Bowden 挤出机说明：功能、设置和兼容细丝

Bowden 挤出机是一种 3D 打印机材料供给机构，可通过长管将细丝推入热端。长管将挤出机电机连接到挤出机的热端。因此，向挤出机提供材料的进料机构可以安装在 3D 打印机的框架上，与运动控制的热端分开。这种设置减少了打印头的移动质量，从而允许更高的加速度或更低的电机功率。 Bowden 挤出机兼容多种长丝材料，包括 PLA、ABS、PETG 和尼龙。

本文将讨论鲍登挤出机是什么，包括其用途、工作原理以及所使用的材料。  

什么是鲍登挤出机？

Bowden 挤出机是许多熔丝制造 3D 打印机中使用的丝供给机构。长丝通过柔性 PTFE 管送入热端。尽管“Bowden”一词源自机械控制电缆，但 3D 打印中的 Bowden 挤出机特指将长丝推过 PTFE 管的系统。这种设计允许受力部件（挤出机电机）与热端分开安装。耗材电机安装在机器底盘上而不是打印头上，因此不会增加打印头本身的重量。这样，头部就能做出更快、更精确的运动。

鲍登挤出机如何工作？

驱动机构各不相同，使用齿轮或夹送轮将进给或驱动电机的旋转转换为灯丝的线性行进。当细丝被推动通过进给机构时，它在压缩下被输送到鲍登管中。该压力被热端的阻力抵消，并在热端熔化和分配。

鲍登管引导灯丝，同时最大限度地减少屈曲。由于管子是纵向刚性的，因此灯丝可以穿过。尽管管提供横向支撑，但柔性细丝仍可能由于约束不足而发生弯曲。由于管子是纵向刚性的，因此灯丝可以穿过。由于施加在其上的压缩力，灯丝想要弯曲是正常的。这会导致灯丝压在管子内部，从而产生额外的摩擦。

为什么使用 Bowden 挤出机？

鲍登挤出机将相对较重的进料电机和齿轮机构与移动喷嘴和热端组件分开。它减轻了运动部件的重量并提高了打印头的惯性响应。这也使热端的热量远离挤出机电机。

与 Bowden 挤出机兼容的不同材料有哪些？

下面列出了与 Bowden 挤出机兼容的长丝材料：

1。 ABS

众所周知，ABS 长丝如果冷却过快，就会容易变形和收缩。长的灯丝路径会加剧灯丝回缩和压力波动的问题，导致渗漏、拉丝和流动一致性差。精确的温度使 ABS 长丝受益匪浅。然而，鲍登设置可能会在挤出响应中引入轻微的延迟，这可能需要微调回缩设置和打印速度以获得一致的结果。

要了解更多信息，请参阅我们关于什么是 ABS 塑料的完整指南。

2。解放军

PLA 长丝通常适用于 Bowden 挤出机，因为与 ABS 或尼龙等材料相比，它们相对较硬，收缩率和翘曲度较低。较长的灯丝路径可能仍需要进行调整，例如增加回缩距离以补偿压缩并防止拉丝和渗漏。总的来说，PLA 较低的打印温度和对温度波动相对较低的敏感性使其比其他不太宽容的长丝材料更适合这种配置。如果温度控制得当，PLA 长丝就不易翘曲。

要了解更多信息，请参阅有关 PLA 细丝的完整指南。

3。尼龙

尼龙长丝可以使用 Bowden 挤出机产生良好的效果。然而，该材料可能会产生一些问题。当管路径较长时，鲍登设置中的尼龙丝会经历更大的摩擦。摩擦力可能会使灯丝变形并使回缩更加困难。尼龙丝还需要精确的温度控制，以免变形。由于鲍登系统中的挤出响应和回缩延迟，这可能很难实现。用户必须试验缩回距离、打印速度和挤出机温度才能获得满意的结果。尼龙丝的性能最佳，稳定可靠的温度控制可最大限度地减少翘曲并增强层间粘合力。

要了解更多信息，请参阅我们关于尼龙长丝的完整指南。

4。 PETG

聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PETG) 长丝可用于 Bowden 挤出机设置。但是，考虑一些属性和参数可以提高性能。与 PLA 相比，PETG 具有适度的灵活性，但仍保持足够的刚性，可以在 Bowden 系统中良好地工作。当被挤出机电机推动时，这会导致管子卷曲和翘曲的可能性降低。尽管如此，鲍登管越长，灯丝所经历的摩擦和弹性压缩就越大。这些因素会使回缩调整更具挑战性，增加拉丝和渗漏的风险。 PETG 长丝在一定程度上受益于一致的温度控制，尽管打印质量不像其他材料那样变化很大。

要了解更多信息，请参阅我们有关 PETG 细丝的完整指南。

5。柔性材料

一般来说，柔性长丝较难在鲍登挤出机中使用。它们容易卷曲，导致管内产生摩擦和压缩。弹性使得输送不均匀并且回缩不太精确。不均匀的流动也会影响温度均匀性，从而阻碍层内和层间的粘附。 

7。复合长丝

复合长丝（含有碳纤维、木材或金属颗粒等添加剂的长丝）在与鲍登设置一起使用时通常会带来相当大的挑战。由于与鲍登管的频繁接触，它们增加了摩擦力，这会阻碍顺利挤出。含有添加剂的长丝往往比纯长丝具有更高的摩擦系数。这会导致灯丝变形或堵塞，特别是当涉及研磨添加剂时。这可能导致挤出不一致，包括挤出不足或间歇流动。木材或金属颗粒等添加剂比其他添加剂存在更高的堵塞风险。此外，碳纤维和金属填充丝具有高度磨蚀性，随着时间的推移会磨损标准 PTFE Bowden 管，因此需要使用增强管或替代挤出系统（例如直接驱动）。

