二軸押出機の設計文献のレビュー

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ゴール

この文献レビューの主な目的は、二軸押出機を設計するための標準化された段階的な手順を定義することです。このページは、ジョシュア M ピアース教授の監督のもと、ファストのプラスチック廃棄物を食品に変えるプロジェクトに特化しています。

コンセプト

図 1. 二軸押出機の概略図

二軸押出機は、ホッパー、バレル、可変スクリュー速度と温度制御、電気モーター、さまざまなサイズと形状の製品を製造するための交換可能なダイスで構成されています。二軸押出機の概略図を図 1 に示します。

背景（時系列に並べたもの）

二重反転二軸押出機の歴史的発展

要約: シュナイダー^[1]は、逆回転双子の進化の進歩を歴史的にレビューしました。スクリュー押出機は、1950 年代初頭にアントン アンガーとウィルヘルム アンガーによって開発され、プラスチックによるパイプの接合の問題を克服して長さ 12*D の二軸押出機を構築しました。二軸押出機技術の 20 年間の進歩を経て、最も活発な 2 社、すなわちティッセンとラインシュタールは 1972 年に合併し、ティッセン プラスティック マシーネン (TPM) は 1976 年に二軸押出機シリーズの新しい並列モデルを開発することで業務を開始しました。ネジ径は 50、60、85、107、130、および 160 mm です。この問題を安全に解決するために、パラレルモデルでラジアル力と軸力を調整し、ディストリビュータドライブの成形に設計上の利点を備えた円錐型二軸押出機が開発されました。最初のモデルは 1964 年に Anger (AGM) によって設計され、単一円錐ネジと呼ばれていました。二重円錐形スクリューは 1974 年にクラウス・マッフェイによって導入されました。このスクリューでは、送り深さが供給セクションから計量セクションに向かって一定に減少し、その結果、出力率が増加します。少し後の 1974 年に、Krauss-Maffei は、およそ 800 ～ 1000 kg/h の出力速度で大型パイプを製造するのに適した多軸押出機を提案しました。いくつかの多ネジ設計は、2 組のネジを 1 つの二軸ネジとして組み合わせることによって発明されました。スクリュー直径が小さいほど、処理量に対する表面積の割合が大きくなり、外部から大きな加熱エネルギーを入力できるようになります。スロットル設計は、熱とせん断エネルギーの入力に加えて、より優れた材料圧縮を提供するために開発されました。直径が 50 ～ 160 mm の範囲の 6 台の最新の平行二軸押出機が 1976 年に発表されました。ブレーカー プレートではなく、プロファイル スクリューには、ダブル フライトの密に噛み合うスロットルが装備され、ペレット化スクリューとパイプ スクリューが装備されていました。バッフル付き。

3D プリンターのフィラメントを製造するための基本的なスクリュー押出機の製造

要約: Arvind 他^[2] 3Dプリンター用の基本的なスクリュー押出機を製作しました。フィラメント製造は 3D プリンティング業界の重要な部分です。スクリューコンベア、ドライブトレイン、供給ユニット、加熱システム、鋳造、および押出ヘッドは、スクリュー押出機の必須コンポーネントです。設計されたスクリュー押出機の最適な特性を選択するための私たちのアプローチは、業界の専門家へのインタビューと文献レビューに基づいて整理されました。そして、方法論は、データ収集、パラメータの選択、制約の決定、材料の取得、描画を含む 5 つのステップに整理されました。描画ステップでは、Autodesk Inventor を使用して、スクリュー押出機のさまざまなコンポーネントを全体の設計として組み立てました。最終的に、スクリュー押出機が適切に動作してノズルからプラスチック フィラメントを取得できることを確認するために、押出機の最終設計が製造およびテストされました。良好な押出を実現するために、スクリュー押出機の構造において軟鋼とステンレス鋼の両方の使用時の膨張計算が行われました。

