Published June 11, 2021
| Version v1
Publication
Open
Simulation of Printer Nozzle for 3D Printing TNT/HMX Based Melt-Cast Explosive
Creators
- 1. University of Science and Technology
- 2. China Academy Of Machinery Science & Technology (China)
- 3. Nanjing University of Science and Technology
Description
Abstract Fused deposition modelling (FDM) has been one of the most widely used rapid prototyping (RP) technologies, which has been attracted increasing attentions in the world. However, existing literatures about energetic material flow inside the 3D printer nozzle are sparse. For plunger 3D printer, we summarized the experimental and related literatures, finding that viscosity, temperature, outlet velocity, pressure, and nozzle diameter are the main factors to affect the flow state in the nozzle. Based on the actual printer nozzle structure, in this paper, a finite element model was established by SOLIDWORKS software firstly, meanwhile, the flow channel model of the nozzle was extracted and simplified. Secondly, the factors influencing the printing results were researched and analysed. In the end, numerical simulation on velocity field and temperature field was carried out by FLUENT software. Moreover, the printing test of HMX/TNT was also carried out by using EAM-D-1 3D printer. The printed sample shows that 3D printing is more satisfactory than conventional melt-casting ways to prepare high viscocity and unconventional structure explosives
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
كانت نمذجة ترسيب الصمامات التجريدية (FDM) واحدة من أكثر تقنيات النماذج الأولية السريعة استخدامًا على نطاق واسع، والتي جذبت اهتمامًا متزايدًا في العالم. ومع ذلك، فإن الأدبيات الموجودة حول تدفق المواد النشطة داخل فوهة الطابعة ثلاثية الأبعاد متناثرة. بالنسبة لطابعة المكبس ثلاثية الأبعاد، قمنا بتلخيص الآداب التجريبية والآداب ذات الصلة، ووجدنا أن اللزوجة ودرجة الحرارة وسرعة المخرج والضغط وقطر الفوهة هي العوامل الرئيسية للتأثير على حالة التدفق في الفوهة. بناءً على بنية فوهة الطابعة الفعلية، في هذه الورقة، تم إنشاء نموذج العناصر المحدودة بواسطة برنامج SOLIDWORKS أولاً، وفي الوقت نفسه، تم استخراج نموذج قناة التدفق للفوهة وتبسيطه. ثانياً، تم بحث وتحليل العوامل التي تؤثر على نتائج الطباعة. في النهاية، تم إجراء المحاكاة العددية لمجال السرعة ومجال درجة الحرارة بواسطة برنامج بطلاقة. علاوة على ذلك، تم إجراء اختبار طباعة HMX/TNT أيضًا باستخدام طابعة EAM - D -1 ثلاثية الأبعاد. توضح العينة المطبوعة أن الطباعة ثلاثية الأبعاد أكثر إرضاءً من طرق الصب بالذوبان التقليدية لإعداد متفجرات عالية اللزوجة وبنية غير تقليديةTranslated Description (French)
La modélisation par dépôt fusionné (FDM) a été l'une des technologies de prototypage rapide (RP) les plus largement utilisées, qui a attiré de plus en plus d'attention dans le monde. Cependant, la littérature existante sur le flux de matière énergétique à l'intérieur de la buse de l'imprimante 3D est clairsemée. Pour l'imprimante 3D à piston, nous avons résumé les littératures expérimentales et connexes, en constatant que la viscosité, la température, la vitesse de sortie, la pression et le diamètre de la buse sont les principaux facteurs qui affectent l'état d'écoulement dans la buse. Sur la base de la structure réelle de la buse de l'imprimante, dans cet article, un modèle par éléments finis a été établi par le logiciel SolidWorks tout d'abord, pendant ce temps, le modèle de canal d'écoulement de la buse a été extrait et simplifié. Deuxièmement, les facteurs influençant les résultats d'impression ont été recherchés et analysés. En fin de compte, la simulation numérique sur le champ de vitesse et le champ de température a été réalisée par un logiciel FLUIDE. De plus, le test d'impression de HMX/TNT a également été effectué en utilisant l'imprimante 3D EAM-D-1. L'échantillon imprimé montre que l'impression 3D est plus satisfaisante que les méthodes conventionnelles de coulée en fusion pour préparer des explosifs à viscosité élevée et à structure non conventionnelleTranslated Description (Spanish)
Resumen El modelado por deposición fundida (FDM) ha sido una de las tecnologías de prototipado rápido (RP) más utilizadas, que ha atraído cada vez más atención en el mundo. Sin embargo, la bibliografía existente sobre el flujo de material energético dentro de la boquilla de la impresora 3D es escasa. Para la impresora 3D de émbolo, resumimos la literatura experimental y relacionada, encontrando que la viscosidad, la temperatura, la velocidad de salida, la presión y el diámetro de la boquilla son los principales factores que afectan el estado de flujo en la boquilla. Con base en la estructura real de la boquilla de la impresora, en este documento, el software SOLIDWORKS estableció un modelo de elementos finitos en primer lugar, mientras tanto, se extrajo y simplificó el modelo de canal de flujo de la boquilla. En segundo lugar, se investigaron y analizaron los factores que influyen en los resultados de impresión. Al final, la simulación numérica sobre el campo de velocidad y el campo de temperatura se llevó a cabo mediante software FLUENT. Además, la prueba de impresión de HMX/TNT también se llevó a cabo utilizando la impresora 3D EAM-D-1. La muestra impresa muestra que la impresión 3D es más satisfactoria que las formas convencionales de fundición en estado fundido para preparar explosivos de estructura no convencional y de alta viscosidadFiles
latest.pdf.pdf
Files
(988.6 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:2266d3ab6a0712c40671220b3f805d72
|
988.6 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- محاكاة فوهة الطابعة للطباعة ثلاثية الأبعاد على أساس مادة تي إن تي/إتش إم إكس المصبوبة القابلة للانفجار
- Translated title (French)
- Simulation de buse d'imprimante pour l'impression 3D TNT/HMX à base de fonte explosive
- Translated title (Spanish)
- Simulación de boquilla de impresora para impresión 3D de explosivo fundido a base de TNT/HMX
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3168475299
- DOI
- 10.21203/rs.3.rs-579750/v1