介绍了FDM工艺3D打印的工作原理。双喷头是FDM工艺3D打印装备核心的部件,提出了双喷头的设计准则,在设计准则的指导下,设计了无需借助任何外力的单电机送丝机构、利用丝料推力的内嵌式切换机构和半循环风冷系统,整个双喷头仅用一个驱动电机即可完成两个喷头交替送丝、切换等功能,实现两个打印头之间的自动切换打印,并且结构简单紧凑、动作精准。在实际生产中的应用证明了双喷头设计准则和设计方案是可行的,为FDM工艺的双喷头设计提供了依据,具有较高的工程价值。

分析研究了决定FDM工艺3D打印机打印模型精度和成型稳定性的关键问题成型空间加热保温系统。提出了相应的解决方案给出了成型空间热风双循环加热保温系统的设计方案,并创新设计了"六边形"风琴防护罩,为大尺寸成型空间的均匀加热保温提供新的设计思路。给出了成型空间保温防护系统关键元件的选型计算方法,为加热器的选型提供科学依据。经过实际生产中的应用和测试,证明了研究方案是可行的,具有实际应用价值,为后续的大尺寸工业级3D打印的工艺研究提供实现基础。

FDM 3D打印机在使用中出现打印完成的模型难以与平台进行分离的问题。面对FDM 3D打印模型难以分离的问题,利用ARIZ理论建立问题模型,进行创新性设计。获得了11个高质量的创新设计方案,评价优化后获得1个最优方案。验证了ARIZ方法解决复杂工程问题的有效性和实用性,也为开发新型易取模型的3D打印机提供了方案支持,有利于提高FDM 3D打印机的生产力。