EN-8（ユーロ規格-8）中炭素鋼を使用したスクリューロッドの等ピッチ40mm、移動中心径20～32mmです。ネジ山の外径は37.8mmです。ねじれ角は18°、ねじ幅は4mmです。 EN8 (ユーロ規格 8) 中炭素鋼の単一ロッドがスクリューロッド (冷間引抜きによって出荷される非合金鋼) の製造に使用されます。ダイス鋼の円筒形ブロックを、四爪チャックを備えた旋盤に取り付けました。ダイス鋼ストックは旋盤軸の中心に位置合わせされ、機械加工プロセス前および機械加工プロセス全体を通してストック材料の同心性が確保されました。ノズルは真鍮で作られており、押出ヘッドに取り付けられています。標準直径 25.4 mm の真鍮素材を入手し、さまざまな機械加工手順を施しました。製作したスクリュー押出機を調べるために初期テスト、観察、分析が行われ、これらの正確な観察から、ホッパーが加熱されることとノズル領域の温度が低下することが認識されました。製作したスクリュー押出機に対して予備試験、観察、分析を行ったところ、ホッパーの加熱が増大し、ノズル領域の温度が低下していることが明らかになりました。そこで、フィラメントの適切な直径を達成するために、製造されたスクリュー押出機に最終的な修正が適用されました。

共回転二軸押出機の設計と技術について

要約: Justino Netto と Silveira^[3] は、共回転のための体系的な手順テクニックを提案しました。二軸押出機のセグメントは、積層造形における交換可能なプリント ヘッドを設計するための貴重な情報を提供します。その結果、スクリューは問題なく適切に回転でき、材料は予測どおりに金型に向かって移送されることがわかりました。彼らの方法は、Pahl他によると、少量の粉末材料 (約 100 g) を処理することを目的としたマイクロ二軸押出機の設計に基づいています。 a> 設計プロセスに含まれるディメンションごとの設定は、情報収集と概念設計のステップの後に行われます。標準モデルの構成が保証された後、寸法や公差、製造手順、価格などの設計面が決定されます。^[4]

注 1:流路に沿って速度を着実に高めるには、デッド スポットを回避するために金型設計時に基本的な側面を考慮する必要があります。したがって、流れ抵抗パラメータ (K_p) は、論文の式 13 によって計算されました。

注 2: 彼らの調査結果は、開発された設計アプローチがポリマー配合ミニ押出機および 3D プリント ヘッドとして利用するのに適切であることを示しました。

デジタル化された食品デザインと栄養管理のための押出ベースの食品印刷

要約: サンほか^[5] 「押出成形技術による食品印刷」の文脈で出版作品をレビューしました。この研究分野の問題と発展を特定します。デカルト、デルタ、ポーラー、および選択的準拠アセンブリ ロボット アーム (Scara) を含む多軸構成は、主に食品印刷手順で使用されます。デカルト構造には、左から右、前後、および上下の動きのための X、Y、Z 軸があります。デルタでは、円形のプリント ステージが設置され、プリント ヘッドは 3 本の三角形のアームによってその上に配置されます。 Polar フード プリンターには、回転ステージと、Z 軸をカバーするために上下に移動し、X 軸と Y 軸を接線方向にカバーするために左右に移動できるプリント ヘッドが含まれています。スカラ構成は、X-Y 平面内で移動するロボット アームと、Z 軸に沿って移動する追加のアクチュエーターで構成されます。プリンターのサイズに対する印刷された栄養成分の体積の割合が高く、製造時間が短く、コストが低いため、デルタまたはポーラー構造を備えたプリンターの設計への関心が高まっています。印刷精度は一貫した再現性のある製造にとって重要ですが、食品印刷では通常、プラスチック印刷や医療印刷ほど要求が厳しくありません。さまざまな設計のフードプリンターでは、シリンジ、空気圧、スクリューを含む 3 つの押出機構が使用されます。シリンジベースの押出ユニットは、供給物を保管するためのシリンジと、押出動作に動力を供給するステップ エンジンで構成されます。空気圧ポンプおよびカプセル化食品カートリッジは、空気圧駆動の押出装置を構成し、空気圧ポンプがカプセル化食品カートリッジ内の材料をノズルから押し出す。食材をカートリッジに装填し、オーガースクリューによってノズルに搬送するスクリューベースの押し出し方式で連続印刷を行います。

計算機シミュレーションによるシリンジ方式とスクリュー方式の3Dフードプリンターの比較研究

Guo ら^[6]は、注射器ベースと注射器ベースの違いを研究するために計算研究を手配しました。もう 1 つはスクリューベースの 3D フード プリンターで、この 2 つは主に食品業界で押出ベースの 3D を使用しています。この研究では、2 種類の 3D プリンティングの流体特性を評価および比較するために、数値流体力学 (CFD) モデルについて説明しました。また、2 つの異なる 3D フード プリンターを比較するために、実験的な 3D プリンティング評価が実行されました。 CFD シミュレーションは、市販の FEM ベースのコンピューター プログラムである COMSOL Multiphysics コンピューター ソフトウェアを使用して実行されました。この研究では、CFD モジュールの回転機械と層流特性を使用して、それぞれスクリューベースの押出 3D プリンティングおよびシリンジベースの押出 3D プリンティング ハードウェア内の流体特性に対処しました。 3Dプリント用のインクはマッシュポテトから作られました。実験中、温度は摂氏 26 度で一定に保たれました。この流体は、層流界面を有する単相の非圧縮性流体であると考えられました。

