跳转到内容

擠出機

维基百科,自由的百科全书
雙擠出機

擠出機(英語:extrunder),又稱擠出器,是一種用於許多熔融沉積成型(FDM)3D列印機線材送料機構。3D 列印機擠出器有多種類型,最常用的有Bowden擠出器與直驅direct drive)擠出器兩種,前者又稱「遠端送料擠出機」,是一種透過長而柔軟的鐵氟龍PTFE)導管將線材推送至熱端(Hot end)[1]。後者位置更靠近熱端,省去中間的鐵氟龍管。

Bowden擠出機

[编辑]
在 Bowden 擠出機上,送料機構(此處以兩個滾輪表示)通常距離擠出機的熔化區相當遠

Bowden 型擠出機因為安裝在列印頭外部,與熱端分開,更換較為容易;線材從線軸鬆開時也較不易打結。此外,由於擠出滑車不必承載步進馬達,整體重量得以降低,使列印頭能更快改變移動方向、提升列印速度與精度,並減少 X、Y 軸上的疊影或鬼影現象[2]

其缺點在於,Bowden 擠出機需將線材推過一條長而彎曲的導管,因此摩擦力遠大於直驅式擠出機。為了部分抵消這股摩擦力,導管採用摩擦係數極低的 PTFE 材質。然而,TPU之類的軟性線材仍因會在管內彎曲而堵塞,導致列印效果不佳。

另一個缺點是送料距離較長,導致阻力較大,因此擠出機的步進馬達需要具備更高的扭矩[3]。長距離送料也可能造成更多背隙

直驅擠出機

[编辑]
在直驅擠出機中,送料機構(馬達、齒輪及軸承)與熱端位於同一組件內

使用直驅式擠出機時,推動線材的馬達安裝在熱端旁,直接將線材推進噴嘴。直驅設計具備多項優點,通常能提供更好的擠出效果、更快速的回抽(retraction),對於柔性(軟性)與剛性(硬性)線材皆表現良好,因而可列印更多種類線材,且因距離噴嘴短,可使用更小更輕的馬達[4]。直驅式擠出機的典型缺點之一是相較於Bowden擠出機,會增加熱端的重量,可能產生更多振動,使直驅噴頭必須降低移動速度,進而影響列印速度。另一項常見缺點是因為擠出機與熱端內部組件密集排列,維護較為複雜[4]

比較

[编辑]
擠出機比較表
類型 Bowden 擠出機 直驅擠出機
擠出機位置 馬達固定在機架側、齒輪推料,通過長 PTFE 管到熱端 馬達與齒輪安裝在熱端附近/X軸固定的滑塊上
送料路徑長度 較長(通常 30-70 公分不等) 非常短(僅幾公分)
適合材料
  • 僅適合硬料(如PLA、PETG、ABS)
  • 軟料(如TPU、TPE)可能會堵塞在PTFE 管內
硬料與軟料皆可
優點
  • 馬達重量不在噴頭,X軸負載更低
  • 通常成本較低、改裝與材料空間靈活
  • 可讓噴頭更輕,X軸加速度更高
  • 軟料支援佳,不易打結、卡料
  • 回抽量可短、控制精度高
  • 更快啟動擠出、減少滯後
缺點
  • 軟料容易在長管路內彎折、卡住、回抽後亂跑
  • 回抽通常較大,控制難度增加
  • 熱端與馬達距離遠,使起始挤出延遲、料量調整較難
  • 列印頭較重,使X軸負載增加,可能震動、晃動
  • 改裝成本高、設計較複雜
  • 需注意空間、散熱、進料線束管理
常見適用情境
  • 主要列印 PLA、PETG等硬料、較少印彈性料
  • 節省成本、預算有限
  • 底座、機型設計適合馬達在機架側
  • 想印 TPE、TPU等彈性料
  • 多材料切換需求高
  • 想直覺控制回抽張力

參考資料

[编辑]
  1. ^ Landry, Taylor. Extruders 101: A crash course on an essential component of your 3D printer. MatterHackers. 2016-03-15 [2021-05-19]. (原始内容存档于2021-01-27) (英语). 
  2. ^ 3d Printer for Miniatures. 25 June 2021 [18 November 2021]. (原始内容存档于17 November 2021).  Friday, 19 November 2021
  3. ^ Comparing Bowden Extruders And Direct Drive Extruders. Raise3D. [2021-05-19]. (原始内容存档于2021-05-19) (美国英语). 
  4. ^ 4.0 4.1 Direct-drive extruder vs. Bowden extruder - Guide - 3DJake International. [2022-06-27]. (原始内容存档于2022-07-30).