来源:南极熊3D打印网
3D打印机可能是使用起来最令人兴奋的机器之一,但如果遇到喷嘴堵塞,它们很快就会令人沮丧。堵塞会导致长丝浪费和难以诊断的问题,例如挤压不均匀等。
无论堵塞的原因是什么,大家都可以尝试几个步骤来疏通3D打印机喷嘴,并使它在几分钟内恢复正常工作。但在此之前,让我们需要了解一下3D打印机喷嘴堵塞的原因。

造成3D打印机喷嘴堵塞的原因有很多,包括以下几种:
●冷拉:这是上一次打印留在喷嘴中的材料冷却并变硬的常见原因之一;
●材料选择错误:有些材料不适合3D 打印,会导致堵塞。在尝试任何打印作业之前,请确保您了解每种材料的热特性、粘度和其它属性;
●喷嘴脏污:喷嘴上堆积的灰尘或碎屑可能会导致堵塞。为避免此问题,请在开始3D打印作业之前始终检查喷嘴是否干净且无碎屑;
●错误的挤出温度:最佳挤出温度取决于您使用的长丝类型以及3D打印机的喷嘴尺寸和设计。如果未能正确设置温度,可能会导致打印过程中出现堵塞或其他问题;
●挤出机校准不当:如果挤出机未准确校准,则长丝可能会比预期更快或更慢地出来,这可能会导致堵塞。要解决此问题,只需确保准确校准3D打印机挤出机以获得最佳效果;
●喷嘴直径太小:3D打印机的喷嘴直径应与您使用的长丝尺寸相匹配,否则,可能会因流速低而造成堵塞。因此,使用尺寸合适的喷嘴非常重要。
疏通3D打印机喷嘴所需的工具
可以使用多种工具来疏通3D打印机喷嘴。最重要的是:
●一把镊子:镊子可以帮助抓住可能卡在喷嘴中的细丝,然后将它们拉出并清除堵塞物。对于更顽固的堵塞物,我们可能还需要针头或牙签等;
●钳子或钳子:用于拉动任何卡在喷嘴中的顽固细丝;
●一块布:用于擦拭喷嘴;
●丙酮溶剂:可以溶解长丝并清除喷嘴内的任何堵塞物。可以通过加热软化塑料材料,使其更容易从喷嘴中取出。
疏通喷嘴并不像看起来那么困难;以下是一些简单的步骤,可帮助您清除任何堵塞物并恢复 3D打印机的初始性能。
第1步:移除喷嘴中任何可见的长丝

△第一步,移除
需要一对切割钳来正确地从3D打印机喷嘴中移除不需要的长丝。剪钳需要小心使用,以免损坏喷嘴或电线。
先剪掉多余的长丝,然后再用力处理顽固的细丝。然后,清除剪钳中的颗粒,以免进一步堵塞喷嘴。
第2步:使用尖锐物体清洁喷嘴

△第二步,清洁
可以使用针、小螺丝刀或其它细长、锋利的物体清除喷嘴上不可见的任何堵塞物。在开始这项任务之前,请戴上防护手套和安全眼镜,以防止碎片造成伤害。
第3步:尝试不同类型的长丝

△第三步,换线材
尝试使用直径更宽的、不同类型的3D打印机长丝通常可以疏通堵塞的喷嘴。这个简单的解决方案不仅可以消除所有现有的堵塞,还可以有效防止更顽固的长丝可能出现的潜在问题。
第4步:加热3D打印机喷嘴

△第四步,加热
如果喷嘴内仍有一些长丝卡住,下一步应该加热喷嘴。您可以使用焊枪,因为它在熔化卡住的长丝时提供更多控制。使用时,将喷嘴放在上面,等待几分钟再取下。您应该能够看到卡住的细丝像黄油一样融化。
第 5 步:将喷嘴浸泡在丙酮中24小时
到了这一步,如果仍有一些长丝卡住,将喷嘴浸泡在丙酮中24小时是一个简单的解决方法。丙酮是一种极好的溶剂,可以软化和分解各种材料,同时相对安全无毒。对于通常粘在一起或堆积在喷嘴开口处的ABS和PLA塑料材料,它也非常有效。
在处理这种化学品时,请确保戴上手套并采取其它保护措施,例如获得足够的通风。
第6步:使用干净的布擦拭喷嘴