注: シミュレーション モデルの調査により、スクリューを使用した 3D フード プリンターは複雑な流体特性を持っていることが判明し、壁とスクリュー フライトの間の隙間でいくつかの逆流が発見されました。押出チューブ。一方、シリンジベースの 3D フード プリンターは、簡単に変更できる、より基本的な流体特性を備えているように見えました。さらに、実験的な 3D プリンティングでは、ネジベースの 3D フード プリンターが粘性インクの押し出しには不適切であることが示唆されました。現在の研究は、適切なプリンティング戦略の選択のためのデータ、理論的基礎、および高度な 3D プリンティング研究と最新のプリンター設計のための専門的なガイドを提供します。

材料押出に基づくモジュール式 3D プリント ヘッドに適用される公理的な設計とソリューションのバリエーション

要約: ポルピリオ 他^[7]は、モジュール式 3D プリント ヘッドに適用されるソリューション バリアント法と公理法に基づいた統合手順を設計しました。ソリューション バリアント法は、その重要性に応じて任意の基準に 0 から 1 までの正の数を割り当てることによって決定されます。テスト用 3D プリンターに接続された垂直二軸スクリュー ヘッドの送信フレームワークを評価することにより、提案された方法が実際のシステムでテストされました。世界問題のシナリオ。ケーススタディの 3D プリンタでは、4D プリンティング実験の原料として、化合物とポリマーの混合物を含む粉末を少量 (約 200 g) 使用しました^[8]。定義とフィラメントの生成。彼らの発見は、ウォーム ギア ペアがフレームワークを駆動するための最良の選択肢であることを示しました (評価ソリューションの変動から得られるより高い値)。シャフトへの同期装置 (相関ツイン スクリュー) に関しては、評価ソリューションのバリエーションによって 2 台の押出機を接続する同期ギアを備えたフレームワークが選択され、合計の加重値が 7.55 に増加することが示されました。この結果は、直角度と二角度のリストによって補足され、それぞれ 0.838 と 0.500 の値が得られ、高度な設計柔軟性を備えた駆動フレームワークとして組み合わせたウォーム ギア ペアの選択が確認されました。

高エネルギー材料用二軸押出機の安全設計と数値シミュレーション

要約: Ji 他^[9]安全な条件を提供することにより、高エネルギー材料用の二軸押出機を開発しました。この研究では、さまざまな圧力排気構成を備えた二軸スクリューバレル内のエネルギー物質の爆発モーメントを予測するために、有限要素法に基づく正確な数値シミュレーションが含まれています。スレッド要素'幾何学的仕様は次のとおりです。ネジの外径は 50.4 mm、中心距離は 40.8 mm、外径とバレルは 0.5 mm のギャップで分離され、ピッチはそれぞれ 50 mm と 75 mm です。また、Bird-Carreau モデルはランナーの流れ特性を特徴付けるために使用されました。^[10] 特定のバレルは爆発物に耐えるように設計されました。バレルモデルでは 2 つの圧力逃がし穴が考慮されています。彼らの結果は、二軸押出機による高エネルギー材料の製造中に、スクリュー フライトの上部と噛み合いゾーンが最大の圧力とせん断速度を持つことを示しました。したがって、爆発事故や爆発がこれらの地点で発生する可能性が最も高くなります。水平分割バレル内の圧力は、通常のバレル レイアウトよりも明らかに低くなります。二次圧力がなくなり、バレルの変形が大幅に減少することがわかります。

FDMワイヤー押出機スクリューの構造解析と最適化設計

要約: リー他^[11]は、世界で最も広く使用されている 3D プリンティング技術の 1 つである溶融堆積モデリング (FDM) ワイヤー押出機スクリューの最適化された設計を提案しました。この研究では、ANSYS 有限要素ソフトウェアを適用して、押出機スクリュー内の流れパラメーターを予測しました。直交試験法は、スクリューピッチ、スクリュー深さ、スクリュー溝幅、スクリューエッジ幅、および計量セクションの長さが速度場、圧力場、温度場、およびせん断速度に及ぼす影響を調査するために使用されました。また、SolidWorks ソフトウェアを使用してネジの 3D モデルを生成し、シミュレーション中に特定の特性を持つ ABS 材料を使用しました。最後に、Minitab バージョン 17 ソフトウェアを使用して、提案されたモデルの有効性をパラメーターごとに検査しました。理想的な因子を決定した後、最適化されたネジが検査され、検証されました。その結果、スクリューピッチが15mm、スクリュー溝の深さが1.3mm、スクリューエッジの幅が1.5mm、測定部の長さが85mmの場合に、提案したワイヤー押出機が効率的に作業できることがわかりました。最適化されたスクリューにより、ABS 材料の溶解効率を向上させることができます。

