FINITE ELEMENT ANALYSIS OF FORCES SUBJECTED TO HOTEND AND NOZZLE PART IN 3D PRINTERS
Senai YALÇINKAYA Murat ŞEN Eray CANÇELİK
AbstractThe most critical part that directly affects the performance of the 3D printer is hotent. The hot end is the part that melts the filament material from the extruder side and makes it a thin rope. It is the part where the wire-shaped filament is converted to melt in 3D printers. Therefore, the filament material part is most critical part that directly affects the performance of the 3D printer. The hotend part is a surface-width increased element that prevents the filament from melting before reaching the nozzle. In the sector, the extruder section consisting of 4 different main parts are used instead of hotend part. These parts are consisted by 4 main parts such as racor, hotend, heater block, nozzle. In this experimental study, the hotend 3D printers are damaged due to the forces they are exposed to during the axial movements. To observe the results of the 3D printer resistance, finite element analysis method was used in the experimental study. The effects of the exposed forces were analyzed on E3D lite6. As a result of the analysis, the effects on the holder, the edge portion and the tip (nozzle) were observed. Experimental studies and optimization were made to minimize these effects on the holder. 3d yazıcının performansını doğrudan etkileyen en kritik parça hotenttir. Isıtıcı uç (Hot End) ekstruderden gelen filament malzemeyi eriten ve ince bir ip haline getiren parçadır. 3 boyutlu yazıcılarda tel şeklindeki filamentin eriyik hale dönüşümün sağlandığı kısımdır. Bu nedenle 3d yazıcının performansını direkt olarak etkileyen en kritik parçadır. Hotend, filamentin nozüle ulaşmadan erimesini engelleyen yüzey genişliği artırılmış elemandır. Sektörde, 4 ana parçadan meydana gelen extruder bölümü yerine de hotend ismi kullanılmaktadır. Bu parçalar; racor, hotend, ısıtıcı blok, nozzle olmak üzere 4 ana parçadan oluşur. Bu çalışmada, hotend parça 3 boyutlu yazıcıların eksen hareketleri sırasında maruz kaldığı kuvvetler nedeniyle zarar görmektedir. Çalışmada sonlu elamanlar analizi yöntemi kullanılmıştır. Maruz kalınan kuvvetlerin etkileri E3D lite6 üzerinde analizi ile yapılmıştır. Analiz sonucunda tutucu, kenar kısım ve uç kısmında (nozül) oluşan etkiler görülmüştür.