△第六步,擦拭
疏通3D打印机喷嘴后,必须用干净的白布擦拭,以保护部件免受灰尘和污垢的侵害。这块布可以用于清除那些其它方法仍然无法去除的较小碎屑,这些碎屑可能会导致未来打印作业出现故障。
第7步:更换喷嘴

△第七步,更换
如果上述方法均无效,则更换喷嘴应该是最后的手段。您可以通过在线购买或与当地的经销售沟通。
要开始更换过程,首先从挤出机上拧下喷嘴,同时确保沿逆时针方向旋转,并记下您使用的扳手尺寸,以便在更换过程中使用该尺寸。
清理挤出机,安装新喷嘴,滴几滴油进行润滑。请记住在重新启动3D打印机之前,请将所有部件重新连接到它们原来的连接点上。
写在最后
3D打印机堵塞可能由多种因素引起,包括材料选择不当、喷嘴脏污、挤出温度错误以及床层附着力差。了解堵塞的原因是防止堵塞发生的第一步。如果您遵循上述提示,您应该能够疏通3D打印机喷嘴。
定期清洁喷嘴也很重要,因为这有助于确保不会在第一时间发生堵塞。这将为您节省用于诊断3D打印机问题的时间和精力。
王华明:永远瞄准国家重大需求和科技发展方向
“希望全国科技工作者弘扬优良传统,坚定创新自信,着力攻克关键核心技术,促进产学研深度融合,勇于攀登科技高峰。”习近平总书记的嘱托让中国工程院院士、北京航空航天大学教授王华明更加坚定了信心。作为给总书记写信的25位科技工作者之一,王华明带领团队二十年如一日科研攻关,瞄准国家重大装备发展需求和材料制造学科发展方向,深钻细研、后来居上,使我国成为全球唯一掌握高性能大型关键金属构件激光增材制造技术并实现应用的国家。
钛合金等高性能大型关键金属构件制造技术,是航空航天等高端重大装备制造业的基础和核心技术。采用传统铸锻技术制造,不仅需要配套齐全的材料冶金和铸锻成形等重工业基础设施,制造周期长、成本高,而且受铸锭冶金和锻造成形的原理性制约,大型关键金属构件制造能力和材料性能水平,几乎逼近了天花板。例如采用当今世界最大的8万吨锻造机锻造钛合金零件,其最大尺寸也不超过5平方米。如何突破高性能复杂合金大型关键构件几何尺寸和材料性能的天花板,是公认的世界性难题。
2000年,王华明和科研团队进入该领域,另辟蹊径攻关钛合金、超高强度钢等高性能金属大型关键构件激光增材制造技术,也就是通常所说的“金属3D打印”技术。这种方法通过计算机控制,用激光将合金粉末熔化,并跟随激光有规则地逐点逐线逐层游走移动,“像盖房子一样”逐层堆积,直接“生长”出大型金属构件。增材制造过程中激光瞬间将金属熔融,随后快速冷却凝固结晶,这样一层一层地熔化凝固堆积,就能打印出质地致密、晶体细小、成分均匀的大型金属构件。性能高、成本低、周期短是团队追求的目标。
起初,团队只有王华明和张凌云,后来又有6名研究生陆续加入并成长为团队核心骨干。2003年加入团队的张述泉回忆:“那时候做出一个A4纸大小的次承力构件,我们都高兴得不得了。”但高性能大型关键金属结构件要求得更高:零件尺寸越大,内部热应力越高,打印过程越容易变形或开裂;凝固结晶及冷却过程控制不好会导致冶金缺陷。面对世界性难题,团队开展了一次次攻关。
试验一开始,20多天不能停,24小时都要有人盯着。针对某飞机大型钛合金关键构件的需求,团队产学研紧密结合奋战3年多。工艺难度极大,要求严格,最后好不容易花了10多天打印出来,但零件内应力太高忽然开裂,只能寻找原因从头再来……颠覆性的成果绝非一蹴而就,王华明说:“解决重大问题不是靠一天两天,不能想着报奖、发论文,必须静下心来,刻苦钻研。”
做“顶天立地”的学问,怀赤子之心、无私奉献的信念精神,专注忘我、集中力量、各尽其能,小小的团队迸发出巨大的能量。张凌云申报国家奖主动要求不署名;张述泉全身心投入核心关键技术突破,把博士论文答辩时间推迟了近5年;另一位团队成员刘栋多次以“没有时间、以后再说吧”为由推辞人才头衔和职称申报……类似的例子团队里每个人都可以讲出一大堆。外面的企业高薪挖人,大家也不为所动。
