопла 3D-принтера по Хагену-Пуазейлю на основе материала и скорости потока.

Каждый грамм экструдируемого пластика должен пройти через канал менее 1 мм — и именно против этого давления реально борется приводная шестерня экструдера. Этот калькулятор оценивает давление по уравнению Хагена–Пуазейля для ламинарного течения в цилиндрическом канале, используя репрезентативные вязкости расплава для 8 распространённых филаментов. Самый быстрый способ понять, почему маленькие сопла, длинные зоны плавления и высокие расходы внезапно заставляют надёжный экструдер щёлкать и проскальзывать.

Как это работает

Перепад давления ΔP = 8ηLQ / (πr⁴): вязкость η × длина канала L × объёмный расход Q, делённое на π и четвёртую степень радиуса сопла. Калькулятор переводит вводы в мм и мм³/с в единицы СИ и выдаёт результат в барах; выше 1,5 бар появляется предупреждение. Встроенная таблица вязкостей охватывает от легко экструдируемого PLA (100 Па·с) до TPU (250 Па·с): PETG 150, Nylon 180, ABS и HIPS 200, ASA 210, PC 220.

Часто задаваемые вопросы

Почему экструзия становится намного сложнее при уменьшении диаметра сопла вдвое?

Давление пропорционально обратной четвёртой степени радиуса — сопло 0,2 мм требует в 16 раз больше давления, чем 0,4 мм при том же расходе. Член с радиусом — самый мощный рычаг во всём уравнении.

Что означает предупреждение выше 1,5 бар?

Оно отмечает диапазон, в котором данная модель предсказывает противодавление, достаточное для проскальзывания или истирания экструдера. Снизьте скорость для уменьшения расхода, повысьте температуру для снижения вязкости или перейдите на сопло большего диаметра.

Насколько точно уравнение Хагена–Пуазейля для расплавленного пластика?

Оно предполагает ламинарное течение и ньютоновскую жидкость, но реальные полимерные расплавы являются псевдопластичными и их вязкость сильно меняется с температурой. Используйте вывод как относительную оценку для сравнения сопел, материалов и скоростей, а не как абсолютное измерение давления.

Почему TPU сложно печатать быстро?

TPU имеет наибольшую расчётную вязкость в этой таблице — 250 Па·с, что в 2,5 раза больше PLA. Это требует в 2,5 раза большего давления при том же расходе, плюс склонность гибкого филамента к потере устойчивости под нагрузкой.

Связанные темы