避免翹曲、增加層粘性，通過仿真來提高FDM 3D打印質量(5)
溫度場分析
下表為各方案的溫度及熱流量統(tǒng)計表格，可以看出當入口溫度都為23℃時，方案二的出口溫度（74℃）高于方案一（72℃），遠高于原始方案（4℃8）。其中原始方案的溫升為25℃，方案一的溫升為46℃，方案二的溫升為56℃。雖然方案二比方案一的出口溫升高15.2%，方案二的加熱器的總換熱量高于方案一14.3%，即方案二的熱能利用率高于方案一。
表7-4 各方案溫度及熱流量統(tǒng)計
從上表可以看出，優(yōu)化方案一和優(yōu)化方案二的換熱性能力都高于原始方案，其中方案二的流體出口和入口的熱量差值 (w)是方案一的1.28倍。原因在于，對于方案一來說，從離心風機出來的氣流又兩個方向可以流動，流向換熱區(qū)域或流向相反區(qū)域（如圖7-2所示），流向反方向的氣流沒有擋風罩的約束，從擋風罩外側流向出口，導致流向換熱區(qū)域的流量只占總流量的一半，且此時出口的溫度并不均勻（如圖7-3、7-4）。
圖7-2 方案一 風機流出氣流方向示意
圖7-3 方案一出口面溫度分布
圖7-4 方案二出口面溫度分布
- 結論
經過對比分析可以得出如下結論：根據數值模擬的結果，添加了阻力的的散熱片區(qū)域的流量很小，大部分氣流從散熱片區(qū)域外流過，會導致散熱效果不好。
添加擋風罩后，氣流被強制通過散熱片區(qū)域，增大與加熱器加熱面的接觸面積和接觸風量，可以有效的提高加熱器的熱能利用效率，采用方案二中的擋風罩后，出口的溫升較原方案提高一倍至53℃，且出口風溫分布也比較均勻。
薛一戈
安世亞太流體工程師，伊利諾伊理工機械與航空航天工程專業(yè)，碩士學位，超過2年的汽車行業(yè)CAD設計與CAE仿真，擅長湍流、邊界層、多相流、顆粒物等多個領域的仿真與分析，目前主要參與增材設備的流體仿真分析項目，積累大量3D打印設備流體優(yōu)化經驗。
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