เครื่องคิดเลขแรงดันหัวฉีด | PrintCalcLab

คำนวณแรงดันการอัดของหัวฉีด 3D โดยใช้ Hagen-Poiseuille ตามวัสดุและอัตราการไหล

พลาสติกทุกกรัมที่คุณอัดต้องถูกดันผ่านช่องที่เล็กกว่าหนึ่งมิลลิเมตร และแรงดันที่ต้องการคือสิ่งที่เฟืองเอ็กซ์ทรูเดอร์ของคุณต่อสู้จริง เครื่องคำนวณนี้ประมาณแรงดันนั้นด้วยสมการ Hagen-Poiseuille สำหรับการไหลแบบราบเรียบผ่านช่องทรงกระบอก โดยใช้ความหนืดหลอมที่เป็นตัวแทนสำหรับฟิลาเมนต์ทั่วไปแปดชนิด เป็นวิธีที่เร็วที่สุดในการเห็นว่าทำไมหัวฉีดเล็ก ช่องหลอมยาว หรืออัตราการไหลเร็วจึงเปลี่ยนเอ็กซ์ทรูเดอร์ที่เชื่อถือได้ให้กลายเป็นตัวที่คลิกและลื่นในทันที

วิธีการทำงาน

การลดลงของแรงดันเป็นไปตาม ΔP = 8ηLQ / (πr⁴) ความหนืด η คูณความยาวช่อง L คูณการไหลเชิงปริมาตร Q หารด้วย π คูณรัศมีหัวฉีดยกกำลังสี่ เครื่องคำนวณแปลงค่าที่คุณป้อนจากมิลลิเมตรและ mm³/s เป็นหน่วย SI และรายงานผลเป็นบาร์ โดยแสดงคำเตือนเหนือ 1.5 บาร์ ตารางความหนืดในตัวมีตั้งแต่ PLA ที่ 100 Pa·s ฟิลาเมนต์ทั่วไปที่ดันง่ายที่สุด ไปจนถึง TPU ที่ 250 Pa·s โดย PETG ที่ 150, Nylon ที่ 180, ABS และ HIPS ที่ 200, ASA ที่ 210 และ PC ที่ 220

คำถามที่พบบ่อย

ทำไมการลดเส้นผ่านศูนย์กลางหัวฉีดลงครึ่งหนึ่งจึงทำให้การอัดยากขึ้นมาก

แรงดันขยายตามกำลังสี่ผกผันของรัศมี ดังนั้นหัวฉีด 0.2 mm ต้องการแรงดันสิบหกเท่าของหัวฉีด 0.4 mm ที่อัตราการไหลเดียวกัน เทอมรัศมีนั้นเป็นแรงงัดที่แรงที่สุดในสมการทั้งหมด

คำเตือนเหนือ 1.5 บาร์หมายความว่าอย่างไร

มันบ่งบอกโซนที่แบบจำลองนี้คาดว่าแรงดันย้อนกลับสูงพอที่จะกระตุ้นให้เอ็กซ์ทรูเดอร์ลื่นหรือบดฟิลาเมนต์ ลดการไหลโดยพิมพ์ช้าลงหรือใช้ชั้นที่บางลง เพิ่มอุณหภูมิเพื่อลดความหนืด หรือเปลี่ยนไปใช้หัวฉีดที่ใหญ่ขึ้น

Hagen-Poiseuille แม่นยำแค่ไหนสำหรับพลาสติกหลอมเหลว

มันสมมติของเหลวนิวโทเนียนในการไหลแบบราบเรียบที่คงที่ ในขณะที่พอลิเมอร์หลอมจริงเฉือนบางลงและความหนืดของมันเปลี่ยนแปลงอย่างมากตามอุณหภูมิ ใช้ผลลัพธ์เป็นการประมาณเชิงสัมพัทธ์เพื่อเปรียบเทียบหัวฉีด วัสดุ และความเร็ว แทนที่จะเป็นการวัดแรงดันสัมบูรณ์

ทำไม TPU จึงพิมพ์เร็วได้ยากมาก

ในบรรดาวัสดุในตารางนี้ TPU มีความหนืดที่จำลองสูงสุดที่ 250 Pa·s สองเท่าครึ่งของ PLA ดังนั้นอัตราการไหลเดียวกันจึงต้องการแรงดันสองเท่าครึ่ง นอกเหนือจากแนวโน้มของฟิลาเมนต์ที่ยืดหยุ่นที่จะโก่งภายใต้ภาระ

หัวข้อที่เกี่ยวข้อง