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摘要
分析了传统桌面级熔融沉积成型（FDM型）3D打印机喷嘴的结构特点，选择了喷嘴流道直径、收缩角与喷嘴温度作为实验变量，进行了正交仿真实验，分析了喷嘴熔体压力场、速度场、粘度场、温度场以及剪切速率场的分布状态。以稳定的出口截面速度、较低的流道熔体粘度以及较高的出口压力作为提高喷嘴打印精度与确保打印过程顺畅的优化目标，通过极差分析确定了三因素分别作用下每个优化指标的变化规律，并基于遗传算法求解了多目标优化问题。结果表明，出口速度方差最显著影响因素为流道直径，流道熔体粘度与出口压力两指标的最显著影响因素是喷嘴温度，综合考量，具有1mm直径的流道、30°收缩角的喷嘴在200～210℃工作时，能够实现较优指标的聚丙烯熔体打印。
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单位陕西理工大学; 材料科学与工程学院