作为团队带头人,王华明说,选择研究方向,既要“先进”,要瞄准和洞悉世界科技发展方向;更要“有用”,要服务国家重大需求,作出实际贡献。20多年来,王华明多次承担国家重大项目和攻关任务,每一次攻关的成果都应用于国家重大装备研制生产,现实的紧迫需求让团队一次次实现突破,走出了一条产学研结合的自主创新之路。“我们的自主创新道路,最大优势就是我国社会主义制度能够集中力量办大事。这是我们成就事业的重要法宝。”王华明深有感触。
“总书记的殷切希望,更使我清晰地认识到作为一名新时代科技工作者所肩负的责任和使命。制造业是强国之基,在今后的工作过程中,我们要更加紧密地瞄准航空航天等重大装备的战略需求,取得创新性引领性的新突破。”王华明说。
如今,高性能大型关键金属构件激光增材制造技术成果在我国重大装备上的工程应用已呈遍地开花之势。王华明团队在不断创新突破的路上已经走了很远,但他对团队的要求一直没变:“永远瞄准国家重大需求和科技发展方向,产学研紧密结合,做出实实在在的有用成果。”
增材制造成为建设制造强国新动力
党的二十大报告中明确指出,建设现代化产业体系,坚持把发展经济的着力点放在实体经济上,推进新型工业化,加快建设制造强国、质量强国、航天强国、交通强国、网络强国。增材制造(又称3D打印)作为“深入实施制造强国战略”的主攻方向,加快建设质量强国、航天强国、数字中国的重要手段,已成为我国制造业领域的亮眼“名片”,对推动我国制造业高端化智能化绿色化发展、促进实体经济和数字经济高质量融合、提升产业链供应链韧性和安全水平起到了巨大作用。
十年跨越式发展成就显著
党的十八大以来,我国增材制造产业取得了历史性成就,发生了历史性变革。
整体实现从技术化向产业化发展的蜕变。十年来,我国增材制造技术及产品逐步实现产业化,涌现出一大批具备强大竞争力的骨干企业。产业规模方面,从2012年的不足10亿元扩大到2021年的265亿元,年复合增长率超过35%。企业数量方面,全产业链相关企业超过1000家,铂力特、先临三维、华曙高科等以增材制造为主营业务的上市公司涌现,数量从2013年的1家增长至2022年的22家(含新三板),规模过亿的企业数量由2012年的3家增至2022年的42家。
装备实现从进口为主到国产化替代的转变。十年来,我国增材制造一批重点工艺装备和核心器件实现国产替代,批量化供应能力和成本竞争优势显著。我国在高精度桌面级光固化增材制造装备、多材料熔融沉积增材制造装备持续保持领跑并畅销海外,米级多激光器激光选区熔化装备、多电子枪电子束熔化装备、大幅面砂型增材制造装备等自主开发装备相关核心指标达到国际先进水平。
应用实现从原型制造向直接制造的质变。十年来,增材制造技术的应用实现由快速制造原型样件逐步向直接制造最终产品质变。在航空航天领域,新一代战机、国产大飞机、新型火箭发动机、火星探测器等重点装备的关键核心零部件大量应用增材制造技术,解决复杂结构零件的成型问题,实现产品结构轻量化。在医疗领域,髋臼杯、脊柱椎间融合器等14款增材制造医疗植入物获得国家药品监督管理局认证。在铸造领域,宁夏回族自治区银川市建成世界首个万吨级铸造3D打印工厂,提升产品制造效率,实现对传统铸造的替代。
产业格局实现从零散分布到重点聚集的演变。十年来,我国华南、华中、西北等地区部分省市依靠自身良好的经济发展优势、区位条件和工业基础,通过有效汇聚产业资源,实现了增材制造产业从零散状、碎片化到成链条、聚集化发展的演变。
多管齐下增强产业核心竞争力
十年跨越式发展所取得的成绩充分说明,只有多管齐下,才能增强产业核心竞争力。
加强顶层设计是我国增材制造发展的重要支撑。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》《“十四五”智能制造发展规划》等多个国家规划明确支持增材制造产业发展。《增材制造产业发展行动计划(2017—2020年)》《国家增材制造产业发展推进计划(2015—2016年)》等行业规划持续推进我国增材制造产业快速可持续发展。《增材制造标准领航行动计划(2020—2022年)》《首台(套)重大技术装备推广应用指导目录》《“十四五”医疗产业装备发展规划》等从产业生态、供给、应用等多个方面作出相应规划布局。