二軸造粒時の滞留時間分布のDEM解析

要約: Zheng 他^[12]は、離散要素法 (DEM) を使用して二軸造粒 (TSG) プロセスを研究しました。この研究では、巨視的および微視的洞察の両方を得るために、DEM の開発にグラフィックス プロセッサ ユニット (GPU) 基盤が使用されました。 DEM における各粒子の並進運動と回転運動は、ニュートンの第 2 法則によって決まります。ネジ半径 (R_s)、中心線距離 (C_l) 、2 本のスクリュー間のギャップ (s)、インナーバレルとスクリュー間のギャップ (b)、および平行チャネルの数 (e) が主な幾何学的特性です。 2 本のネジは直交しています。最初に、二軸スクリュー造粒機の形状はコンピューター支援設計 (CAD) ソフトウェアを使用して生成され、さらなる処理のために標準光造形 (STL) 形式のファイルとして保存されました。次に、STL ファイルが BlazeDEM-GPU にロードされ、二軸スクリュー造粒機の DEM モデルが作成されました。システム性能の評価では、滞留時間分布 (RTD) がスクリュー速度、スクリュー構成、および材料パラメーターによって決定されました。滞留時間分布関数 (E カーブ) は、粒子サイズが大きくなり、スクリュー速度が高くなると広がりが減少することを示しました。これは、二軸スクリュー造粒機内で粒子がかなりの滞留時間を有することを意味します。最後に、彼らの発見は、DEM が二軸スクリュー造粒のモデリングの信頼できる基礎を提供できることを示しました。ただし、二軸スクリュー造粒挙動に及ぼすスクリュー配置および配合パラメーター (粒子形状や液体結合剤の添加など) の影響については、今後の研究で検討する必要があります。

遺伝的アルゴリズムとニューラルネットワークによる二軸食品押出加工のスクリュープロファイルの最適化

要約: Kowalski 他^[13]は、遺伝的アルゴリズム モデルとニューラル ネットワーク適合関数の組み合わせを使用して、スクリュー プロファイル設計プロセスを最適化する新しい方法を開発しました。各種対象製品のスクリュ形状特性を考慮し、必要な条件を検討しました。圧力、モータートルク、比機械エネルギー (SME)、膨張率 (ER)、吸水率 (WAI)、および水溶解度 (WSI) を含む、最適な二軸食品押出成形性能を実現するためのさまざまな量が予測されました。この研究では、USDA Western Wheat Quality Laboratory (米国ワシントン州プルマン) から入手した硬質レッドスプリングワキシー小麦粉 (品種サジタリオ) を使用しました。小麦粉には 14.1 パーセントのタンパク質（乾燥ベースのパーセント）が含まれており、ミキサー内で 4℃ で指定の水分含量に達するまで水和させました。アミロースが存在しないことを確認するために、ヨウ素溶液を用いた比色検査が使用されました。押出プロセスは、直径２０ｍｍの共回転二軸押出機（モデルＴＳＥ ２０／４０、ＣＷ Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｉｎｃ．、米国ニュージャージー州サウスハッケンサック）を用いて実施した。押出機は 20:1 の L/D 比と 4 つの別々の温度調節ゾーンで実行されました。遺伝的アルゴリズム モデルとニューラル ネットワーク モデルの両方は、MATLAB (R2015b、MathWorks, Inc.、米国マサチューセッツ州ナティック) を使用して実行されました。圧力、モーター トルク、SME プロセス応答については、ニューラル ネットワーク モデルは高い R² 値 (>0.979) を示しましたが、ER (0.935)、WSI (0.900)、WAI 製品応答 (0.847) は、R² 値が大幅に低いことが示されました。遺伝的アルゴリズム モデルを使用した 5 つの独立した試験で、5 つの異なる標的製品が生成されました。 2 つの標準偏差を持つ試行 1、3、4、および 5 のうち、試行 2 は予測よりもわずかに高い拡張を示しました。試験 1、2、および 4 では、吸水指数は 2 標準偏差以内でした。試験 1、3、4、および 5 では、水溶性指数は 2 標準偏差以内でした。予測された分散は、変動範囲がより広い WAI で特に顕著でした。最後に、彼らの調査結果は、提案された方法が、より良い押出プロセスを提供するためにスクリュープロファイル設計の最適な特性を予測するのに十分な効率を備えていることを示しました。

