水泥3D打印喷头流场分析及结构优化

来源期刊：机械设计与制造2020年第10期

论文作者：蒋贤辉 方成刚 高阳 许飞

文章页码：145 - 300

关键词：3D打印喷头;本构方程;计算流体力学;正交实验设计;仿真;结构优化;

摘    要：针对混凝土这种典型的宾汉流体,建立流体的本构方程,以有限元为基础,应用计算流体力学技术,通过ANSYS软件中的流体分析模块,采用正交实验设计方法,对不同结构参数下的水泥3D打印喷头装置内部的流体流动情况进行数值模拟仿真,深入分析流体在水泥3D打印喷头内部的流动情况,找出螺槽深度、螺槽宽度以及螺纹上的开口对水泥3D打印喷头搅拌特性以及打印效率的影响关系,为水泥3D打印喷头结构的进一步优化提供可视化的验证方法和指导依据。结果表明,采用螺槽深7mm,螺槽宽35mm,并且在螺纹上开楔形口的螺杆结构使喷头具有较好的搅拌性能和较高的工作效率。