具备完整工业体系是我国增材制造发展的坚实基础。我国拥有世界上最完备的现代工业体系,截至2021年末,我国工业增材制造装备安装量市场占比10.60%,成为仅次于美国的全球第二大市场,完整的工业体系提高了我国增材制造装备的供给能力,提升了我国增材制造发展的稳健性和抵抗不可预知风险的能力。
拥有丰富应用场景是我国增材制造发展的不竭动力。我国制造业门类齐全、产业基础坚实,为增材制造提供了广泛的应用场景。船舶领域,我国造船三大指标保持领先,国际市场份额连续12年位居世界第一。汽车领域,我国汽车保有量从2012年的1.2亿辆增长到目前的3.1亿辆;自2015年起,我国新能源汽车产销量连续7年稳居世界第一。新兴产业领域,电池、半导体等战略性新兴产业结构不断优化,产业规模不断壮大。
重视产业生态塑造是我国增材制造发展的有力保障。十年来,我国逐步建立起较为完善的增材制造产业生态体系。在行业组织建设方面,中国增材制造产业联盟、增材制造国家创新中心、全国增材制造标准化技术委员会等国家级组织机构成立,有力支撑增材制造产业发展。在产业服务方面,中国增材制造产业年会、产业展览会、全国增材制造技术高峰论坛等活动纷纷开展,《中国增材制造产业年鉴》《中国增材制造产业典型应用案例集》等争相发布,全力服务产业发展,提高增材制造认知度。在标准建设方面,已发布增材制造技术相关国家标准共计30余项,各级标准体系逐步建立,促进增材制造产业的标准化发展。在人才培养方面,哈尔滨工业大学、北京科技大学等开设增材制造工程本科专业的高等院校超过70所,100余所职业技术学院开设增材制造相关课程或专业方向,加大专业人才培养力度。
奋力谱写制造强国建设新篇章
展望未来,增材制造作为我国制造业智能化数字化绿色化转型的主旋律之一,将持续加快我国制造业从转型到创新驱动发展速度,不断提升我国制造业国际影响力,加速推进我国从“制造大国”向“制造强国”转变,奋力谱写制造强国建设新篇章。
增材制造作为工作母机产业链的重要组成部分,随着技术不断成熟、生产成本不断降低、产业配套能力不断增强,未来必将成为与减材制造、等材制造并列的三大工业领域的主流制造工艺之一,形成“三分天下有其一”的新格局。
过去十年,我国增材制造产业规模逐年高速增长,预计2022年将达到330亿元的市场规模。未来,增材制造将不断向制造业各领域的细分方向、社会生活的多个方面深入发展。考虑到我国经济发展的良好预期、超大的市场规模以及对增材制造应用的强烈需求,按照25%的复合增长率估算,我国增材制造产业规模有望在2027年左右突破千亿。
目前,得益于我国完备的工业体系以及齐全的产业链,增材制造一直保持着强劲的发展势头。未来,高质量激光器、电子束枪、扫描振镜等核心部件将实现全部国产化;各型大尺寸、多激光的高效增材制造装备稳定性将不断提高;生物医药与医疗器械、大型高性能复杂构件、空间增材制造等新型前沿技术装备将持续拓展创新。增材制造技术装备全面向低成本、高可靠性、高性能、高智能化发展,供给能力将得到全面提升。
增材制造与数字化技术、激光技术、机械加工技术等多技术的结合,将对生产模式、生活方式,乃至产业链价值结构产生深刻影响,在提升产业链供应链韧性和安全方面发挥重要作用,为我国制造业的发展创造更多可能。未来,增材制造技术将广泛应用于制造业各领域智能车间、智能工厂、智慧供应链中,有效推动现代制造业的培育壮大以及传统制造业的转型升级,重塑我国制造业崭新面貌。
同时,一批增材制造企业、品牌与产品将引领全球产业发展。如2021年西安铂力特选区激光熔融装备产量为293台,已超国际巨头德国易欧司公司,位居全球首位。清研智束研发出全球首台多电子束枪粉末床熔融装备。未来,一批具有代表性的中国企业将积极带动增材制造全产业链共同发展,一批国际知名的中国品牌持续增强我国增材制造在全球的影响力,众多技术性能领先的中国产品为全球增材制造产业高质量发展贡献硬核力量。