プラスチックをリサイクルするための押出機の設計と製作

要約: Kumar 他^[14]は、3D プリンター設計の重要な部分である、リサイクル可能なプラスチックからフィラメントを製造するための押出システムを構築しました。この研究では、ペットボトルのペレットから 3D プリンティング ファイバーを生成する排出装置が構築されました。最終的な設計は、ポリエチレンテレフタレートのペットボトルを均質な繊維として排出した後、細断、溶解、混合する低コストで高性能の機械でした。設計された押出システムの主な手順には、リサイクル可能なプラスチック ペレットをホルダーから金属ラインの加温スポットを通して移送するスクリューが含まれており、そこでプラスチックは高温によって液化されます。次に、液化したプラスチック ペレットがホルダーからスクリュー内に移動し、注ぎ口を通ってラインの端に向かって圧縮され、ファイバーのフレームが形成されます。押出プロセスには、押出機ノズルの設置、材料の温度固定、フィードホッパー、ガイドフィラメント、フィラメントの直径の測定を含む 5 つの個別の段階があり、温度を変更してフィラメントの異なるサイズを実現することができます。設計プロセスは、バレル、ホッパー、ノズル、スクリューロッド、シュレッダーブレード、シュレッダー鋳造、および押出アセンブリを含む 7 つの段階で実行されました。彼らの結果は、温度範囲を 230 ～ 250°C に固定することで最適な結果が得られ、熱伝導を減らすことで高効率が達成できることを示しました。容器と加温ゾーンの間の距離が大きいほど、より多くのプラスチックを含めることができ、押出機は加温ラインのデルタをブロックする危険なく、より多くの繊維を排出することができます。

植物由来肉類似押出成形品の特性を改善するための構造設計

要約: サンほか^[15]は、実際の動物の肉に似た植物ベースの肉類似物の品質を向上させるための構造設計を開発しました。この研究では、高水分押出技術を使用して配合を評価し、押出条件を最適化し、構造と配合/加工の関係について説明しました。肉類似物の繊維構造の生成における、タンパク質、多糖類、およびそれらの混合物などの重要な構造成分の重要性が調査されました。次に、肉の類似品質を達成する際のバレル温度、冷却ダイの設計、飼料水分レベルの影響を調査しました。彼らの発見は、高水分押出法が植物ベースの肉類似物を製造するための現実的でコスト効率の高い加工方法であることを実証しました。さらに、最終製品に必要な品質は、バレル温度や供給水分量などのプロセス要素を調整することによって達成できます。

共回転二軸押出機の混合性能のオンライン光学モニタリング

要約: ベルナルドほか。 ^[16] は、さまざまな形状を考慮して、同時回転二軸押出機の全体的な混合性能を評価するためのオンライン光学モニタリング方法を提案しました。提案された技術は、分散相粒子によって引き起こされる光散乱と遅延に依存しており、これを使用して粒子数（濁度として）と形状（構造複屈折として）に関する情報を取得できます。次に、3 つの別個の混練ブロックに沿ったさまざまな軸点で、さまざまなスクリュー速度の下で、滞留時間分布曲線 (RTD) が形成されました。パラメータ K (RTD 曲線の下の面積に関連付けられたパルス曲線の定数) と RTD 曲線の分散を利用して、分散性および分配性の混合指数を示しました。 K は分散混合の正確な指標であるのに対し、分散は分散混合の評価に利用できることが実証されています。実験の結果は、これらの混合指数が加工環境の変化に敏感であり、各混練ブロックの形状の予測された挙動を反映していることを示しました。

