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作品名称：料尽其用——小型FDM 3D 打印废料再生机
学校名称：无锡立信高等职业技术学校
参赛队伍：立信工匠
队伍编号：231399
参赛学生：许昌青周子杰渠文浩黄文宣
指导老师：严云鹏李豪
投票日期：2026年11月16日 00:00->2026年12月10日 15:00
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详细说明

一、开发背景

FDM（熔融沉积成型）是目前应用最广的3D打印工艺，占比约60%，但打印废料率高达30%，2024年全国产生打印废料约40万吨。现有处置方式仅有“当废旧塑料低价出售”与“用大型挤塑设备集中再生”两种，均不适用于学校实验室、个人爱好者与小型工作室等中小规模用户。本作品面向这一空白，研制小型FDM3D打印废料再生机，让废料在产生现场即可完成再生。
行业背景数据：FDM 应用占比、成型原理与 2019—2026 年全国 FDM 3D 打印废料产生

二、结构说明

设备采用一体化集成布局，由粉碎、熔融、挤出、收卷四大功能模块与智能控制系统组成，外形尺寸600mmX180mmX430mm，整机重量3.5kg，可置于普通实验台使用。粉碎模块采用剪切式多片组合滚刀；熔融与挤出模块采用等深不等距三段式螺杆；收卷模块由步进电机经齿轮传动驱动绕线器并自动排线；控制系统以单片机为核心，对温度、电机电流与收卷张力进行实时监测与闭环调节。

整机三维效果图：四大功能模块一体化集成布局粉碎模块：剪切式多片组合滚刀（12 片单刀片组合）

多片式缩尺组合滚刀爆炸视图

熔融与挤出模块：等深不等距三段式螺杆（固体段—熔融段—均化段）

收卷模块结构：步进电机＋齿轮传动驱动绕线器并自动排线

电动机自动调节技术：实时监测电机电流，识别堵塞即时响应

智能控制系统：单片机为核心的温度与电流闭环

三、功能说明

实现“投料一破碎一熔融一挤出一收卷”全过程一体化自动处理：破碎颗粒均匀控制在4mm以内；熔融温度按材料工艺曲线自动设定(PLA180~210 °C、ABS 200~220°C，最高可调至350°℃C)；挤出线径1.75士0.05mm；收卷张力随动可调。具备喷头堵塞自动降速缓解、超温双重保护、断偶报警、开盖停机与急停等安全功能，运行噪声低于45 dB。
整机工作流程：投料→滚刀打碎→螺杆输送加热→喷头挤出→新料卷收

四、使用说明

接通220V电源，在控制面板选择材料类型（PLA/ABS）并确认温度；预热至设定值后将废料技设入进料口，设备自动完成破碎、熔融、挤出与收卷，成品线材可直接复用于FDM 3D打印机；停机前执行清料程序，避免残料冷却固化。