复合长丝通常需要一致的温度控制以确保适当的粘合力，因为添加剂会降低材料的流动一致性和粘合强度。更平滑的细丝流动和更精确的控制通常会提高温度稳定性，从而实现更好的粘合打印。

Bowden 挤出机在 3D 打印中的主要功能是什么？

所有 3D 打印长丝挤出机都具有相同的通用用途：它们以受控方式并在适当的粘合温度下将长丝喂入要打印的物体。鲍登挤出机通过将细丝推动穿过从固定挤出机延伸到移动打印头的管子来实现这一点。这使得重型挤出机机构远离移动头，但会在进料过程中引入更多的摩擦和弹性变形。

Bowden 挤出机如何为整个 3D 打印流程做出贡献？

Bowden 挤出机在某些方面提高了打印性能，但也有一些缺点。它们通常与 PLA、ABS 和 PETG 等刚性长丝一起使用，而由于鲍登管内部的摩擦和压缩增加，TPU 或 TPE 等柔性长丝可能更具挑战性。当优化并保持良好的功能状态时，该系统可以改善灯丝从线轴到热端运动的引导和控制。在远程鲍登设置中，挤出机电机是固定的，并且安装在远离热端的位置，从而减轻了打印头的重量。这可以实现更快的移动和更高的精度，从而提高打印质量。

长丝的选择是否会影响 Bowden 挤出机的效率？

是的，细丝的性质会影响鲍登挤出机的功能。市场上众多 3D 打印材料选项中的每一种都与 Bowden 设置表现出不同的兼容性。

TPU 或 TPE（热塑性弹性体）等柔性长丝通常需要非常仔细的调整和监控，以防止长丝路径弯曲或变形。随着时间的推移，含有磨料或高摩擦添加剂（如碳纤维或金属颗粒）的细丝会磨损鲍登管，导致摩擦不断增加和进给速度不规则。 PTFE 内衬管有助于减少磨损，但在高温下长时间使用可能会降解。

细丝直径不一致可能会导致挤出问题，导致挤出不足或堵塞。 ABS、PETG 和其他材料需要更精确和更窄的温度控制来制造光滑、粘合良好的零件。 Bowden 挤出机不直接控制灯丝温度，但热端的适当温度调节对于成功打印至关重要。  这可能具有挑战性，因为进料路径会变化，并且弹性效应会影响挤出速度。

Bowden 挤出机适用于各种长丝材料。但是，您可能需要尝试设置，甚至修改机制以优化其性能。

鲍登挤出机有哪些优点？

Bowden挤出机的优点是：

1. 从打印头上去除挤出机的重量可以使传输机构获得更高的加速度。
2. 热打印材料与打印头的热隔离效果更好，从而减少了热蠕变。
3. 较低的打印头高度允许某些打印机打印更高的部件。

鲍登挤出机有哪些缺点？

虽然鲍登挤出机确实具有优势，但它也有其缺点和不适应的场景。这些缺点包括：

1. 鲍登挤出机可能会遇到柔性长丝的问题，因为长路径会产生额外的摩擦。仔细的设置和良好的维护可以部分缓解这种情况。
2. 由于进料是从远离热端的地方开始的，因此由于进料的弹性，长丝响应时间可能会延迟，从而导致挤出控制不太精确。
3. 由于长丝中的摩擦和弹性，难以可靠地控制回缩。
4. 与直接驱动设置相比，加载和卸载灯丝可能更加麻烦。
5. 鲍登挤出机通常比其他类型的挤出机经历更多的磨损和摩擦，尤其是使用磨料丝时。

与其他挤出机相比，Bowden 挤出机的速度和精度如何？

正确操作时，鲍登挤出机设置的主要优点是减少打印头的移动质量。由于移动头的惯性最小化，因此可以实现更高的加速度。

鲍登挤出机是否常用于需要高打印速度的应用？

不会。鲍登挤出机并不常用于先进的高速打印机。虽然它们确实减少了移动质量，但它们限制了打印过程的精度。由于上述讨论的不规则进纸问题，启用 Bowden 的打印速度可能会达到上限。

直接驱动与 Bowden 之间有什么区别？

这两个系统在定义其功能和维护问题的一些关键方面存在差异，包括：

1. 直接驱动使用位于打印头的夹送轮或齿轮送丝，直接送入热端，无需中间阶段或机构。
2. 远程鲍登系统将挤出机的进料机构放置在远离热端的固定位置。他们使用一根受拉的管子在压缩下供给细丝。
3. 直接驱动挤出机可以更有效地加工柔性和磨蚀性长丝。

要了解更多信息，请参阅我们有关直接驱动挤出机的完整指南。

摘要

本文介绍了 Bowen 挤出机，对其进行了解释，并讨论了它们的工作原理及其各种用途。要了解有关 Bowen 挤出机的更多信息，请联系 Xometry 代表。

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迪恩·麦克克莱门茨

Dean McClements 是机械工程荣誉学士学位毕业生，在制造业拥有二十多年的经验。他的职业生涯包括在 Caterpillar、Autodesk、Collins Aerospace 和 Hyster-Yale 等领先公司担任重要职务，在那里他对工程流程和创新有了深入的了解。

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