押出加工の主な技術的進歩

要約: エミン^[17] は、押出加工の最先端の技術開発を研究しました。適応性のある食品を製造するためにさまざまな原材料を柔軟に利用できるため、食品産業において貴重な場所です。このプロセスの研究は主に、スクリューとダイを含む 2 つの重要なセクションに分かれています。これらのセクションは、押し出された原材料と、製品に望ましい形状と質感を与えることに関係します。これら 2 つのセクションを終えると、製品は顧客がすぐに食べられるようになります。設計した製品の品質を保証するために、反応特性やレオロジー特性などの解析が行われました。反応特性解析では、分子相互作用だけでなく、温度、時間、せん断応力、成分、混合比、含水量などの要素も考慮されます。レオロジー特性では、ブレンド特性、スクリューセクションの熱的および機械的応力プロファイル、またはダイセクションの膨張と組織化が検査されます。加工条件の分析は、熱応力プロファイル分析、熱機械応力プロファイルおよび混合特性分析を含むもう 1 つの重要なステップです。最初の解析 (熱応力プロファイル) では、材料の温度とその滞留時間に関する情報を収集することが非常に重要です。後者（熱機械応力プロファイルと混合特性）では、主に有限要素法（FEM）コード ANSYS POLFLOW を使用した数値解析を実行して、熱機械応力プロファイルと混合特性に関する重要な情報を取得します。収集された情報を使用してプロセスを調整し、目的の製品を取得するプロセスを正確に実行したり、さまざまな好ましいスケールの製品を実現したりできます。

デザイン

デザイン1

要約: この設計手順は、Sobowale ららによって使用されました。^[18] は二軸押出機の製造に使用されました。この押出機は、セナナヤケとクラークによって行われた二軸押出機の製造で言及されたすべての問題を解決するように設計されました。 a> この研究では、ココヤム粉、さまざまな飼料水分含量 (FMC)、およびスクリュー速度 (SS) を含むさまざまな機器を使用して、設計された押出機の性能が調査されました。押出機のすべての部品が適切に組み立てられ、高効率で適切に動作することを保証するために、膨張率、滞留時間 (RT)、スループット、機能効率などのさまざまな要因が分析されました。構築された押出機は見事に動作し、製品は非常にうまく膨張しました。温度が上昇すると、ココヤム押出物の変色により望ましくない製品が生成されたことを除けば、操作中に重大な問題は発生しませんでした。これは最終的にバレル温度と使用する FMC に影響を及ぼし、冷間押出がカカオヤム押出物にはより適切であることが示唆されます。さまざまな形状の交換用ダイスユニットを機械に挿入することで、さまざまな形状やサイズの押出物を多数生成する多機能押出機としての性能を実証しました。^[21]。ヤムセンソンとノムアン と ^[20][19]

計算

設計計算は、Senanayake と Clarke、^[20] Harold らの研究に基づいて実行されました。 al.、^[22] クルミとグプタ、^{[23]< /span>}設計された二軸押出機のさまざまなパラメータを表 1 に示します。重要な値は定義され、それほど重要ではない他の値は設計計算中に取得されました。これらのパラメータは、商用、大量生産、および精密押出製品の観点から、適切な二軸押出機を設計するという目標を満たすために重要です。したがって、二軸押出機の設計時には、パラメーター値の定義とそれらの関係を慎重に考慮する必要があります。 ^[19][26][25] は機能します。他ソボワレ と ^[24] シンとヘルドマン、

デザイン2

要約: Justino Netto と Silveira^[27] は 3D プリンタ ヘッドを設計しました (図 2) ) 二軸押出成形のコンセプトを適用することにより、プロセス内での複数の材料の混合と製品の直接蒸着の両方のアプローチが、3D オブジェクトの適切な作成のために組織化されました。彼らの方法論は、共回転二軸押出機の設計に関するコールグリューバーの本に基づいて確立されました。^[28] a> 形式化された手順の正しさを評価するために、3D プリンタを使用して ABS の実物大のプリント ヘッドを作成しました。試作実験により、小さなねじ要素の製造は実現可能ではあるものの、困難であることが明らかになりました。また、彼らの調査結果は、伝送システムをよりコンパクトにするために代替手順を準備する必要があることを明らかにしました。さらに、利用されたフレームワークは、小規模設計を扱う他のプロジェクトでも使用され、3D プリント ヘッドの設計に影響を与える要因を明確に定義するための体系的なアプローチを提供する可能性があります。

図2.二軸押出成形をベースとした 3D プリンターヘッドプラットフォーム

表 II は、Netto と Silveira によって提案された二軸押出成形に基づく 3 次元プリント ヘッドの設計パラメータを示しています。^[27] 同様の文献では、この貴重な情報の報告が無視されています。この研究では、将来の研究のための完全なガイドラインを提供するために、設計手順の側面に対する体系的なアプローチが正確に報告されました。さらに、この作業の分析モデルは、同様の作業における他の小規模押出機の意思決定プロセスを適応させるのに非常に役立ちます。

参考文献